Une majorité de la population mondiale vit sur des terres basses près de la mer, dont certains devraient être submergés d'ici la fin du 21e siècle en raison de l'élévation du niveau de la mer.

La quantité la plus pertinente pour évaluer les impacts du changement du niveau de la mer sur ces communautés est l'élévation relative du niveau de la mer, c'est-à-dire le changement d'altitude entre la hauteur de la surface de la Terre et la hauteur de la surface de la mer. Pour un observateur se tenant sur le littoral, l'élévation relative du niveau de la mer est la variation nette du niveau de la mer, qui comprend également la montée et la descente de la terre sous les pieds de l'observateur.

Maintenant, en utilisant des mesures précises du radar interférométrique à synthèse d'ouverture (InSAR) à la pointe de la technologie, capable de détecter la montée et la descente de la surface terrestre avec une précision millimétrique, une équipe de recherche de l'Arizona State University a, pour la première fois, suivi le mouvement terrestre vertical de toute la côte californienne.

Ils ont identifié les points chauds locaux de la côte naufrage, dans les villes de San Diego, Los Angeles, Santa Cruz et San Francisco, avec une population combinée de 4 à 8 millions de personnes exposées à un affaissement rapide des terres, qui seront exposés à un risque d'inondation plus élevé au cours des décennies précédant l'élévation prévue du niveau de la mer.

"Nous avons inauguré une nouvelle ère de cartographie côtière à plus de 1, Des détails et une résolution mille fois plus élevés que jamais, " a déclaré Manoochehr Shirzaei, qui est le chercheur principal du projet financé par la NASA. « Les détails sans précédent et la précision submillimétrique résolus dans notre ensemble de données sur les mouvements verticaux des terres peuvent transformer la compréhension des changements naturels et anthropiques du niveau relatif de la mer et des dangers associés. »

Les résultats ont été publiés dans le numéro de cette semaine de Avancées scientifiques .

L'équipe de recherche comprenait un étudiant diplômé et auteur principal Em Blackwell, et professeur Manoochehr Shirzaei, Chandrakanta Ojha et Susanna Werth, tous issus de l'École d'exploration de la Terre et de l'espace de l'ASU (Werth a une double nomination à l'École de géographie et d'urbanisme).

Em Blackwell avait un vif intérêt pour la géologie, et comme Blackwell a commencé ses études supérieures, les applications de l'InSAR les ont poussés à poursuivre ce projet. InSAR utilise un radar pour mesurer le changement de distance entre le satellite et la surface du sol, produire des cartes de déformation très précises de la surface de la Terre à une résolution de 10 s m sur une étendue spatiale de 100 s km.

L'affaissement des terres peut se produire en raison de processus naturels et anthropiques ou d'une combinaison de ceux-ci. Les processus naturels comprennent la tectonique, ajustement isostatique glaciaire, charge de sédiments, et compactage du sol. Les causes anthropiques comprennent l'extraction des eaux souterraines et la production de pétrole et de gaz.

Depuis 2005, environ 40 millions de personnes ont été exposées à un risque d'inondation côtière de 1 sur 100 ans, et d'ici 2070, ce nombre va plus que tripler. La valeur des biens exposés aux inondations augmentera à environ 9 % du produit intérieur brut mondial projeté, avec les États-Unis, Japon, et les Pays-Bas étant les pays les plus exposés. Ces estimations d'exposition reposent souvent uniquement sur des projections de l'élévation moyenne du niveau de la mer à l'échelle mondiale et ne tiennent pas compte du mouvement vertical des terres.

L'étude a mesuré l'ensemble de la côte californienne longue de 1350 kilomètres de 2007 à 2018, compiler des milliers d'images satellites au fil du temps, utilisé pour créer une carte de mouvement terrestre vertical avec 35 millions de pixels à une résolution d'environ 80 m, comprenant un large éventail de taux de soulèvement et d'affaissement côtiers. Les décideurs politiques des communautés côtières et le grand public peuvent télécharger gratuitement les données (lien dans les données supplémentaires).

Les quatre zones métropolitaines les plus touchées dans ces zones comprenaient San Francisco, Baie de Monterey, Los Angeles, et San Diego.

« La grande majorité du périmètre de la baie de San Francisco subit un affaissement avec des taux atteignant 5,9 mm/an, " dit Blackwell. " Notamment, l'aéroport international de San Francisco s'affaisse avec des taux supérieurs à 2,0 mm/an. La région de la baie de Monterey, dont la ville de Santa Cruz, s'enfonce rapidement sans aucune zone de soulèvement. Les taux d'affaissement pour cette zone atteignent 8,7 mm/an. La région de Los Angeles montre un affaissement le long de petites zones côtières, mais la plus grande partie de l'affaissement se produit à l'intérieur des terres."

Les zones de soulèvement des terres comprenaient le nord de la région de la baie de San Francisco (3 à 5 mm/an) et le centre de la Californie (même taux).

Pour aller de l'avant dans les décennies à venir, la population côtière devrait atteindre plus d'un milliard de personnes d'ici 2050, en raison de la migration vers le littoral. Le futur risque d'inondation auquel ces communautés seront confrontées est principalement contrôlé par le taux d'élévation relative du niveau de la mer, à savoir, la combinaison de l'élévation du niveau de la mer et du mouvement vertical des terres. Il est essentiel d'inclure l'affaissement du sol dans les projections régionales qui sont utilisées pour identifier les zones d'inondation potentielle pour la côte urbanisée.

Au-delà de l'étude, l'équipe de recherche de l'ASU espère que d'autres membres de la communauté scientifique pourront s'appuyer sur leurs résultats pour mesurer et identifier plus largement les risques côtiers aux États-Unis et dans le monde.