Tot voor kort, gletsjers in de Verenigde Staten zijn op twee manieren gemeten:palen in de sneeuw plaatsen, zoals federale wetenschappers sinds 1957 elk jaar hebben gedaan op de South Cascade Glacier in de staat Washington; of het volgen van het gletsjergebied met behulp van foto's van vliegtuigen en satellieten.

We hebben nu een derde veel krachtiger hulpmiddel. Terwijl hij een doctoraatsstudent was aan de afdeling Aard- en Ruimtewetenschappen van de Universiteit van Washington, David Shean bedacht nieuwe manieren om satellietbeelden met hoge resolutie te gebruiken om hoogteverschillen te volgen voor enorme ijskappen op Antarctica en Groenland. Door de jaren heen vroeg hij zich af:waarom doen we dit niet voor berggletsjers in de Verenigde Staten, zoals die zichtbaar is vanuit het kantoorraam van zijn afdeling?

Dat heeft hij nu werkelijkheid gemaakt. In 2012, hij vroeg eerst om satelliettijd om gletsjers in de continentale VS digitaal te bekijken, en sindsdien heeft hij genoeg gegevens verzameld om het massaverlies voor Mount Rainier en bijna alle gletsjers in de onderste 48 staten te analyseren. Hij zal de resultaten van deze inspanningen op 22 oktober presenteren op de jaarlijkse bijeenkomst van de Geological Society of America in Seattle.

"Ik ben geïnteresseerd in het brede plaatje:hoe is de toestand van alle gletsjers, en hoe is dat veranderd in de afgelopen 50 jaar? Hoe is dat veranderd in de afgelopen 10 jaar? En op dit punt, hoe veranderen ze elk jaar?" zei Shean, die nu onderzoeksmedewerker is bij het Laboratorium voor Technische Natuurkunde van de UW.

De kaarten geven een tweejaarlijks totaal van ongeveer 1, 200 berggletsjers in de onderste 48 staten, tot een resolutie van ongeveer 1 voet. De meeste van die gletsjers bevinden zich in de staat Washington, met anderen geclusterd in de Rocky Mountains van Montana, Wyoming en Colorado, en in de Sierra Nevada in Californië.

Om de kaarten te maken, een satellietcamera die ongeveer half zo groot is als de Hubble-ruimtetelescoop, moet twee opnamen maken van een gletsjer vanuit enigszins verschillende hoeken. Terwijl de satelliet boven je hoofd vliegt, bewegen met ongeveer 4,6 mijl per seconde, het duurt beelden een paar minuten uit elkaar. Elke pixel van de afbeelding beslaat 30 tot 50 centimeter (ongeveer 1 voet) en een enkele afbeelding kan tientallen kilometers breed zijn.

De techniek van Shean maakt gebruik van geautomatiseerde software die overeenkomt met miljoenen kleine functies, zoals rotsen of spleten, in de twee afbeeldingen. Vervolgens gebruikt het het verschil in perspectief om een ​​3D-model van het oppervlak te maken.

De eerste dergelijke kaart van een Mount St. Helens-gletsjer werd in 2012 verkregen en de eerste voor Mount Rainier in 2014. Het project is sindsdien gestaag gegroeid en omvat elk jaar meer gletsjers.

De resultaten bevestigen de paalmetingen bij South Cascade Glacier, die in de afgelopen 60 jaar aanzienlijke verliezen hebben geleden. Resultaten op Mount Rainier weerspiegelen ook de bredere krimptrends, waarbij de lager gelegen gletsjers bijzonder zwaar worden getroffen. Shean schat het cumulatieve ijsverlies van ongeveer 0,7 kubieke kilometer (900 miljoen kubieke meter) op Mount Rainier sinds 1970. Gelijkmatig verdeeld over alle gletsjers van Mount Rainier, dat komt overeen met het verwijderen van een ijslaag van ongeveer 7 tot 8 meter dik.

"Er zijn een aantal grote veranderingen geweest, zoals iedereen die de afgelopen 45 jaar op Mount Rainier heeft gewandeld kan bevestigen, "Zei Shean. "Voor het eerst kunnen we heel precies kwantificeren hoeveel sneeuw en ijs er verloren is gegaan."

Het gletsjerverlies bij Rainier komt overeen met trends voor gletsjers in de VS en wereldwijd. Door de status van zoveel gletsjers te volgen, kunnen wetenschappers patronen in de veranderingen in de loop van de tijd verder onderzoeken, die zal helpen de oorzaken te achterhalen - van veranderingen in temperatuur en neerslag tot hellingshoek en hoogte.

"De volgende stap is om onze waarnemingen te integreren met gletsjer- en klimaatmodellen en te zeggen:op basis van wat we nu weten, waar gaan deze systemen naartoe?" zei Shean.

Die voorspellingen kunnen worden gebruikt om de watervoorziening en overstromingsrisico's beter te beheren.

"We willen weten wat de gletsjers doen en hoe hun massa verandert, maar het is belangrijk om te onthouden dat het smeltwater ergens heen gaat. Het komt terecht in rivieren, het komt terecht in reservoirs, het komt stroomafwaarts in de oceaan terecht. Er zijn dus zeer reële toepassingen voor waterbeheer, "Zei Shean. "Als we weten hoeveel sneeuw er elke winter op Mount Rainier valt, en wanneer en hoeveel ijs elke zomer smelt, dat kan de beslissingen van waterbeheerders informeren."