Une équipe internationale de scientifiques découvre que de nombreuses villes côtières du monde entier sont vulnérables à l’élévation du niveau de la mer en raison de l’affaissement rapide des terres (UNM Newsroom)

Une équipe de scientifiques internationaux a découvert que de nombreuses villes côtières densément peuplées dans le monde courent un risque élevé d’élévation relative extrême du niveau de la mer à mesure que les terres coulent en raison de l’extraction des eaux souterraines et d’autres processus industriels.

L’équipe de scientifiques, dirigée par l’Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapour), l’Université du Nouveau-Mexique, l’ETH Zürich et le Jet Propulsion Lab de la NASA, géré par le California Institute of Technology, a traité des images satellites de 48 des plus grandes villes côtières. dans le monde entier de 2014 à 2020 pour mesurer les taux d’affaissement du sol à l’aide d’un système de traitement basé sur le cloud. L’étude a révélé que des villes comme Tianjin (Chine), Ho Chi Minh-Ville (Vietnam), Chittagong (Bangladesh), Yangon (Myanmar) et Jakarta (Indonésie) connaissent un affaissement rapide du sol.

À mesure que les calottes glaciaires de la Terre fondent et que l’eau de mer se réchauffe, le niveau de la mer augmente à l’échelle mondiale. Cependant, l’affaissement des terres peut se produire beaucoup plus rapidement que l’élévation du niveau de la mer, aggravant considérablement le problème des inondations côtières, selon les scientifiques.

Les résultats de l’étude, intitulée L’affaissement du sol intensifie l’élévation du niveau de la mer : une analyse InSAR de 48 grandes villes côtièresont été publiés dans la revue Durabilité naturelle en septembre

“En estimant à quel point et à quelle vitesse ces villes côtières densément peuplées s’affaissent, notre étude aide à limiter les projections d’inondations côtières dans les décennies à venir, car nous nous attendons à ce que davantage de terres soient inondées en raison de l’élévation du niveau de la mer et de l’affaissement des terres”, a déclaré l’auteur principal Cheryl. Tay, un doctorat. étudiant à l’école asiatique de l’environnement de NTU.

Le professeur adjoint du Département des sciences de la Terre et des planètes de l’UNM, Eric Lindsey, est spécialisé dans l’analyse des données satellitaires et la surveillance des taux d’affaissement du sol. Il est l’un des co-auteurs de l’étude qui a débuté alors qu’il était chercheur à l’Observatoire de la Terre de NTU à Singapour. Lindsey a passé plusieurs années en Asie du Sud-Est à étudier le mouvement de la surface de la Terre pour surveiller les dangers souterrains pouvant entraîner des catastrophes telles que les inondations à Jakarta, en Indonésie.

“Cette étude met en évidence la valeur des observations satellitaires à haute résolution pour mieux comprendre ce problème – les taux d’affaissement peuvent varier rapidement sur de petites zones, ce qui signifie que les mesures terrestres ne saisissent souvent pas la véritable ampleur du problème », a déclaré Lindsey.

Pour acquérir des mesures précises de l’affaissement du sol, Lindsey et ses coauteurs ont compilé les données recueillies par les satellites Sentinel-1 exploités par le Agence spatiale européenne (ESA). Depuis le lancement du premier satellite Sentinel-1 en 2014, ils orbitent autour de la Terre en utilisant un radar pour mesurer les changements subtils d’altitude de la surface. Cette technique est connue sous le nom de radar interférométrique à synthèse d’ouverture ou InSAR. Chaque satellite Sentinel-1 prend 90 minutes pour effectuer une orbite.

Cependant, en raison de la rotation de la Terre, un satellite peut mettre jusqu’à 12 jours pour passer deux fois au même endroit. Cela se traduit par des observations bimensuelles de la surface de la Terre pour chaque point de la planète. L’ESA collecte, stocke et fournit un accès mondial gratuit aux données brutes qui sont transmises vers la Terre.

Pour approfondir ses recherches sur l’affaissement du sol, Lindsey s’est associé à l’UNM’s Centre de calcul de recherche avancé (CARC) pour héberger et traiter des données qui aideront les chercheurs à déterminer l’état réel des aquifères dans le monde, en mettant l’accent sur l’état du Nouveau-Mexique.

