Tout sur notre planète - la terre, l'eau, l'air, les gens-est relié par les divers produits chimiques, processus physiques et biologiques qui composent ce que nous appelons le système Terre.

L'un des éléments clés de cet énorme système est la cryosphère, ou toute l'eau gelée de la Terre. Cette "sphère" importante comprend les sols gelés de l'Alaska, la neige au sommet de l'Himalaya, ainsi que toute la glace des régions polaires.

Nulle part le rôle de la cryosphère n'est aussi évident qu'aux hautes latitudes, où les calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique couvrent la majeure partie du territoire, et où la glace de mer recouvre d'énormes sections des eaux polaires. L'immensité de ce brillant, la glace blanche, en plus des vastes zones couvertes de neige hivernale au-delà des régions polaires, aide à contrôler le climat mondial en réfléchissant une partie du rayonnement solaire dans l'espace.

En raison de l'importance de la cryosphère, La NASA s'est engagée à étudier de manière approfondie la glace de la Terre. Avec la mission satellite Gravity Recovery and Climate Experiment récemment déclassée, et son successeur, Suite GRACE, les scientifiques ont étudié les changements dans le bilan de masse de la calotte glaciaire. Les missions ont mesuré les variations de l'attraction gravitationnelle de la Terre en réponse aux changements de masse de surface et d'eau.

Depuis plus d'une décennie, L'opération IceBridge a pris son envol pour étudier l'Arctique, Antarctique et Alaska. Avec plus de 1, 000 vols effectués, les scientifiques et les ingénieurs ont recueilli des données sur la hauteur, profondeur, épaisseur, et l'écoulement de la banquise, glaciers et calottes glaciaires.

IceBridge a pris fin officiellement en 2021, mais son héritage vivra à travers les centaines de téraoctets de données sur la glace terrestre et marine collectées depuis 2009. La mission a collecté un ensemble de données pour combler le fossé entre les deux altimètres laser spatiaux de la NASA construits pour étudier la cryosphère, la glace, Nuage, et les satellites d'altitude terrestre, ou ICESat et ICESat-2.

L'année dernière, les scientifiques utilisant ICESat-2 ont signalé des pertes dramatiques de calotte glaciaire au Groenland et en Antarctique. Equipé des altimètres laser les plus avancés jamais volés dans l'espace, le vaisseau spatial a permis aux scientifiques de créer des cartes d'altitude pour mesurer la perte de glace avec des détails sans précédent.

Entre 2003 et 2019, la calotte glaciaire du Groenland a perdu en moyenne 200 gigatonnes de glace par an, concluent les chercheurs. La calotte glaciaire de l'Antarctique a perdu en moyenne 118 gigatonnes de glace par an. Les pertes de glace combinées ont fait monter le niveau de la mer de 0,55 pouce (14 millimètres) au cours de ces 16 années.

En étudiant les changements observés entre les missions ICESat et ICESat-2, les scientifiques ont également signalé un amincissement substantiel des glaciers côtiers du Groenland, un autre aspect important de la cryosphère sur lequel les scientifiques de la NASA étudient.

Dans le cadre de la mission Oceans Melting Greenland de la NASA, qui surveille les glaciers avec des avions et des navires, les scientifiques veulent mieux comprendre comment le réchauffement des océans affecte les glaciers côtiers. La fonte des glaciers du Groenland contribue de manière significative à l'élévation du niveau de la mer qui pose déjà des problèmes aux communautés côtières du monde entier.

En 2020, les scientifiques de la mission ont réalisé une étude approfondie des fjords et des glaciers du Groenland, éclairant davantage les façons dont le réchauffement des mers accélère le recul des glaciers. Leurs recherches ont montré que le réchauffement de l'eau des océans dans les fjords érode la base des glaciers, provoquant la rupture de la glace au-dessus. Les plus gros glaciers fondent plus rapidement à cause de ce processus de sous-cotation, concluent les scientifiques.

