Les panneaux d'avertissement jaunes qui parsèment les falaises côtières du nord de la Californie à la frontière américano-mexicaine peuvent sembler trop dramatiques pour un observateur occasionnel. Mais les falaises en érosion active constituent la majorité du littoral californien, et des glissements de terrain et des effondrements soudains ont causé des blessures et plusieurs décès ces dernières années. En outre, l'érosion des falaises menace actuellement les autoroutes, Maisons, entreprises, bases militaires, parcs, centrales électriques, et d'autres installations critiques, au total des milliards de dollars de développement.

La recherche suggère que les taux d'érosion augmenteront avec l'élévation du niveau de la mer, aggravant encore ces problèmes. "Il est essentiel que nous étudiions le recul actuel et historique des falaises afin de mieux planifier l'avenir, " dit Adam Young, un chercheur de la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego qui a récemment publié une analyse unique à grande échelle de l'érosion des falaises côtières en Californie.

L'étude, publié dans la revue Géomorphologie , et financé par California Sea Grant, fournit des taux d'érosion précis pour 680 miles de la côte californienne, de la frontière américano-mexicaine à Bodega Head dans le comté de Sonoma. Il identifie les zones qui se sont érodées plus rapidement que d'autres, et introduit une nouvelle échelle de risque expérimentale pour identifier les zones qui peuvent être plus à risque d'effondrement imminent. Il s'agit de la première étude à grande échelle en Californie utilisant des données LiDAR (données d'élévation laser enregistrées lors de relevés aériens) qui ont été utilisées pour créer des cartes d'élévation 3D détaillées.

Les études existantes sur l'érosion des falaises sont souvent à petite échelle, utiliser diverses techniques, et s'appuient souvent sur des sources de données de moindre qualité, fournissant un patchwork à travers l'état. "Ce qui est unique à propos de cette étude, c'est qu'elle applique une méthodologie cohérente sur une très grande zone en utilisant des données laser haute résolution précises, " dit Jeune.

Alors que certaines des causes fondamentales de l'érosion des falaises côtières, telles que les précipitations et les vagues, sont claires, cela ne s'est pas traduit par un moyen simple de prédire les taux d'érosion futurs ou d'identifier les zones à risque. Variation de la géologie des falaises, protection de plage, exposition aux intempéries, et d'autres facteurs compliquent également la prévision des taux d'érosion.

Des recherches antérieures ont identifié des corrélations claires entre les précipitations et l'érosion côtière dans le sud de la Californie, mais l'impact des vagues de tempêtes a été plus insaisissable. "C'est difficile à mesurer, " explique Young, "Nous manquons d'observations sur le terrain car avec des vagues puissantes qui s'écrasent contre la falaise, ce n'est pas un endroit facile pour faire des mesures." Variation de la géologie des falaises, protection de plage, exposition aux intempéries, et d'autres facteurs compliquent également la prévision des taux d'érosion.

Comprendre l'érosion, prévenir les catastrophes

Pour créer une analyse cohérente des changements récents de falaise, Young a comparé deux ensembles de données LiDAR massifs, des cartes en trois dimensions du littoral californien, enregistré à onze ans d'intervalle. Les taux d'érosion des falaises les plus élevés ont été trouvés à San Onofre, Courbe portugaise, Palos Verdes, Big Sur, Plage de Martins, Ville de Daly, Double pointe, et Point Reyes (voir carte). Young a ensuite comparé les récentes cartes d'érosion des falaises aux archives historiques de 1932 et 1934. En comparant les différentes cartes, il a construit une analyse pour la majorité du littoral de l'État, montrant à la fois les taux d'érosion récents et historiques.

L'étude montre que le taux d'érosion historique des falaises ne fournit pas toujours une bonne prédiction des taux futurs. "Les résultats montrent que si une falaise a subi une grande quantité d'érosion pendant une période de temps, il a été suivi d'une période avec très peu d'érosion, et la falaise pourrait être relativement stabilisée pendant un certain temps, " explique Young. " Il va se mobiliser à nouveau, mais nous ne savons pas quand et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre les cycles temporels impliqués."

Young a également constaté que les falaises avec des taux d'érosion élevés ces derniers temps étaient souvent précédées de périodes avec très peu d'érosion. Ce sont des conclusions clés, parce que les modèles prédisant le recul futur de la falaise sont souvent basés sur la projection des taux historiques.

Young a également introduit une nouvelle mesure expérimentale pour identifier les précipices les plus risqués. Des recherches antérieures avaient suggéré que la différence entre les taux d'érosion de la paroi de la falaise par rapport au sommet de la falaise pourrait indiquer une instabilité - en bref, la pente de la falaise. Lorsqu'il a appliqué cet indice de risque, Les jeunes ont identifié des endroits inquiétants le long de la côte californienne, y compris la plage d'État de San Onofre, Big Sur, la plage de Martin, et la ville de Daly.

Un contrôle de la réalité pour les planificateurs

Young travaille actuellement sur un ensemble de cartes à mettre à la disposition du public, et il a présenté le travail à des conférences scientifiques. Il dit, "J'espère que cette étude contribuera à améliorer les modèles qui prédisent l'érosion, aider à identifier les zones dangereuses, et aider les décideurs politiques qui travaillent à protéger notre côte."

La recherche a déjà attiré l'attention des planificateurs de la California Coastal Commission, un organisme d'État chargé de préserver et de protéger le littoral pour les générations actuelles et futures.

"L'étude pourrait être particulièrement utile pour les gouvernements locaux qui cherchent à mettre à jour leurs programmes côtiers locaux à la lumière du changement climatique et de l'élévation du niveau de la mer, " dit Lesley Ewing, un ingénieur côtier principal pour la commission. Bien que l'étude ne fournisse pas de projections pour les taux d'érosion futurs, les chercheurs s'attendent à ce que l'élévation du niveau de la mer contribue à des taux d'érosion plus rapides et à un plus grand risque pour les propriétés côtières publiques et privées, et les gouvernements s'efforcent de planifier les impacts.

"La côte californienne regorge de biens immobiliers très chers, sans parler des centrales électriques, installations de traitement des eaux usées, et autoroutes, " dit-elle. Une partie de cela est déjà en danger - plus de 100 milles d'armurerie de rivage ont été construits pour le protéger, et d'autres seront à risque à l'avenir.

"Il y a tellement d'opportunités d'utiliser cette recherche - cela pourrait servir de vérification de la réalité pour les planificateurs qui se concentrent souvent sur des régions spécifiques et à plus petite échelle, " ajoute Ewing.