À l'aide d'une nouvelle technologie, les scientifiques peuvent étudier le rôle des infestations d'insectes tels que la tordeuse occidentale de l'épinette dans le changement climatique. Photo de Paul Williams
C'est devenu un cycle destructeur dans l'ouest des États-Unis: les températures plus chaudes et la sécheresse prolongent le cycle de vie des dendroctones du pin ponderosa, leur permettant ainsi de s'attaquer aux pins, aux épinettes et aux sapins qui recouvrent les montagnes. Les arbres deviennent brun rougeâtre avant de mourir - un phénomène que le Service des parcs nationaux a qualifié de "épidémie qui s'étend du Canada au Mexique". On s'inquiète de plus en plus du fait que cette mortalité crée une excellente source de combustible pour les feux de forêt.
Jusqu'à récemment, les scientifiques devaient examiner les dégâts causés par le sol, avec une capacité limitée à comprendre les causes et les processus. Mais maintenant, les nouvelles technologies leur permettent d’utiliser l’imagerie satellitaire pour identifier les sources de petits événements modifiant l’écosystème, dont certains, comme les épidémies de dendroctones, sont liés aux facteurs de changement climatique. Un programme informatique appelé LandTrendr, mis au point par Robert Kennedy, professeur à l’Université de Boston pour la Terre et l’Environnement, permet aux scientifiques de combiner les données collectées sur le terrain avec des images satellites de la US Geological Survey (USGS) et de la NASA afin de mieux comprendre les perturbations environnementales.
Depuis 1972, la NASA et l'USGS ont déployé des satellites qui capturent des photographies numériques spécialisées des paysages de la Terre. Ils sont capables de capturer des détails existant dans des longueurs d'onde invisibles à l'œil humain, y compris celles légèrement plus longues que la lumière visible appelée proche infrarouge. Les plantes en bonne santé reflètent l'énergie dans le proche infrarouge et en scannant les images, les scientifiques peuvent détecter des perturbations dans les paysages terrestres.
Dans le passé, ces images étaient d'un coût prohibitif, limitant l'accès des scientifiques. «Nous examinions une image de 2000 et une de 2005 et demandions:« Qu'est-ce qui a changé? », A expliqué Kennedy. «Si vous ne regardez que deux images, il est très difficile de suivre les changements qui évoluent lentement. Vous pouvez dire que quelque chose a changé, mais vous ne savez pas combien de temps cela prend.
Lorsque l'USGS a commencé à fournir ces images gratuitement en 2008, ce fut un tournant pour les scientifiques de la Terre. Ils avaient maintenant accès à des milliers de prises de vues de toutes les régions géographiques - images utilisées par l'outil LandTrendr de Kennedy. «En regardant toutes les images, vous pouvez regarder se dérouler. Vous avez plus confiance que vous voyez réellement les tendances », a-t-il déclaré. Ceci est particulièrement utile pour comprendre le changement climatique et le changement d'utilisation des terres, qui sont «tout au sujet du processus», selon Kennedy.
Kennedy utilise actuellement la technologie LandTrendr pour analyser les échanges nets de carbone des forêts. Ses travaux analysent notamment la quantité de carbone perdue dans les forêts en raison des incendies, des coupes à blanc, des coupes partielles et de l'urbanisation. Les études sur les changements climatiques dans l'Arctique et dans les zones de transition entre écosystèmes utilisent également LandTrendr. Mais dans le nord-ouest du Pacifique, Garrett Meigs, doctorant en foresterie à l'Oregon State University, utilise LandTrendr pour étudier l'intersection des incendies de forêt et des insectes.
Meigs examine en particulier les grands incendies de forêt qui ravagent Washington et l'Oregon depuis 1985 et examine l'incidence des épidémies de dendroctone du pin ponderosa et de la tordeuse occidentale de l'épinette sur l'activité ultérieure de l'incendie. «Quand il y a la sécheresse, le stress, une plus grande susceptibilité à l'infestation, nous pouvons voir le dépérissement de la forêt», a-t-il déclaré.
L'algorithme LandTrendr incorpore des images satellites des régions touchées par les incendies et les insectes avec les propres travaux de terrain de Meigs et des données aériennes historiques du US Forest Service, qui utilise depuis longtemps des avions pour enquêter sur les infestations d'insectes. "Il y avait des choses que nous ne pouvions pas détecter ou voir auparavant, mais maintenant nous pouvons le faire", a déclaré Meigs.
Ci-dessous, une vidéo montrant une visualisation LandTrendr du nord-ouest du Pacifique. Kennedy explique comment cela fonctionne: les forêts à feuilles persistantes stables sont représentées par les zones bleues; Lorsqu'une infestation de dendroctone du pin ponderosa éclate, en l'occurrence dans la région des Trois Sœurs de l'Oregon, les images sont rouges. Et quand une tordeuse tempête de l’épinette de l’Ouest qui se déplace lentement s’installe dans une région - les contreforts sud du mont Hood - elle devient jaune.
LandTrendr pourrait-il aider à prévoir le changement climatique? Peut-être. «Nous ne pouvons pas voir l'avenir, nous ne pouvons que documenter avec les satellites ce qui s'est passé. Mais tout le jeu de la science est de développer des compréhensions qui permettent la prédiction », dit Kennedy. «J'espère qu'en créant ces cartes et en capturant ces processus de manière inédite, nous pourrons tester des hypothèses» en documentant où, quand et si les effets prévus se produisent, a-t-il déclaré.
Bien que l'étude de Meigs sur les insectes et les feux de forêt soit en grande partie rétrospective, elle peut potentiellement contribuer aux futurs efforts de prévision. «Nous avons une base de référence pour mesurer les changements futurs», dit-il. «En observant les conditions qui ont conduit à de grandes épidémies d’insectes ou de feux de forêt, nous pourrons peut-être les reconnaître au fur et à mesure de leur émergence.»