Pour créer des cartes d’affaissement du sol, Lindsey compile d’abord toutes les images satellites collectées sur une zone. Cela signifie qu’il télécharge régulièrement des centaines ou des milliers d’images haute résolution couvrant environ 24 000 miles carrés chacune. Ces données sont combinées et traitées ensemble pour former un enregistrement du mouvement lent du sol vers ou loin du satellite, avec une précision de quelques centimètres ou mieux. Cependant, le grand nombre d’images requises dans ce processus occupe des dizaines de téraoctets de données. Cette énorme quantité de données peut être problématique et nécessite des capacités de stockage massives.

“Pour cette étude, nous avons utilisé un système de traitement cloud qui nous a donné accès à une grande puissance de traitement et à un stockage presque illimité”, a déclaré Lindsey. “Cependant, nous avons constaté que cette flexibilité s’accompagnait d’un coût bien plus élevé que si nous pouvions héberger les données localement.”

Pour aider à résoudre ces problèmes de stockage, Lindsey a récemment reçu une subvention de la National Science Foundation (NSF) pour établir de nouveaux nœuds de stockage de données à l’UNM CARC. Cette capacité de stockage accrue combinée aux capacités de calcul parallèle à grande vitesse du CARC lui permettra de traiter les centaines de téraoctets de données nécessaires pour mettre à jour ces cartes d’affaissement des terres côtières ainsi que d’examiner l’affaissement des terres causé par l’extraction des eaux souterraines dans le sud-ouest des États-Unis.

Les 48 villes étudiées dans le cadre de l’étude NTU ont été sélectionnées sur la base d’une population minimale de cinq millions en 2020 et situées à un maximum de 50 kilomètres de la côte. Une comparaison des villes côtières du monde entier montre que les vitesses les plus rapides d’affaissement local relatif des terres sont concentrées en Asie, en particulier en Asie du Sud-Est.

L’affaissement du sol varie au niveau d’un quartier et même d’un bloc, mais dans les 48 villes étudiées, l’équipe a trouvé une vitesse d’enfoncement médiane de 16,2 millimètres (mm) par an, tandis que certaines d’entre elles ont des terres qui s’enfoncent à 43 mm par an. L’élévation moyenne mondiale actuelle du niveau de la mer est de 3,7 mm/an. Les villes côtières connaissant un affaissement notable des terres avec une vitesse supérieure à 20 mm par an comprennent Tianjin (Chine), Ho Chi Minh Ville (Vietnam), Chittagong (Bangladesh), Yangon (Myanmar), Jakarta (Indonésie) et Ahmedabad (Inde).

Les résultats sont un exemple de recherche révolutionnaire qui cherche à relever les grands défis de l’humanité en matière de durabilité et à accélérer la traduction des découvertes de la recherche en innovations qui atténuent l’impact humain sur l’environnement.

“L’affaissement rapide des terres est souvent causé par l’extraction des eaux souterraines”, a déclaré Tay. “C’est préoccupant en Asie où de nombreuses villes côtières sont désormais des centres de croissance, et leur forte demande d’extraction des eaux souterraines pour répondre aux besoins en eau des populations croissantes.”

“Notre étude met en évidence le fait que bien qu’il s’agisse d’un problème mondial, la réponse dans de nombreux cas doit être locale”, a déclaré Lindsey. “Ralentir le taux d’extraction des eaux souterraines à un niveau durable devrait être une priorité absolue pour toutes les municipalités des zones côtières.”

Cette recherche contribuera au programme national sur le niveau de la mer de Singapour soutenu par la National Research Foundation de Singapour et l’Agence nationale de l’environnement de Singapour.

Ligne de coupe de l’image : une fille joue dans les eaux de crue résultant d’un affaissement de terrain qui a laissé son quartier sous la ligne de marée haute. Abritant plus de 20 millions d’habitants sur l’île de Java, Jakarta (Indonésie) est l’une des nombreuses villes actuellement confrontées à ce problème. Crédit photo : Eric Lindsey, Université du Nouveau-Mexique.