NASA studerer en sjældenhed - voksende Louisiana -deltaer

Louisianas kystlinje synker under Den Mexicanske Golf med en hastighed på omkring en fodboldbane hver time (ca. 18 kvadratkilometer land tabt på et år). Men inden for denne synkende region, to floddeltaer vokser. Atchafalaya -floden og dens afledningskanal, Wax Lake Outlet, får omkring en fodboldbane med nyt land hver 11. og 8. time, henholdsvis (1,5 og 2 kvadratkilometer om året). Sidste efterår, et team fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, viste den radar, lidar og spektrale instrumenter monteret på fly kan bruges til at studere de voksende deltaer, indsamling af data, der kan hjælpe forskere med bedre at forstå, hvordan kystnære vådområder vil reagere på global havstigning.

Det grundlæggende i delta -bygningen forstås, men der er mange spørgsmål tilbage om, hvordan specifikke egenskaber, såsom vegetationstyper, tidevand, strømme og flodbundens form, påvirke et deltas vækst eller død. Det er dels fordi det er svært at forske i en sump. "Disse faktorer studeres normalt ved hjælp af både og instrumenter, der skal transporteres gennem sumpet og vanskeligt terræn, "sagde Christine Rains fra JPL, en assisterende flyvekoordinator for programmet. "Denne kampagne var designet til at vise, at vådområder også kan måles med luftbåren fjernmåling over et stort område."

JPL -forskere flyver over Louisianas kystlinje mindst en gang om året for at holde styr på nedsynkning (synkning) og ændringer i åer. De seneste luftbårne flyvninger, imidlertid, fokuseret på de voksende deltaer - specifikt strømmende vand og vegetation.

JPL's Marc Simard, hovedforsker for kampagnen, forklarede, at på et delta, vand strømmer i alle retninger, herunder op ad bakke. "Vand strømmer ikke kun gennem flodernes vigtigste kanaler, men også gennem marsken, "forklarede han." Der er også det indgående tidevand, som skubber vandet op ad bakke. Tidevandet øger vandstrømmen ud af hovedkanalerne til marsken. "

Når tidevandet går ud, vand dræner fra marsken, transporterer sediment og kulstof. JPL -instrumenterne tog målinger under både stigende og faldende tidevand for at fange disse strømme. De foretog også den første komplette måling af vandoverfladens hældning og topografi af flodbunden for begge floder fra deres oprindelse ved Mississippi -floden til havet - nødvendige oplysninger for at forstå flodernes strømningshastigheder.

Nogle typer marskvegetation modstår bedre vandstrømning end andre, som de nye målinger har dokumenteret. Simard sagde, "Vi var virkelig overraskede og imponeret over, hvordan vandstanden ændrer sig i mosen. Nogle steder, vandet skifter med 10 centimeter på en time eller to. I andre, det er kun tre eller fire centimeter [en tomme eller tomme og en halv]. Du kan se fantastiske mønstre i fjernmålingerne. "

Tre JPL luftbårne instrumenter, flyver på tre fly, var nødvendige for at observere strømningerne og bevægelsen af ​​kulstof med vandet. Holdet målte stigende og faldende vand i vegeterede områder ved hjælp af det ubeboede Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar (UAVSAR) instrument. De målte de samme ændringer i åbent vand med Airborne Snow Observatory (ASO) lidar. Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer-Next Generation (AVIRIS-NG) blev brugt til at estimere sedimentet, kulstof- og nitrogenkoncentrationer i vandet.

Nu hvor teamet har demonstreret, at disse luftbårne instrumenter kan foretage præcise og detaljerede målinger i dette vanskelige miljø, forskerne planlægger at bruge de nye data til at forbedre modeller for, hvordan vand strømmer gennem marsken. Forskere bruger disse modeller til at studere, hvordan kystmyrer vil klare de stigende havniveauer. Med så mange målinger til rådighed som et reality check, Simard sagde, "Vores modeller bliver nødt til at indhente observationerne nu."

Atchafalaya, Mississippi og utilsigtede konsekvenser

Hvis mennesker ikke havde grebet ind, Atchafalaya -floden ville nu være Mississippi -flodens udløb til Den Mexicanske Golf. Floden har skiftet kanal på denne måde seks eller otte gange i løbet af de sidste 5, 000 år, men ikke siden europæiske bosættere flyttede ind. I 1960'erne, Atchafalaya havde fanget omkring 30 procent af Mississippis strøm. Derefter gik ingeniører på arbejde. Med dæmninger, låse og andre strukturer, de bevarede status quo i beton. Atchafalaya afleder stadig omkring 30 procent af vandet fra Mississippi, og resten flyder stadig ned ad den historiske kanal. Interventionen reddede New Orleans og Baton Rouge fra at blive marooned på en kæmpe sump.

For de to floder, det nye byggeri havde helt andre effekter. At begrænse mængden af ​​Atchafalaya har bevaret det og dets afledningskanal, Wax Lake Outlet, flyder langsommere. I de dovne floder, sediment kan bosætte sig og marskplanter kan slå rod, danner nye vådområder. På Mississippi, dæmninger fælder sediment, begrænsning af materialet til ny jord nedstrøms. Levees accelererer også flodens strømningshastighed, så tilbageværende sediment bliver skudt ud af flodmundingen i havdybderne. Mississippi har mistet sin kapacitet til naturligt at bygge vådområder.