Un partenariat entre les États-Unis et le Qatar vise à trouver de l'eau enfouie dans les déserts de la Terre

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Les écosystèmes les plus secs de la Terre sont une étude à l’extrême: ils peuvent être des étendues de sable extrêmement chaudes comme le désert du Sahara ou des étendues de glace extrêmement froides comme celles du Groenland et de l’Antarctique. Ces régions arides reçoivent très peu de précipitations annuelles et les effets du changement climatique sur ces écosystèmes sont mal connus. Un effort conjoint de la NASA et de la Qatar Foundation vise à résoudre ce problème et, ce faisant, à aider les communautés qui sont touchées par ces changements.

Les chercheurs du projet d’étude OASIS (Orbiting Arid Subsurfaces and Ice Sheet Sounder) conçoivent une mission satellite pour sonder les dunes de sable et les calottes glaciaires de certains des endroits les plus secs de la Terre avec une technologie radar similaire à celle utilisée par la NASA

Orbiteur de reconnaissance de Mars (MRO). L’objectif principal du projet serait de découvrir et de surveiller des sources souterraines d’eau douce appelées aquifères. De nombreux aquifères des déserts d’Afrique du Nord et de la péninsule arabique, entre autres, sont rapidement épuisés pour répondre aux besoins des communautés locales.

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Dans le même temps, les aquifères des régions côtières sont menacés par l’élévation du niveau de la mer causée par la fonte des calottes glaciaires dans des endroits comme le Groenland. Si l’eau salée de la montée des mers contamine l’eau douce des aquifères, cela affecterait non seulement l’eau potable, mais aussi l’agriculture régionale et la sécurité alimentaire. Un objectif secondaire du projet est de mieux comprendre comment la fonte des calottes glaciaires contribue à la montée des mers.

Dans le cadre d’un accord remboursable sur le Space Act avec la NASA et la Qatar Foundation (QF) for Science, Education & Community Development – représentée par l’Université Hamad Bin Khalifa (HBKU) et le Qatar Environment and Energy Research Institute (QEERI) à HBKU – Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA et QEERI formuleront conjointement une étude de concept de mission pour la future mission OASIS du Qatar.

This illustration shows what a satellite with a proposed radar instrument for the mission could look like.
Le projet OASIS vise à étudier les aquifères d’eau douce dans le désert ainsi que les calottes glaciaires dans des endroits comme le Groenland. Cette illustration montre à quoi pourrait ressembler un satellite avec un instrument radar proposé pour la mission. Crédit: NASA / JPL-Caltech

À la recherche du désert

Le projet vise à mettre un satellite en orbite terrestre pour cartographier la répartition des aquifères peu profonds sous la surface du désert en Afrique du Nord et dans la péninsule arabique. Les scientifiques prévoient d’utiliser l’instrument radar du satellite pour étudier l’origine de ces aquifères et la façon dont les eaux souterraines se déplacent sous les déserts à travers un système complexe de fractures souterraines qui s’étalent comme une toile d’araignée entre les aquifères. Les données collectées au cours du processus contribueraient à la gestion des aquifères.

“La communauté scientifique est enthousiasmée par cette mission. OASIS serait le premier radar spatial spécialement conçu pour détecter directement l’eau souterraine sur Terre”, a déclaré James Graf, directeur des sciences et technologies de la Terre au JPL en Californie du Sud.

Les chercheurs du projet ont également l’intention d’étudier la topographie des terres sous les calottes glaciaires au Groenland et en Antarctique afin de déterminer des propriétés telles que l’épaisseur de la calotte glaciaire et les voies par lesquelles la glace s’écoule vers l’océan. Ces informations pourraient alimenter des modèles de réponses actuelles et futures de la calotte glaciaire au changement climatique, ce qui aiderait les chercheurs à mieux comprendre les contributions de la calotte glaciaire à l’élévation du niveau de la mer.

“Les déserts chauds et froids répondent aux changements climatiques en s’étendant et en rétrécissant, respectivement”, a déclaré Essam Heggy, chercheur principal d’OASIS et directeur du programme de recherche scientifique du programme des sciences de la Terre à QEERI. “L’étude des forces motrices de ces transformations nous donnera un aperçu de l’évolution des déserts sur Terre.”

Dans une enquête décennale identifiant les domaines d’intérêt des sciences de la Terre entre 2017 et 2027, les Académies nationales des sciences ont noté que mieux comprendre ces régions arides était l’une de plusieurs priorités.

“L’enquête décennale 2017 des académies nationales pour les sciences de la Terre et les applications spatiales a identifié un besoin comprendre la dynamique des aquifères et les contributions de la calotte glaciaire à l’élévation du niveau de la mer. Le projet d’étude OASIS explorera une approche d’observation complémentaire prometteuse qui peut contribuer à notre compréhension de ces deux domaines de recherche en sciences de la Terre “, a déclaré Gerald Bawden, scientifique du programme de la NASA pour le projet OASIS .

Retour de signal

Dirigée par Artur Chmielewski, chef de projet d’étude OASIS au JPL, et Heggy, l’équipe du projet concevra une mission spatiale utilisant une technologie radar similaire à celle développée pour MRO afin d’explorer sous la surface martienne. L’instrument envisagé pour le projet OASIS, un radar de sondage mégahertz, devrait voir jusqu’à 3 kilomètres de glace et près de 330 pieds (100 mètres) de sable.

Le signal radar est sensible aux changements des propriétés électriques sous la surface de la Terre causés par les roches, les sédiments, les sols gorgés d’eau, la glace, les flaques d’eau, etc. Certaines de ces substances absorbent plus du signal que d’autres. Les chercheurs examinent la quantité de signal qui rebondit vers l’instrument, ainsi que le temps nécessaire au retour du signal, afin de développer une image de ce à quoi ressemble une zone particulière sous la surface.

Dans une 2011 mission de validation de principe, les chercheurs ont piloté un hélicoptère au-dessus de deux puits – des aquifères d’eau douce connus sous les déserts du Koweït pour s’assurer qu’un instrument de sondage radar puisse les détecter. Ils ont effectué plusieurs vols similaires au-dessus d’autres déserts d’Oman et du Maroc. Le projet d’étude OASIS élargira la portée de ces efforts initiaux pour une image plus globale.

“La sécurité de l’eau devient un problème mondial pour un nombre croissant de pays dans le monde et au-delà des régions dites arides”, a déclaré Marc Vermeersch, directeur exécutif du Qatar Environment and Energy Research Institute. << Ce projet est un pionnier de la recherche dans ce domaine en fournissant au Qatar - et à l'ensemble de la communauté scientifique - un outil innovant qui apportera des réponses clés sur le terrain, soutiendra le processus décisionnel en matière de ressources en eau et aidera à identifier les voies pour sécuriser l'accès à l'eau pour les populations. Je suis particulièrement heureux et fier que QEERI s'associe à la NASA pour un monde meilleur et pour l'avancement de la science. "

Les chercheurs et ingénieurs du projet d’étude OASIS passeront les deux prochaines années à formuler le concept de mission.

Pour en savoir plus sur l’étude de la NASA sur le changement climatique de la Terre, visitez:

https://climate.nasa.gov/

Contact pour les médias d’information

Jane J. Lee / Ian J. O’Neill

Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californie.

818 – 354 – 0307 / 818 – 354 – 2649

[email protected] / [email protected] .gov