เมื่อพูดถึง ‘ภาวะโลกเดือด’ (global boiling) หลายคนอาจนึกถึง ‘อากาศร้อน’ เป็นอันดับแรก เพราะเป็นสิ่งที่ร่างกายของเรารู้สึกได้ง่ายที่สุด แต่ทุกคนทราบไหมว่า เมื่ออุณหภูมิของบรรยากาศสูงขึ้น มหาสมุทรก็ถูกแผดเผาไปพร้อมกันด้วย บทความนี้ ผมจะชวนผู้อ่านดำดิ่งลงสู่ห้วงน้ำลึกอันกว้างใหญ่ เพื่อสำรวจว่าท้องทะเลและมหาสมุทรได้รับผลกระทบจากภาวะโลกเดือดอย่างไร รวมถึงมีวิกฤตใดบ้างที่พวกเราต้องเผชิญ
กำเนิดและธรรมชาติของมหาสมุทร
เมื่อประมาณ 4,500 ล้านปีก่อน หลังจากโลกถือกำเนิดเพียงไม่กี่ขวบปี พื้นผิวโลกยุคนั้นเต็มไปด้วยหินหลอมเหลวที่ถูกอุกกาบาตกับดาวหางกระหน่ำชนไม่ขาดสาย ท้องฟ้าจึงอบอวลไปด้วยฝุ่นละออง ก๊าซภูเขาไฟ และไอน้ำ แต่ยังไร้ซึ่งมหาสมุทรสีคราม
เมื่อโลกเริ่มเย็นลง ไอน้ำจึงกลั่นตัวเป็นฝน แล้วไหลมารวมกันเป็นผืนน้ำกว้างใหญ่ เรียกว่า ‘อภิมหาสมุทร’ (superocean) ซึ่งโอบล้อมแผ่นดินขนาดยักษ์ที่เรียกว่า ‘อภิมหาทวีป’ (supercontinent) และอาจเป็นบางมุมของอภิมหาสมุทรที่ไม่กี่ร้อยล้านปีต่อมากลายเป็น ‘บ้าน’ ของสิ่งมีชีวิตยุคแรก ซึ่งวิวัฒนาการมาเป็นบรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตทั้งมวลบนพิภพ รวมถึงมนุษย์ด้วย
ปัจจุบัน โลกของเรามีมหาสมุทร 5 แห่ง ได้แก่ มหาสมุทรอินเดีย มหาสมุทรแปซิฟิก มหาสมุทรแอตแลนติก มหาสมุทรอาร์กติก และมหาสมุทรใต้ ตลอดเวลาที่ผ่านมา ลม คลื่น และกระแสน้ำ ทำหน้าที่เกลี่ยสสารและพลังงานบนพื้นผิวโลกอย่างขันแข็ง ส่งผลให้เกิดภูมิอากาศกับระบบนิเวศที่หลากหลาย แล้วกลายเป็นรากฐานของวิถีชีวิต วัฒนธรรม ตำนานปรัมปรา การคมนาคม ไปจนถึงเศรษฐกิจ
การศึกษามหาสมุทรด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ถูกริเริ่มโดยบิดาแห่งวิชาสมุทรศาสตร์ (oceanography) แมทธิว ฟอนเทน เมารี (Matthew Fontaine Maury) หลังจากนั้นแผนที่ภูมิประเทศของมหาสมุทรฉบับแรกก็ถูกจัดทำขึ้นโดยนักธรณีวิทยา แมรี ทาร์ป (Marie Tharp) และบรูซ ฮีเซน (Bruce Heezen) แล้วกลายเป็นประตูสู่การสำรวจมหาสมุทรในยุคสมัยใหม่
มหาสมุทรกับชะตากรรมอันน่าหวาดหวั่น
ปัจจุบัน มหาสมุทรกำลังเสื่อมโทรมลงอย่างรวดเร็วจากสาเหตุต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มประชากรของมนุษย์ การขยายพื้นที่เมือง การทำประมง การทำอุตสาหกรรม การคมนาคม การทิ้งขยะลงแหล่งน้ำ แต่ปัญหาใหญ่คงหนีไม่พ้น ‘ภาวะโลกร้อน’ (global warming) ที่ส่งผลกระทบมากมายหลายประการ เช่น
1. คลื่นความร้อนใต้ทะเล
