Науковці виявили зміни у формуванні ландшафтів США

“`html

Земля постійно змінюється: будуються міста, розширюються ферми, вирубуються ліси. Інші зміни значною мірою виходять з-під контролю людини: лісові пожежі охоплюють населені пункти, а урагани змінюють обриси узбереж. Протягом більшої частини останніх чотирьох десятиліть спостереження з супутника Landsat свідчать про домінування людського впливу у формуванні ландшафтів США. Однак, новітні дослідження вказують на зміну цієї тенденції, припускаючи, що природні катаклізми поступово наздоганяють людську діяльність.

У дослідженні, фінансованому NASA та опублікованому в Nature Geoscience, вчені проаналізували майже 35-річні дані з супутників NASA/USGS Landsat, щоб краще зрозуміти фактори, що формують ландшафт континентальної частини США. Дослідники, очолювані колишнім членом наукової групи Landsat Чже Чжу, виявили, що “антропогенні порушення”, такі як вирубка лісів, розширення сільського господарства та будівництво, скоротилися. Натомість, “дикі порушення”, спричинені лісовими пожежами та ураганами – стихійними лихами, на які може впливати людська діяльність, але які не контролюються нею – зростають за частотою та інтенсивністю.

Роберт Емберсон, асоційований керівник програми NASA Disaster, який не брав участі у дослідженні, наголосив на критичній важливості розуміння сил, що трансформують ландшафт США, для майбутнього планування. “Якщо ви знаєте, що спричиняє ці зміни, ви можете почати планувати заходи реагування на стихійні лиха,” — зазначив Емберсон. “Будь-яке розуміння причинних факторів впливає на стратегію адаптації.”

Він додав, що ці дослідження особливо корисні для політиків, які працюють над підвищенням стійкості громад. Наприклад, регіон, який очікує на зростання кількості лісових пожеж, може стратегічно проводити контрольовані випалювання, очищати територію навколо будинків від сухої трави та чагарників, а також будувати нові споруди з вогнестійких матеріалів.

Для перегляду цього відео увімкніть JavaScript та розгляньте можливість оновлення вашого веб-браузера до версії, яка підтримує HTML5 відео.

Розширення Рено, штат Невада, на раніше незайманий пустельний ландшафт. Анімація, створена на основі зображень Landsat з 1985 по 2025 роки.Landsat Project Science Support/Ross Walter

Дослідники встановили, що між 1988 та 2022 роками 18% території континентальної частини США зазнали певних змін щонайменше один раз. З урахуванням повторних порушень, сукупна площа трансформованої території сягає майже 700 000 квадратних миль, що еквівалентно третині континентальної частини США. Понад половину цих змін спричинила діяльність людини, яка охопила або розвинула понад 446 000 квадратних миль землі – це більше, ніж сукупна площа Техасу та Каліфорнії. Наприклад, на анімації вище, складеній із зображень Landsat з 1985 по 2025 рік, показано розширення Рено, штат Невада, на раніше незайманий пустельний ландшафт.

Водночас, природні стихійні лиха, такі як лісові пожежі, урагани та зсуви, призвели до значних змін на понад 165 000 квадратних милях континентальної частини США. Анімація нижче, що складається із зображень Landsat, демонструє території, охоплені лісовими пожежами в Національному лісі Ельдорадо на захід від озера Тахо, Каліфорнія, з 1985 по 2025 рік. Великі пожежі у 1992, 2014 та 2022 роках залишили значні ділянки лісу випаленими, перетворивши їх на голу землю, яка згодом повільно відновлювала лісовий покрив.

Для перегляду цього відео увімкніть JavaScript та розгляньте можливість оновлення вашого веб-браузера до версії, яка підтримує HTML5 відео.

Території, охоплені лісовими пожежами в Національному лісі Ельдорадо, Каліфорнія, на захід від озера Тахо, видно на цій анімації, створеній на основі зображень Landsat з 1985 по 2025 рік.Landsat Project Science Support/Ross Walter

Хоча сукупна площа, змінена людською діяльністю, перевищує площу, постраждалу від природних катаклізмів, динаміка цих факторів змінюється. Антропогенні порушення земельних ресурсів зменшуються, тоді як дикі порушення, навпаки, зростають.

Зокрема, людські втручання у земельні ресурси скорочувалися приблизно на 232 квадратні милі (600 квадратних кілометрів) щорічно протягом періоду дослідження. Дослідники пов’язують цю зміну зі зменшенням обсягів будівництва, розширення сільського господарства та лісозаготівель. Ймовірними причинами є зміни в політиці, технологічний прогрес та наслідки фінансової кризи 2008 року для будівельної галузі.

На противагу цьому, площа, уражена природними стихіями, зросла більш ніж на 77 квадратних миль (200 квадратних кілометрів) на рік. Автори дослідження зазначають, що частішими стали пожежі, посухи та вітрові ураження, що, ймовірно, пов’язано з глобальним потеплінням та іншими екологічними чинниками.

“Це дослідження, по суті, говорить нам, що наші методи не працюють”, — зазначив Рамакрішна Немані, колишній науковець NASA та співавтор дослідження. “Нам потрібно повернутися назад і розробити нові стратегії для подолання цих природних порушень.”

Результати дослідження базуються на глибокому архіві даних Landsat, який довгий час був ключовим ресурсом для виявлення змін на поверхні Землі. Це можна порівняти з грою “знайди відмінності”. Історично для виявлення відмінностей між зображеннями вчені вручну визначали джерело змін; наприклад, використовуючи наземні спостереження та супутникові знімки, щоб встановити, чи є прогалина результатом лісової пожежі чи вирубки. Для цього дослідження вчені навчили новий алгоритм машинного навчання виконувати цю диференційну роботу.

Алгоритму було надано 40 років даних про зміни земельних ресурсів, зібраних супутниками, з ручною перевіркою та ідентифікацією змін у 50 000 місць. Після десятиліття роботи було розроблено продукт, який досягає понад 75% точності для більшості типів порушень.

Отриманий продукт деталізує причини порушень на території континентальної частини США протягом майже 35 років. Ці дані дозволяють громадам аналізувати минуле для кращого планування майбутнього. “США вступають у нову еру порушень”, — пишуть автори дослідження. “Завдання полягає в тому, щоб трансформувати наші стосунки з порушеннями від контролю до співіснування.”

Зображення Earth Observatory NASA від Лорен Доуфін, на основі даних від Qiu, S. et al. Анімації від Росс Волтер, Landsat Project Science Support. Стаття від Мадлен Грегорі, Landsat Project Science Support.

Завантаження

1988-2022

JPEG (20.60 MB)

1985-2025, Рено

MP4 (6.77 MB)

1985-2025, Озеро Тахо

MP4 (6.78 MB)

Посилання та ресурси

• Qiu, S. et al. (2025) A shift from human-directed to undirected wild land disturbances in the USA. Nature Geoscience, (18) 989-996.

“`

Джерело новини: science.nasa.gov