Lagen leds ut landvägen, vatten, och luft för att samla in data som kommer att användas för att förutsäga markvinster och förluster i Mississippifloddeltat till följd av havsnivåhöjning.

Ungefär vid den här tiden förra året, forskare och forskare för Delta-X - NASA:s nya undersökning med uppgift att studera Mississippi River Delta - förberedde sina båtar och flygplan för sin första fältkampanj i kustnära Louisiana.

För den vattenbaserade delen av kampanjen, flera båtar skulle sättas in för att mäta vattenflödet genom flodkanaler och den efterföljande transporten av sediment över regionen. För den luftburna komponenten, tre plan utrustade med specialiserade fjärranalysinstrument var planerade att flyga över specifika områden, göra mätningar för att uppskatta vatten- och sedimentflöden och vegetationsproduktion.

Kombinerad, data förväntades ge viktiga insikter om effekten av havsnivåhöjning på deltat – specifikt, varför mark försvinner på vissa ställen och expanderar på andra.

När covid-19-pandemin tog fäste runt om i världen, dessa planer, som så många andra, lades på is - tills nu. Den mycket efterlängtade Delta-X vårfältkampanjen är nu igång.

"Vi är väldigt glada över att äntligen göra det här – att samla in datamängderna och se vad de säger till oss, " sa projektets huvudutredare, Marc Simard från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien.

Simard, som många i Delta-X-teamet, samordnar med fältpersonalen på distans - en stor förändring från den ursprungliga planen, som inkluderade att skicka en robust kontingent av forskare, postdoktorer, och studenter till deltaområdet i Louisiana. Andra ändringar av den ursprungliga planen gjordes också av ett överflöd av försiktighet.

"För en sak, teamen som samlar in data på fältet arbetar i tre till fyra personers poddar, " sa Simard. "De reser, arbete, och leva tillsammans, och uppgifterna har samordnats så att kapslarna inte överlappar varandra."

Detta bryter ner till en pod per båt och endast viktig personal - piloter och radaroperatörer, men inga forskare - på planen.

"Innan, vi planerade att vara med på flygen. Jag såg fram emot att se uppgifterna när de kom in, sa Cathleen Jones, Delta-X biträdande huvudutredare vid JPL. "Nu kommer vi att få snabba blickar i förväg men kommer att behöva vänta tills all data skickas tillbaka från fältet för att verkligen veta vad vi tittar på. Trots det, vi är alla väldigt glada över den här kampanjen."

Hur det fungerar

När en stor flod rinner nedströms mot havet eller annan vattenmassa, den bär med sig små siltpartiklar, sand, och lera. När det närmar sig havets kust, detta sediment sjunker och ackumuleras för att bilda en landmassa som kallas ett delta. Floden kan också förgrena sig för att bilda mindre sedimentbärande vattenkanaler på vägen.

För denna kampanj, forskare undersöker flödet av vatten och sediment, vegetationstillväxt, och andra processer i två primära områden:Atchafalaya Basin, som har vunnit land genom sedimentackumulering, och Terrebonnebassängen, som ligger intill Atchafalaya och har förlorat mark snabbt.

Lag från Caltech, Louisiana State University, Florida International University, och andra samverkande institutioner har till uppgift att samla in viktig data landvägen, vatten, och luft. Vissa samlar in vattenprover och andra mätningar med båt – data som gör det möjligt för forskare att kvantifiera mängden sediment som strömmar genom kanalerna som skär genom deltat. Andra samlar in vegetationsprover för att bättre förstå vilken roll växter spelar för att höja jordnivåerna. Och ett annat team kommer att titta närmare på var sediment avsätts i våtmarkerna.

Separat, besättningar i tre flygplan kommer att flyga över angivna områden samtidigt för att samla in data via specialiserade fjärranalysinstrument som ger ett komplett perspektiv på landskapsnivå. Ett plan, utrustad med NASA:s AirSWOT-instrument, kommer att mäta vattenytans höjd och lutning i kanalerna, floder, och sjöar som utgör deltaregionen. Detta kommer att hjälpa forskare att uppskatta volymen vatten som strömmar genom kanaler.

Ett andra plan, utrustad med byråns AVIRIS-NG-instrument, kommer att uppskatta kol och sediment i vattnet, komplettera data som samlas in med båt och täcker ett större område. Den kommer också att returnera data om vilka typer och kvantiteter av växter och vegetation som finns.

NASA:s UAVSAR-instrument kommer att vara på det tredje planet och mäta förändringar i vattennivåer inom kärren, vilket ska ge forskarna en tydligare bild av hur våtmarkerna är kopplade till de öppna vattenkanalerna och hur vattnet rinner inom dem.

Forskare kommer att använda kombinationen av dessa data för att kalibrera och validera modeller som kommer att användas för att förutsäga vinsten och förlusten av land i deltat under olika scenarier av havsnivåhöjning, floden flyter, och vattendelar.

Deltas skyddar inre områden från vind och översvämningar under stormar, de fungerar som en första försvarslinje mot höjning av havsnivån, och de är hem för många arter av växter och vilda djur. Mississippi River Delta, en av världens största, hjälper också till att driva de lokala och nationella ekonomierna via sjöfart, kommersiellt fiske, och turism.

Men deltat förlorar snabbt landområde:Under de senaste 80 åren, den har krympt med cirka 2, 000 kvadrat miles (5, 000 kvadratkilometer) – ungefär ett område lika stort som delstaten Delaware. Naturligt förekommande deltan utvecklas i en delikat balans mellan markförlust från jordpackning och marksänkning - vilket kan påskyndas genom utvinning av underjordiskt vatten, petroleum, och naturgas – och uppbyggnaden av jord från ackumulerade sediment och växttillväxt. När deltan inte ackumulerar sediment tillräckligt snabbt för att kompensera för höjning av havsnivån och marksänkning, de drunknar i princip.

"Miljontals människor lever och lever av tjänster som tillhandahålls av kustdeltaer som Mississippifloddeltat. Men havsnivåhöjningen gör att många stora deltor förlorar land eller försvinner helt, tar dessa tjänster med sig, "Vi hoppas kunna förutsäga var och varför vissa delar av regionen kommer att försvinna och andra sannolikt kommer att överleva."

Trots förseningen, teamet hade lite stillestånd under det senaste året. De har arbetat hårt för att finjustera sina algoritmer och modeller, att göra uppgraderingar av en del av deras utrustning, och att slutföra en ny uppsättning logistik som orsakats av pandemin.

"Självklart, en av våra prioriteringar är att få data av högsta kvalitet, men det har också sett till att alla som skickas ut på fältet är bekväma med planen, " sa Jones. "Vi har haft mycket öppen kommunikation om det, och överlag, alla har gjort ett fantastiskt jobb med att navigera i den komplicerade logistiken som behövs för att vi ska ha en säker och framgångsrik kampanj."

Delta-X-teamet förväntar sig att ha de första vetenskapliga resultaten från kampanjen senare i år. Planering för en andra kampanj under hösten pågår också.