Cartographier les autres deux tiers du monde

Arthur C. Clarke, incontestablement l’un des esprits les plus brillants des temps modernes, a déclaré : «Comme c’est inapproprié d’appeler cette planète Terre alors qu’elle est assez clairement Océan.  » Les deux tiers de notre planète natale sont recouverts de mers et d’océans, à la fois profonds et peu profonds. Selon les Nations Unies, 40% de la population mondiale vit à moins de 100 km d’une côte.

L’immensité de la cartographie océanique, à la fois historique et technologique, en fait une histoire difficile à couvrir en un seul article. Cependant, je vais vous proposer quelques histoires, espérons-le, fascinantes sur cet effort épique et continu pour cartographier l’énorme océan mondial.

Un monde, un océan… ou est-ce?

Comme je l’ai mentionné dans un article précédent, notre planète rend la cartographie relativement facile, puisque nous avons la surface équipotentielle de la mer à partir de laquelle mesurer l’altitude, contrairement à d’autres planètes qui n’ont pas d’eau de surface connue. En regardant une carte du monde, nous pouvons voir qu’à part quelques mers enclavées, telles que la Caspienne et l’Aral, le monde est un seul océan. D’un pôle à l’autre, des Caraïbes au golfe d’Aden, l’océan est une surface équipotentielle, et toutes les eaux ne font qu’une. (C’était aussi l’une des lignes de nos vœux de mariage, mais c’est une autre histoire.)

Cependant, en réalité, ce n’est pas toujours vrai. Les mers et les océans de notre monde sont séparés par des divisions à la fois physiographiques et politiques. Les nuances de la climatologie et de la géopolitique maritimes sont incroyablement complexes, donc n’étant ni physicien ni politologue, je ne peux offrir que des grandes lignes. Cela étant dit, en tant que généraliste, je peux dire que les deux facteurs sont inextricablement liés.

L’Asie respire!

À mesure que le vaste continent asiatique se réchauffe pendant l’été, il crée un système de basse pression qui aspire l’humidité de l’océan Indien. Dans un livre fascinant avec des cartes exceptionnelles, « Mousson : l’océan Indien et l’avenir de la puissance américaine,» Robert D. Kaplan explique comment les modèles de mousson de l’océan Indien ont façonné la géopolitique de cette région pendant des siècles. Du Portugal à la Chine, les marins ont utilisé les vents et les conditions météorologiques généralement prévisibles pour effectuer des voyages épiques au rythme des saisons.

Il y a plusieurs années, un professeur de l’Oregon State University a lancé un projet de recherche dans l’océan Indien en utilisant le lidar Doppler pour détecter comment le réchauffement diurne de l’océan affecte la turbulence atmosphérique. Des recherches similaires ont été menées par la NASA Mission mondiale de mesure des précipitations.

Ces deux études illustrent l’interaction des régimes météorologiques naturels et leurs effets sur l’environnement humain. Les moussons d’été apportent des quantités massives de pluie dans la région, qui nourrissent les cultures qui alimentent le sous-continent densément peuplé de l’Inde, du Pakistan, du Bangladesh et d’autres pays. (Le Bangladesh abrite une population moitié moins grande que l’ensemble des États-Unis dans une région de la taille de l’Iowa.) Cependant, ces pluies qui apportent la prospérité apportent également une tragédie. Selon la Nasa, « … la quantité de précipitations [in 2020] a été si excessif qu’il a entraîné des inondations généralisées, des centaines de morts, des milliers de propriétés endommagées et des millions touchés. »

« Et si nous pouvions faire 60 équateurs ? »

Autant je n’aime pas sa grossière distorsion de surface, autant la projection de Mercator est devenue omniprésente dans tout, des cartes de la classe aux applications Web. De plus, il a ses avantages. Toutes les projections doivent déformer quelque chose : surface, distance, direction ou forme, ou une combinaison des deux. Conçu pour les voyages transatlantiques d’Europe vers les Amériques, peu importait que le Groenland ait la taille de l’Afrique. Ce qui importait, c’est que les latitudes moyennes avaient des lignes orthométriques et des distances précises, parfaites pour la navigation.

Presque tous ceux d’entre nous qui ont travaillé sur le terrain ont utilisé les cartes topographiques USGS de 7,5 minutes, qui sont basées sur la projection UTM, officiellement appelée Universal Transverse Mercator. Malgré ses distorsions, la projection de Mercator est presque parfait à l’équateur. Ainsi, les cartographes ont inversé la projection (transversale) et créé 60 zones, chacune s’étendant d’un pôle à l’autre et sur 10 degrés de latitude. C’est encore un autre exemple de la façon dont les anciennes techniques cartographiques analogiques ont contribué aux technologies modernes de cartographie et géospatiales.

Technologies géospatiales marines en classe et au-delà

Ce que j’aime dans l’enseignement des technologies géospatiales, c’est ce que j’apprends des étudiants. Enseignant un cours d’analyse spatiale à l’Université de Washington, l’un de mes étudiants a réalisé son projet de synthèse sur le trafic maritime, en exploitant un ÉNORME ensemble de données au cours d’une année. Je ne me souviens pas de la base de données spécifique qu’il a utilisée, mais une base similaire est disponible ici.

