Satellietgegevens onthullen gebieden die zinken en stijgen langs de kust van Californië
Kliffen hellen af in de oceaan in San Simeon, Californië. Langs de dynamische kustlijn van de staat verschuift het land voortdurend omhoog en omlaag door natuurlijke en door mensen veroorzaakte factoren. Een beter begrip van deze beweging kan gemeenschappen helpen zich voor te bereiden op stijgende zeespiegels.
Een team onder leiding van NASA heeft aangetoond hoe schijnbaar bescheiden verticale landbeweging aanzienlijke gevolgen kan hebben voor de lokale zeespiegels in de komende decennia. Tegen 2050 wordt verwacht dat de zeespiegel in Californië met tussen de 15 en 37 centimeter zal stijgen ten opzichte van de niveaus in het jaar 2000. Het smelten van gletsjers en ijskappen, evenals de opwarming van het oceaanwater, zijn de belangrijkste oorzaken van deze stijging. Terwijl kustgemeenschappen strategieën voor aanpassing ontwikkelen, kunnen ze ook profiteren van een beter begrip van de rol van het land.
Volgens de hoofdonderzoeker Marin Govorcin, een wetenschapper in de remote sensing bij NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, “beweegt het land in veel delen van de wereld, zoals de herwonnen grond onder San Francisco, sneller naar beneden dan de zeespiegel stijgt.”
De nieuwe studie, gepubliceerd in Science Advances, toont aan hoe verticale landbeweging onvoorspelbaar kan zijn in schaal en snelheid; het is het resultaat van zowel door mensen veroorzaakte factoren zoals grondwateronttrekking en afvalwaterinjectie, als natuurlijke factoren zoals tektonische activiteit.
Onderzoekers gebruikten satellietradar om meer dan duizend mijl van de Californische kust in detail te volgen. Ze identificeerden hotspots—waaronder steden, stranden en watervoorraden—die nu en in de komende decennia meer blootgesteld zijn aan stijgende zeeniveaus.
Om plaatselijke bewegingen nauwkeurig vast te leggen, analyseerde het team radarmetingen van de Sentinel-1-satellieten van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA), evenals bewegingssnelheidsgegevens van grondstations in het Global Navigation Satellite System. Ze vergeleken meerdere waarnemingen van dezelfde locaties tussen 2015 en 2023 met behulp van een verwerkingstechniek genaamd interferometrische synthetische apertuur radar (InSAR).
In de regio van de San Francisco Bay—specifiek in San Rafael, Corte Madera, Foster City en Bay Farm Island—vonden de onderzoekers dat het land jaarlijks met meer dan 10 millimeter daalt, voornamelijk door sedimentcompactie. Als rekening wordt gehouden met deze daling in de laagstgelegen delen van deze gebieden, zou het lokale zeeniveau tegen 2050 met meer dan 45 centimeter kunnen stijgen. Dit is meer dan het dubbele van de regionale schatting van 19 centimeter die uitsluitend is gebaseerd op getijmeterprojecties.
Niet alle kustlocaties in Californië zakken. De onderzoekers mappen ook opgaande hotspots van enkele millimeters per jaar in het grondwaterbekken van Santa Barbara, dat sinds 2018 gestaag wordt aangevuld. Ze observeerden ook opwaartse beweging in Long Beach, waar vloeistofonttrekking en injectie plaatsvinden bij olie- en gasproductie.
De wetenschappers berekenden verder hoe door mensen veroorzaakte factoren van lokale landbeweging de onzekerheden in de zeespiegelprojecties met tot 40 centimeter kunnen verhogen in delen van de provincies Los Angeles en San Diego. Betrouwbare projecties in deze gebieden zijn uitdagend vanwege de onvoorspelbare aard van menselijke activiteiten, zoals koolwaterstofproductie en grondwateronttrekking, waardoor voortdurende monitoring van landbeweging noodzakelijk is.
In het midden van Californië, in de snelzakkende delen van de Central Valley (tot 20 centimeter per jaar), wordt de landbeweging beïnvloed door grondwateronttrekking. Drogen en neerslag kunnen de ondergrondse aquifers om en om doen dalen of opzwellen. Dergelijke fluctuaties werden ook waargenomen over aquifers in Santa Clara in de San Francisco Bay Area, Santa Ana in Orange County, en Chula Vista in San Diego County.
Langs het ruige kustlandschap, zoals de Big Sur-bergen onder San Francisco en het Palos Verdes-schiereiland in Los Angeles, identificeerde het team lokale zones van neerwaartse beweging die samenhangen met langzaam bewegende aardverschuivingen. In Noord-Californië vonden ze ook dalende trends in moerassen en lagunes rond de baai van San Francisco en Monterey, en in de Russische Rivier estuarium in Sonoma County. Erosie in deze gebieden speelde waarschijnlijk een belangrijke rol.
Wetenschappers, beleidsmakers en het publiek kunnen deze en andere veranderingen volgen via het door JPL geleide OPERA-project (Observational Products for End-Users from Remote Sensing Analysis). Het OPERA-project biedt inzicht in veranderingen in de hoogte van het landoppervlak in Noord-Amerika, waarbij dynamische processen zoals daling, tektoniek en aardverschuivingen worden belicht.
Het OPERA-project zal gebruikmaken van extra geavanceerde InSAR-gegevens van de aanstaande NISAR-missie (NASA-Indian Space Research Organization Synthetic Aperture Radar), die naar verwachting binnen enkele maanden zal worden gelanceerd.
