Kustlinjen i Louisiana sjunker under Mexikanska golfen med en hastighet av ungefär en fotbollsplan varje timme (cirka 18 kvadratkilometer land går förlorad på ett år). Men inom detta sjunkande område, två floddeltan växer. Atchafalayafloden och dess avledningskanal, Wax Lake Outlet, vinner ungefär en fotbollsplan med nytt land var 11:e och 8:e timme, respektive (1,5 och 2 kvadratmil per år). Förra hösten, ett team från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, visade att radarn, lidar och spektralinstrument monterade på flygplan kan användas för att studera de växande deltan, samla in data som kan hjälpa forskare att bättre förstå hur kustnära våtmarker kommer att reagera på den globala havsnivåhöjningen.

Grunderna i deltabyggande förstås, men många frågor kvarstår om hur specifika egenskaper, såsom vegetationstyper, tidvatten, strömmar och formen på flodbädden, påverka ett deltas tillväxt eller bortgång. Det beror delvis på att det är svårt att forska i ett träsk. "Dessa faktorer studeras vanligtvis med hjälp av båtar och instrument som måste transporteras genom sumpig och svår terräng, " sa Christine Rains från JPL, en assisterande flygkoordinator för programmet. "Denna kampanj var utformad för att visa att våtmarker också kan mätas med luftburna fjärranalyser över ett stort område."

JPL-forskare flyger över Louisianas kustlinje minst en gång om året för att hålla reda på sättningar (sjunkande) och förändringar i vallar. De senaste luftburna flygningarna, dock, fokuserat på de växande deltan – specifikt, rinnande vatten och vegetation.

JPL:s Marc Simard, huvudutredare för kampanjen, förklarade att på ett delta, vatten rinner åt alla håll, inklusive uppförsbacke. "Vattnet rinner inte bara genom flodernas huvudkanaler utan också genom myrarna, " förklarade han. "Det finns också det inkommande tidvattnet, som pressar vattnet tillbaka uppför. Tidvattnet förbättrar flödet av vatten ut ur huvudkanalerna in i myrarna."

När tidvattnet går ut, vatten rinner från kärren, transporterar sediment och kol. JPL-instrumenten gjorde mätningar under både stigande och fallande tidvatten för att fånga dessa flöden. De gjorde också den första fullständiga mätningen av lutningen av vattenytan och topografin av flodbotten för båda floderna från deras ursprung vid Mississippifloden till havet – nödvändig information för att förstå flodernas flödeshastigheter.

Vissa typer av kärrvegetation motstår strömmande vatten bättre än andra, som de nya mätningarna har dokumenterat. Simard sa, "Vi blev verkligen förvånade och imponerade av hur vattennivån förändras i kärren. På vissa ställen, vattnet ändras med 10 centimeter [fyra tum] på en timme eller två. I andra, det är bara tre eller fyra centimeter [en tum eller tum och en halv]. Du kan se fantastiska mönster i fjärranalysmätningarna."

Tre JPL luftburna instrument, flyger på tre plan, behövdes för att observera flödena och kolets rörelse med vattnet. Teamet mätte stigande och fallande vatten i vegeterade områden med hjälp av instrumentet Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar (UAVSAR). De mätte samma förändringar i öppet vatten med Airborne Snow Observatory (ASO) lidar. Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer-Next Generation (AVIRIS-NG) användes för att uppskatta sedimentet, kol- och kvävekoncentrationer i vattnet.

Nu när teamet har visat att dessa luftburna instrument kan göra exakta och detaljerade mätningar i denna svåra miljö, forskarna planerar att använda de nya uppgifterna för att förbättra modeller för hur vatten rinner genom kärr. Forskare använder dessa modeller för att studera hur kustmyrar kommer att klara stigande havsnivåer. Med så många mätningar tillgängliga som en verklighetskontroll, Simard sa, "Våra modeller måste komma ikapp med observationerna nu."

Atchafalaya, Mississippi och oavsiktliga konsekvenser

Om människor inte hade ingripit, Atchafalayafloden skulle nu vara Mississippiflodens utlopp till Mexikanska golfen. Floden har bytt kanaler på detta sätt sex eller åtta gånger under de senaste 5, 000 år, men inte sedan europeiska bosättare flyttade in. På 1960-talet, Atchafalaya hade fångat cirka 30 procent av Mississippis flöde. Sedan gick ingenjörer till jobbet. Med vallar, lås och andra strukturer, de bevarade status quo i betong. Atchafalaya leder fortfarande bort cirka 30 procent av vattnet från Mississippi, och resten rinner fortfarande nedför den historiska kanalen. Interventionen räddade New Orleans och Baton Rouge från att hamna i ett gigantiskt träsk.

För de två floderna, nybygget fick helt andra effekter. Att begränsa volymen av Atchafalaya har behållit den och dess avledningskanal, Wax Lake Outlet, flyter långsammare. I dessa lata floder, sediment kan sedimentera och kärrväxter kan slå rot, bildar nya våtmarker. På Mississippi, vallar fångar sediment, begränsar materialet för ny jord nedströms. Levees accelererar också flodens flödeshastighet så att kvarvarande sediment skjuts ut genom flodens mynning i havets djup. Mississippi har förlorat sin förmåga att bygga våtmarker naturligt.