La maggioranza della popolazione mondiale vive in terre basse vicino al mare, alcuni dei quali si prevede che sommergeranno entro la fine del 21° secolo a causa dell'innalzamento del livello del mare.

La quantità più rilevante per valutare gli impatti del cambiamento del livello del mare su queste comunità è l'innalzamento relativo del livello del mare, il cambiamento di elevazione tra l'altezza della superficie terrestre e l'altezza della superficie del mare. Per un osservatore in piedi sulla costa, l'innalzamento relativo del livello del mare è la variazione netta del livello del mare, che include anche l'ascesa e la caduta della terra sotto i piedi dell'osservatore.

Ora, utilizzando misurazioni precise dal radar interferometrico ad apertura sintetica (InSAR) all'avanguardia basato su satellite in grado di rilevare l'ascesa e la caduta della superficie terrestre con una precisione millimetrica, un gruppo di ricerca dell'Arizona State University ha, per la prima volta, ha tracciato il movimento terrestre verticale dell'intera costa della California.

Hanno identificato i punti caldi locali della costa che affonda, nelle città di San Diego, Los Angeles, Santa Cruz e San Francisco, con una popolazione complessiva di 4-8 milioni di persone esposte a un rapido cedimento del suolo, che saranno a maggior rischio di inondazioni nei decenni antecedenti al previsto innalzamento del livello del mare.

"Abbiamo inaugurato una nuova era di cartografia costiera a maggiore di 1, Dettagli e risoluzione 000 volte più alti che mai, " disse Manoochehr Shirzaei, che è il principale investigatore del progetto finanziato dalla NASA. "I dettagli senza precedenti e l'accuratezza submillimetrica risolti nel nostro set di dati sul movimento terrestre verticale possono trasformare la comprensione dei cambiamenti naturali e antropogenici del livello del mare relativo e dei rischi associati".

I risultati sono stati pubblicati nel numero di questa settimana di Progressi scientifici .

Il team di ricerca comprendeva lo studente laureato e autore principale Em Blackwell, e la facoltà Manoochehr Shirzaei, Chandrakanta Ojha e Susanna Werth, tutti dalla Scuola di Esplorazione della Terra e dello Spazio dell'ASU (Werth ha un doppio appuntamento nella Scuola di Geografia e Urbanistica).

Em Blackwell aveva un vivo interesse per la geologia, e quando Blackwell iniziò la scuola di specializzazione, le applicazioni di InSAR li hanno portati a portare avanti questo progetto. InSAR utilizza il radar per misurare la variazione di distanza tra il satellite e la superficie terrestre, producendo mappe di deformazione altamente accurate della superficie terrestre con una risoluzione di 10s m su un'estensione spaziale di 100s km.

La subsidenza del suolo può verificarsi a causa di processi naturali e antropici o una combinazione di essi. I processi naturali comprendono la tettonica, aggiustamento isostatico glaciale, caricamento dei sedimenti, e compattazione del suolo. Le cause antropiche includono l'estrazione delle acque sotterranee e la produzione di petrolio e gas.

A partire dal 2005, circa 40 milioni di persone sono state esposte a un rischio di inondazione costiera di 1 su 100 anni, ed entro il 2070 questo numero crescerà di più di tre volte. Il valore delle proprietà esposte alle inondazioni aumenterà a circa il 9% del previsto prodotto interno lordo globale, con gli USA, Giappone, e i Paesi Bassi sono i paesi con la maggiore esposizione. Queste stime dell'esposizione spesso si basano solo sulle proiezioni dell'innalzamento medio globale del livello del mare e non tengono conto del movimento verticale del suolo.

Lo studio ha misurato l'intera costa lunga 1350 chilometri della California dal 2007 al 2018, compilazione di migliaia di immagini satellitari nel tempo, utilizzato per realizzare una mappa di movimento terrestre verticale con 35 milioni di pixel a una risoluzione di ~80 m, comprendente un'ampia gamma di tassi di sollevamento e subsidenza costieri. I responsabili politici delle comunità costiere e il pubblico in generale possono scaricare liberamente i dati (link nei dati supplementari).

Le quattro aree metropolitane maggiormente colpite in queste aree includevano San Francisco, Baia di Monterey, Los Angeles, e San Diego.

"La stragrande maggioranza del perimetro della Baia di San Francisco sta subendo un cedimento con tassi che raggiungono i 5,9 mm/anno, " disse Blackwell. "In particolare, l'aeroporto internazionale di San Francisco sta diminuendo con tassi più veloci di 2,0 mm/anno. La zona della baia di Monterey, compresa la città di Santa Cruz, sta rapidamente affondando senza alcuna zona di sollevamento. I tassi di subsidenza per quest'area raggiungono gli 8,7 mm/anno. L'area di Los Angeles mostra cedimenti lungo piccole zone costiere, ma la maggior parte della subsidenza sta avvenendo nell'entroterra".

Le aree di sollevamento del terreno includevano il nord della San Francisco Bay Area (da 3 a 5 mm/anno) e la California centrale (stesso tasso).

Andando avanti nei decenni a venire, si prevede che la popolazione costiera raggiungerà oltre 1 miliardo di persone entro il 2050, a causa della migrazione costiera. Il futuro rischio di inondazioni che queste comunità dovranno affrontare è principalmente controllato dal tasso di innalzamento relativo del livello del mare, vale a dire, la combinazione dell'innalzamento del livello del mare e del movimento verticale del suolo. È fondamentale includere la subsidenza del suolo nelle proiezioni regionali che vengono utilizzate per identificare le aree di potenziale inondazione per la costa urbanizzata.

Al di là dello studio, il team di ricerca dell'ASU spera che altri nella comunità scientifica possano basarsi sui loro risultati per misurare e identificare i rischi costieri in modo più ampio negli Stati Uniti e in tutto il mondo.