Avec plus d’un million de disques, c’était un défi. Nous avons essayé de l’analyser à un niveau mensuel, expérimenté des structures quotidiennes et hebdomadaires et des types de navires, mais c’était toujours illisible. En tant qu’étudiant dévoué, il a créé une carte qui donne un aperçu du trafic mondial d’une seule journée sur les mers.

Qu’est-ce qui est le plus intelligent : la latitude ou la longitude ?

C’est une blague de géographie classique, celle que vous tenez pendant ces quelques minutes difficiles lorsque vous changez de haut-parleurs et de clés USB lors d’une conférence. La réponse est bien sûr la longitude… elle a plus de degrés ! Comme je l’ai mentionné dans plusieurs articles précédents, les humains lisent les étoiles depuis des millénaires et nous avons appris à mesurer la taille de la Terre et à mesurer la latitude d’un pôle à l’autre. La longitude s’est avérée beaucoup plus difficile.

Ce n’est qu’avec l’invention d’une horloge capable de résister à des mers agitées que la longitude a pu être mesurée, comme le décrit le livre épique et très lisible de Dava Sorbel « Longitude ». Il décrit les efforts de 40 ans d’un humble horloger pour fabriquer un tel appareil, qui a été achevé au 18^e siècle.

Le concept était simple : une horloge réglée à l’heure de Greenwich (sur le premier méridien), l’autre à l’heure du navire, avec midi mesuré par un sextant. La différence entre les deux indiquerait combien de milles marins ont été parcourus. C’est la mécanique de l’horloge qui s’est avérée le plus grand défi.

Ce même concept s’applique au GNSS moderne, comme le GPS et le GLONASS. Distance = vitesse * temps. Donc, 60 mph * 6 heures = 360 miles. Avec des horloges atomiques sur les satellites calibrées en millisecondes et des signaux se déplaçant à la vitesse connue de la lumière (299 792 458 mètres par seconde), il est facile de calculer la distance à partir d’un seul satellite. Ensuite, avec au moins trois satellites, nous avons une triangulation d’un seul point sur Terre. Évidemment, plus il y a de satellites, meilleure est la précision, mais, comme dans le cas de la mesure de la longitude, tout est question d’horloge !

Du ciel et de la surface

En plus du GNSS, il existe un nombre incroyable de satellites cartographiant l’océan. L’un des points chauds littéraux est l’océan Arctique. Il y a à la fois des facteurs environnementaux et géopolitiques en jeu, profondément imbriqués. Depuis des siècles, les marins ont cherché un passage au nord-ouest de l’Europe vers l’Asie, dans l’espoir de trouver un moyen de contourner les longs et dangereux voyages autour du détroit de Magellan à la pointe sud de l’Amérique du Sud et du Cap Horn à la pointe sud de l’Afrique. Avant la construction des canaux de Suez et de Panama, c’étaient les seules routes possibles.

Les premiers voyages des marins européens ont été désastreusement infructueux. Pourtant, le passage du Nord-Ouest n’est peut-être plus un rêve mais une réalité. Comme cela a été déterminé empiriquement, l’Arctique se réchauffe beaucoup plus rapidement que les latitudes inférieures au cours des dernières années. En 2015, plusieurs navires ont pu effectuer pour la première fois le passage tant recherché. Système conjoint de satellites polaires de la NOAA surveille la banquise dans la région, en particulier au-dessus du Canada, et fournit des aides à la navigation aux navires commerciaux.

La géopolitique du passage dépasse de loin le cadre de cet article, mais comme discuté dans un article de l’Institut arctique, les principales nations arctiques – les États-Unis, le Canada et la Russie – devront adopter un nouveau paradigme concernant les relations internationales dans cette région auparavant impassible. Espérons que les technologies géospatiales puissent offrir un moyen de parvenir à une résolution pacifique.

Une planète encore mystérieuse… et au potentiel infini

A l’échelle mondiale, nous avons cartographié le rift médio-atlantique et la fosse des Mariannes. A l’échelle locale, il existe des cartes des zones côtières, mais il reste encore beaucoup à découvrir et à cartographier. Nous en savons plus sur Mars et Vénus que sur l’océan.

le pôle océanique d’inaccessibilité est le point de l’océan qui est le plus éloigné de la terre, à 48°52,6′S 123°23,6′W dans les profondeurs de l’océan Pacifique Sud. Il est à plus de 1 000 milles de toute terre, et ce ne sont que des îles éloignées, elles-mêmes presque inaccessibles à l’exception de l’île de Pâques.

Dans une étrange coïncidence (… ou est-ce?), L’histoire d’horreur de HP Lovecraft de 1926 « L’appel de Cthulhu » décrit un endroit presque identique au pôle d’inaccessibilité, mais il a été écrit près de 50 ans avant qu’un modèle informatique ne trouve cet endroit. (Peut-être que j’aurais dû inclure cela dans mon article sur la cartographie de l’inconnu.)

Mon ancien professeur et scientifique en chef à Esri, le Dr Dawn Wright (alias Deepsea Dawn), a un site incroyable avec des liens vers des données, des blogs et bien plus encore, illustrant tout ce qu’il y a à savoir. Même un terrien comme moi peut explorer les océans !