Les scientifiques s'attendent à ce que le changement climatique amplifie le réchauffement des océans et la réduction de ces glaciers groenlandais. Mais l'interaction entre l'océan et d'autres types de glace polaire s'étend au-delà des glaciers.

Par exemple, L'année dernière, des scientifiques de la NASA ont découvert que la fonte rapide de la banquise entraînait un courant océanique plus turbulent dans l'Arctique, appelé le gyre de Beaufort. Comme d'autres courants dans les océans du monde, le Gyre de Beaufort joue un rôle important dans la régulation des échanges massifs d'eau autour du globe avec différentes températures et salinité. Grâce à ce processus, connue sous le nom de circulation thermohaline, les courants océaniques interagissent avec les nombreux autres composants du système terrestre pour contrôler les températures à travers le monde.

L'étude de la NASA, qui comprenait 12 ans de données satellitaires, a montré que le gyre a gagné une quantité massive d'eau douce froide depuis les années 1990. Parce qu'une partie de cette eau douce est lentement captée par un autre système de courants connu sous le nom de circulation méridienne de retournement de l'Atlantique, les effets à grande échelle des courants changeants pourraient également influencer le climat de l'Europe occidentale et de l'Amérique du Nord.

Même si les régions polaires contiennent la majeure partie de la glace terrestre, Les manteaux neigeux et les glaciers alpins des basses latitudes sont des éléments importants des écosystèmes du monde entier. Dans les chaînes de montagnes comme la Sierra Nevada en Californie, les manteaux neigeux qui libèrent de l'eau progressivement pendant les mois les plus chauds constituent la principale source d'eau potable et d'irrigation. Cette eau constitue également une importante source d'énergie hydroélectrique.

La neige alpine peut être difficile à étudier avec des satellites depuis l'espace, car la couverture neigeuse se cache souvent sous le couvert forestier et d'autres types de terrains complexes. Pour compléter les observations satellitaires de la neige dans les États de l'ouest des États-Unis, La campagne SnowEx de la NASA surveille les manteaux neigeux depuis 2017. La campagne est un effort pour caractériser l'épaisseur de la neige, densité et autres propriétés détaillées de la neige dont les scientifiques ont besoin pour estimer avec précision la quantité d'eau qui fondra et s'écoulera dans les ruisseaux de montagne, rivières et réservoirs.

Afin d'étendre ces mesures locales aux observations globales, les scientifiques doivent effectuer des calculs complexes pour combiner les observations aériennes et terrestres de la neige avec des données satellitaires. La NASA finance des efforts qui aident à déterminer les meilleures façons de combiner les observations de divers satellites et d'étudier la neige en fonction des conditions du sol.

Le changement climatique peut également influencer la quantité d'eau douce disponible à partir de la fonte des neiges hivernales. Là où le changement climatique entraîne moins de chutes de neige, des sécheresses peuvent suivre pendant les mois les plus chauds. En outre, les changements dans les glaciers alpins et la neige peuvent également entraîner des risques naturels. Comme le réchauffement provoque plus de précipitations sous forme de pluie au lieu de neige, l'eau peut submerger les rivières et provoquer des inondations.

Pour étudier la vulnérabilité aux inondations, glissements de terrain et autres types de risques naturels, L'équipe High Mountain Asia de la NASA est en train de réaliser l'étude de glace et de neige la plus complète jamais réalisée dans la région où des chaînes de montagnes telles que l'Himalaya, Karakoram et Hindu Kush fournissent de l'eau douce à des millions de personnes. Là, la fonte des glaciers et les changements dans les régimes de précipitations sont devenus plus fréquents. À mesure que des lacs d'eau de fonte se forment au sommet de ces glaciers, les glaciers environnants peuvent devenir instables et éventuellement conduire à l'éclatement du lac, inondations et coulées de débris en aval.

En combinant une expertise sur la cryosphère avec des campagnes de terrain et une flotte étendue de satellites opérationnels et à venir, La NASA et ses partenaires peuvent aider les communautés du monde entier à prédire les effets du changement climatique et à atténuer potentiellement les risques naturels et les catastrophes qui sont profondément liés à la cryosphère de notre planète.