De stijging van de zeespiegel wordt vaak in verband gebracht met smeltende gletsjers en ijskappen, en met de thermische uitzetting van zeewater. Het volgen en voorspellen van de zeespiegelstijging is echter veel complexer dan alleen het meten van de hoogte van onze oceanen. Het land nabij kustlijnen beweegt, stijgt of daalt ook voortdurend als gevolg van natuurlijke en door de mens veroorzaakte processen. Een recent onderzoek onder leiding van NASA naar verschuivingen in de kustwateren van Californië toonde aan dat zelfs kleine verticale landbewegingen een grote impact kunnen hebben op de lokale zeespiegel in de komende decennia. Onderzoekers gebruikten nauwkeurige satellietmetingen om te bepalen hoe bodemdaling en -opheffing de schattingen van de zeespiegel beïnvloeden, wat essentiële inzichten oplevert voor aanpassingstechnieken aan kustgebieden.
Inzicht in de impact van verticale landbeweging op de zeespiegelstijging
Naar verwachting zal de zeespiegel in Californië in 2050 tussen de 15 en 37 centimeter (6 en 14.5 inch) hoger liggen dan in 2000. Hoewel deze stijging voornamelijk wordt veroorzaakt door processen die samenhangen met de opwarming van de aarde , zoals het smelten van ijskappen en de uitzetting van de oceanen, is verticale landbeweging (VLM) een essentiële, maar vaak over het hoofd geziene factor die lokale schommelingen in de zeespiegel veroorzaakt.
Volgens Marin Govorcin, een wetenschapper gespecialiseerd in teledetectie bij NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) , zakken veel kustgebieden, zoals het ingepolderde land onder San Francisco, sneller dan de wereldwijde zeespiegel stijgt. Dit betekent dat de lokale zeespiegelstijging veel hoger kan zijn dan het wereldwijde gemiddelde, wat een ernstige bedreiging vormt voor infrastructuur, ecosystemen en gemeenschappen.
De studie in Science Advances laat zien hoe onvoorspelbaar verticale landverschuivingen langs de Californische kust kunnen zijn, zowel qua schaal als snelheid. Deze beweging wordt veroorzaakt door een combinatie van natuurlijke processen, waaronder tektonische activiteit en sedimentverdichting, en door de mens veroorzaakte invloeden zoals grondwaterwinning, afvalwaterinjectie en koolwaterstofproductie. Inzicht in deze landprocessen is cruciaal voor het verbeteren van schattingen van de zeespiegelstijging en voor het opstellen van aanpassingsplannen door overheden.
In kaart brengen van de kustveranderingen van Californië met behulp van geavanceerde satelliettechnologie
Onderzoekers van JPL en NOAA gebruikten satellietradar om zeer nauwkeurige metingen te verrichten van verticale landverschuivingen langs de Californische kust. Ze gebruikten gegevens van de Sentinel-1-satellieten van ESA en grondstations van het Global Navigation Satellite System (GNSS) om meer dan duizend mijl kustlijn in kaart te brengen en gebieden te lokaliseren waar het land omhoog of omlaag gaat.
Een van de belangrijkste instrumenten die in het onderzoek werden gebruikt, was interferometrische synthetische apertuurradar (InSAR) , waarmee wetenschappers veranderingen in de landhoogte tot op een fractie van een millimeter nauwkeurig kunnen meten. Door gegevens te analyseren die tussen 2015 en 2023 werden verzameld, ontdekten de wetenschappers dat bepaalde kustgebieden een aanzienlijke verticale verschuiving ondergingen.
Belangrijkste bevindingen: hotspots van bodemdaling en lokale risico's op zeeniveau
- Baaigebied van San Francisco: Onderzoekers ontdekten dat de grond in San Rafael, Corte Madera, Foster City en Bay Farm Island met een snelheid van meer dan 0.4 inch (10 millimeter) per jaar zakt, voornamelijk als gevolg van sedimentverdichting. Als de huidige snelheid aanhoudt, kan de zeespiegel op deze plekken tegen 17 met meer dan 45 inch (2050 centimeter) stijgen, meer dan het dubbele van de regionale schatting van 7.4 inch (19 centimeter) op basis van schattingen van getijdenmeters.
- Zuid-Californië: Menselijke activiteiten zoals grondwaterwinning en koolwaterstofproductie hebben onvoorspelbare verticale landbewegingen veroorzaakt in de provincies Los Angeles en San Diego. Deze factoren veroorzaken onzekerheid tot wel 15 inch (40 centimeter) in schattingen van de zeespiegel in sommige regio's.
- Santa Barbara en Long Beach: Hoewel veel kustlocaties dalen, stijgen sommige. Het grondwaterbassin van Santa Barbara is sinds 2018 gestaag toegenomen, terwijl Long Beach te maken heeft gehad met verhoging door vloeistofextractie en -injectie in verband met olie- en gasoperaties.
