En 2018, La NASA intensifiera son attention sur l'une des parties les plus critiques mais les plus éloignées de notre planète en évolution avec le lancement de deux nouvelles missions satellites et une série de campagnes aéroportées.

L'agence spatiale lance ces missions à un moment où des décennies d'observations depuis le sol, l'air et l'espace ont révélé des signes de changement dans les calottes glaciaires de la Terre, glace de mer, glacier, couverture neigeuse et pergélisol. Collectivement, les scientifiques appellent ces régions gelées de notre planète la « cryosphère ».

Des changements en cours avec la cryosphère, tout en se produisant souvent dans des régions éloignées, ont des impacts sur les populations du monde entier :l'élévation du niveau de la mer affecte les côtes à l'échelle mondiale, plus d'un milliard de personnes dépendent de l'eau du manteau neigeux, et la diminution de la banquise qui recouvre l'océan Arctique joue un rôle important dans le climat et les conditions météorologiques de la Terre.

Ce printemps, La NASA et le Centre de recherche allemand pour les géosciences devraient lancer la mission GRACE-FO (Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On), des satellites jumeaux qui perpétueront l'héritage de la mission GRACE d'origine consistant à suivre les fluctuations du champ de gravité terrestre afin de détecter les changements de masse, y compris la masse des calottes glaciaires et des aquifères.

Cet automne, La NASA lancera le Ice, Nuage, et le satellite d'élévation terrestre-2 (ICESat-2), qui utilisera un instrument laser très avancé pour mesurer l'élévation changeante de la glace dans le monde, offrant une vue de la hauteur de la glace terrestre avec plus de détails qu'auparavant.

Ensemble, les deux missions rendront critiques, mesures complémentaires des glaciers et des calottes glaciaires de la Terre. Les deux missions feront également d'autres observations clés :par exemple, GRACE-FO mesurera les réserves d'eau souterraine et les courants océaniques profonds; ICESat-2 mesurera l'épaisseur de la glace de mer et la hauteur de la végétation.

Cette année verra également la poursuite de deux grandes campagnes de cryosphère aéroportées et sur le terrain :l'opération IceBridge, qui a fourni une vue multidimensionnelle du Groenland, Antarctique et banquise depuis 2009, et la fonte des océans du Groenland, qui se concentre sur l'interaction entre les eaux océaniques et les glaciers du Groenland qui se terminent dans l'océan. Les deux campagnes ont commencé les déploiements au Groenland en mars.

Certaines parties de la cryosphère terrestre fournissent de l'eau vitale à plus d'un milliard de personnes dans le monde, et les observations de la NASA aideront les gens à gérer cette ressource naturelle. La NASA a utilisé des instruments scientifiques aéroportés tels que l'Airborne Snow Observatory et la campagne de terrain SnowEx dans l'ouest des États-Unis pour mieux comprendre et mieux mesurer la quantité d'eau contenue dans la couverture neigeuse, un fait critique pour cette région où une personne sur six dépend du manteau neigeux pour l'eau. La NASA est également impliquée dans un effort international appelé High Mountain Asia Project, qui cherche à comprendre comment le changement climatique affecte les glaciers de l'Himalaya et les ressources en eau de plus d'un milliard de personnes dans la région.

GRACE-FO et ICESat-2 utiliseront des techniques radicalement différentes pour observer comment les immenses calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique évoluent au fil du temps et dans quelle mesure elles contribuent à l'élévation du niveau de la mer. Longtemps considéré comme lent et stable, certaines régions des deux calottes glaciaires ont rapidement perdu de la glace au cours des dernières décennies, contribuant à une accélération récemment détectée de l'élévation du niveau mondial de la mer par rapport aux taux du 20e siècle. Sur la base de simulations informatiques, Le niveau mondial de la mer pourrait être de 1 à 4 pieds plus haut d'ici 2100 qu'au cours de la première décennie de ce siècle.

GRACE-FO détecte les changements de la gravité terrestre au fil du temps pour révéler comment la répartition des masses dans le système terrestre change. Ces observations fournissent des informations cruciales sur le comportement de grandes régions de glace, tels que la perte de masse accélérée de l'Antarctique occidental et les gains plus lents dans l'Antarctique oriental. L'instrument laser d'ICESat-2 peut mesurer le taux de changement d'altitude de la calotte glaciaire au cours d'une année à moins de deux dixièmes de pouce (0,4 centimètre), permettant aux scientifiques de voir quand et où la glace s'épaissit à mesure que la neige s'accumule, ou s'amincissant en fondant.

La mission de la NASA dans la recherche sur notre planète d'origine est d'utiliser le point de vue de l'espace pour comprendre comment la Terre fonctionne en tant que système, et comment les différentes composantes—océan, terre, atmosphère, biosphère et cryosphère—interagissent et s'influencent mutuellement. Les diverses recherches aéroportées et terrestres de la NASA visent également à fournir une vue plus détaillée non seulement des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique, mais aussi des autres composants de la cryosphère :glace de mer, la couverture de neige, pergélisol et glaciers.Au fil des décennies, La NASA et d'autres chercheurs ont reconstitué une image de la façon dont ces différents aspects du système Terre interagissent. Des décennies d'observation et d'analyse révèlent des tendances significatives de changement.

La glace de mer estivale dans l'océan Arctique couvre désormais environ 40 pour cent de superficie en moins qu'elle ne l'était à la fin des années 1970, lorsque les observations satellitaires continues ont commencé. Ce genre de changement important pourrait augmenter le taux de réchauffement déjà en cours, affecter davantage la perte de glace de mer dans l'Arctique, et modifier l'accès des navires à l'océan Arctique. ICESat-2 améliorera notre compréhension de la banquise arctique en mesurant l'épaisseur de la banquise depuis l'espace, fournir aux scientifiques des informations plus complètes sur le volume de glace de mer dans les océans Arctique et Austral.

Les recherches de la NASA montrent que le pergélisol - un sol gelé en permanence dans l'Arctique qui contient des gaz piégeant la chaleur tels que le méthane et le dioxyde de carbone - fond maintenant plus rapidement que les scientifiques ne l'ont observé auparavant. Grâce à des recherches aéroportées et sur le terrain sur des missions telles que l'expérience sur la vulnérabilité des réservoirs de carbone dans l'Arctique (CARVE) et l'expérience sur la vulnérabilité arctique-boréale (ABoVE), Les scientifiques de la NASA tentent d'améliorer les mesures de cette tendance afin de mieux prédire son impact à l'échelle mondiale. CARVE et certains aspects d'ABoVE sont axés sur l'amélioration des mesures de la quantité de dioxyde de carbone et de méthane libérée par les sols arctiques.