Lees ook: Oceanen warmen sinds de jaren 1980 vier keer sneller op door fossiele brandstoffen
De impact van grondwateronttrekking, aardverschuivingen en erosie
Kustlandverschuivingen langs Californië zijn niet overal homogeen. Terwijl sommige plekken geleidelijk zakken, hebben andere last van oscillaties veroorzaakt door grondwateronttrekking, langzaam bewegende aardverschuivingen en kusterosie.
- Fluctuerende watervoerende lagen en hun effect op de hoogte van het land
Grondwateruitputting is een belangrijke factor bij landverzakking in Central Valley in centraal Californië, waar het tot wel 8 inch (20 centimeter) per jaar kan zijn. Droogte verergert het probleem, waardoor land zakt wanneer ondergronds water wordt afgevoerd. Omgekeerd kunnen watervoerende lagen kortstondig herstellen tijdens natte periodes, wat resulteert in een kortetermijnverhoging.
Soortgelijke patronen zijn gevonden in andere delen van de staat, zoals Santa Clara in de San Francisco Bay Area, Santa Ana in Orange County en Chula Vista in San Diego County. Deze variaties vormen een uitdaging voor pogingen om zeespiegelstijgingen op de lange termijn effectief te voorspellen.
- Aardverschuivingen en kusterosie: onverwachte bijdragers aan landbeweging
Onderzoekers ontdekten dat bodembewegingen bergafwaarts verband houden met langzaam voortschrijdende aardverschuivingen in bergachtige kustgebieden zoals de Big Sur Mountains en het Palos Verdes-schiereiland . Ook werden verzakkingstendensen waargenomen in de moerasgebieden, lagunes en estuaria van Noord-Californië, met name in het estuarium van de Russian River, Monterey Bay en San Francisco Bay. Kusterosie draagt aanzienlijk bij aan deze patronen, waardoor het landschap geleidelijk verandert en de gevolgen van de zeespiegelstijging worden versterkt.
Lees ook: Wetenschappers volgen minuscule zeedieren vanuit de ruimte: een nieuwe grens in oceaanonderzoek
De toekomst van zeeniveaubewaking: gebruik van geavanceerde satellietgegevens
Het OPERA-initiatief (Observational Products for End-Users from Remote Sensing Analysis) van NASA voorziet wetenschappers, beleidsmakers en het grote publiek van nauwkeurige gegevens over veranderingen in het aardoppervlak, ter ondersteuning van continue monitoringactiviteiten. Dit initiatief biedt uitgebreid inzicht in hoogteverschillen in Noord-Amerika, waardoor bodemdalingen, tektonische activiteit en aardverschuivingen vrijwel in realtime kunnen worden gevolgd.
In de nabije toekomst zal het OPERA-project gegevens combineren van de zeer verwachte NISAR-missie (NASA-Indian Space Research Organisation Synthetic Aperture Radar) , die naar verwachting in de komende maanden gelanceerd zal worden. Deze geavanceerde satelliettechnologie zal nog nauwkeurigere en regelmatige metingen van verticale landbewegingen mogelijk maken, waardoor we beter in staat zullen zijn om lokale zeespiegelstijgingen te voorspellen en de planning voor kustbescherming te verbeteren.
Conclusie: De noodzaak van een alomvattende aanpak van de zeespiegelstijging
Naarmate de zeespiegel stijgt, moeten kustplaatsen rekening houden met veranderingen in de zee en het veranderende terrein onder hun voeten. De bevindingen van deze door NASA geleide studie benadrukken de noodzaak om verticale landbewegingen op te nemen in schattingen van de zeespiegelstijging om nauwkeurigere en uitvoerbare aanpassingsmethoden te genereren.
Door geavanceerde satelliettechnologieën en voortdurende monitoringactiviteiten te gebruiken, kunnen onderzoekers hun bewustzijn van lokale risico's verbeteren en besluitvormers helpen bij het implementeren van beleid om de effecten van stijgende zeespiegels te beperken. Een uitgebreide strategie voor zeespiegelstijging, of dit nu via verbeterde ruimtelijke ordening, strengere regels voor grondwaterwinning of verbeterde kustverdediging is, is cruciaal voor het beschermen van kwetsbare regio's tegen mogelijke overstromingen.
Het gebruik van geavanceerde satellietgegevens in openbare planning en infrastructuurprojecten zal cruciaal zijn om de veerkracht van de kust in Californië en elders te garanderen. Naarmate de technologie evolueert, zouden onze plannen voor het beschermen van gemeenschappen tegen de steeds veranderende krachten van land en water dat ook moeten doen.
Lees ook: De impact van diepzeemijnbouw op het leven in de diepzee
0 reacties