ผู้อ่านลองจินตนาการถึงตุ่มใส่น้ำที่ตั้งอยู่กลางแจ้ง เมื่อเราจุ่มมือลงไปจะพบว่าน้ำด้านบนอุ่นที่สุด ส่วนน้ำด้านล่างจะค่อยๆ เย็นขึ้น ทะเลหรือมหาสมุทรก็คล้ายกัน คือ ‘ยิ่งลึก ยิ่งเย็น’ แต่เมื่ออากาศด้านบนร้อนขึ้น ความร้อนจะถูกถ่ายโอนลงสู่ชั้นน้ำด้านล่างมากขึ้น อุณหภูมิของมหาสมุทรจึงเพิ่มขึ้น ผลลัพธ์คือการก่อตัวของมวลน้ำอุ่นขนาดยักษ์ เรียกว่า ‘คลื่นความร้อนใต้ทะเล’ (marine heatwave) ที่สร้างความเสียหายเป็นวงกว้าง
2. เสียงดังก้องในมหาสมุทร
มหาสมุทรเต็มไปด้วยเสียงที่เกิดจากคลื่น ลม กระแสน้ำ และปรากฏการณ์อื่นๆ เรียกว่า ‘เสียงแห่งท้องทะเล’ (microbarom) โดยอัตราเร็วของเสียงในน้ำจะแปรผันตามอุณหภูมิ ความเค็ม และความดัน แต่เมื่อโลกร้อนขึ้น น้ำจึงอุ่นขึ้น ความเร็วและความดังของเสียงต่างๆ จึงเพิ่มขึ้น แล้วกลายเป็น ‘เสียงรบกวนในมหาสมุทร’ (ocean noise) ที่สร้างความสับสนแก่สัตว์ที่สื่อสารด้วยเสียง เช่น วาฬ โลมา รวมถึงการตรวจวัดเสียงใต้น้ำด้วยเซนเซอร์ สรุปคือยิ่งโลกร้อนมากเท่าไร เสียงในมหาสมุทรก็ยิ่งดังหนวกหูมากเท่านั้น!!
3. ธารน้ำแข็งละลาย
ธารน้ำแข็งสีขาวเปรียบเสมือนเกราะที่คอยสะท้อนแสงอาทิตย์กลับสู่อวกาศ ทำให้พื้นผิวโลกมีอุณหภูมิคงที่ ประสิทธิภาพการสะท้อนแสงอาทิตย์ต่อการดูดกลืนแสงอาทิตย์บนพื้นผิวของวัตถุ เรียกว่า ‘อัลบีโด’ (albedo) แต่เมื่อโลกร้อนขึ้นและธารน้ำแข็งละลายหายไป ‘พื้นที่สว่าง’ ที่คอยสะท้อนแสงอาทิตย์จึงน้อยลง ทะเลซึ่งเป็น ‘พื้นที่มืด’ จึงดูดกลืนความร้อนจากดวงอาทิตย์มากขึ้น แล้วอุ่นขึ้นเรื่อยๆ เรียกว่า ‘การป้อนกลับเชิงบวก’ (positive feedback)
4. ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น
ธารน้ำแข็งที่ละลายอย่างรวดเร็วจะทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น เมื่อน้ำสัมผัสกับอากาศร้อนจะเกิดการขยายตัวและมีปริมาตรมากขึ้น แล้วกลืนกินพื้นที่ชายฝั่ง ผลกระทบที่ตามมา เช่น การกัดเซาะชายฝั่ง (coastal erosion) น้ำท่วมชายฝั่ง (coastal flood) น้ำขึ้นจากพายุ (storm surge) การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะเพิ่มความรุนแรงของน้ำทะเลหนุนและสึนามิ การระบายน้ำลงสู่ทะเลจึงช้าลง น้ำรอระบายบนแผ่นดินมีมากขึ้น และน้ำทะเลแทรกซอนเข้าสู่แผ่นดินง่ายขึ้น เพิ่มโอกาสการเกิดแหล่งน้ำกร่อย ดินเค็ม และโรคไต
5. พายุหมุนเขตร้อนที่รุนแรง
พายุหมุนเขตร้อน (tropical cyclone) จะเริ่มก่อตัวเมื่อผิวน้ำกลางมหาสมุทรมีอุณหภูมิสูงกว่า 26.5 องศาเซลเซียส รวมถึงมีปริมาณไอน้ำและการไหลเวียนของอากาศที่เหมาะสม เราอาจเปรียบพายุหมุนเขตร้อนเป็นยักษ์จอมตะกละที่กินความร้อนบนผิวน้ำทะเลเป็นอาหาร แล้วเปลี่ยนพลังงานส่วนหนึ่งเป็นความเร็วลม จากนั้นจึงคายพลังงานที่เหลือให้กับอากาศด้านบนที่เย็นกว่า แต่เมื่อภาวะโลกร้อนทำให้อุณหภูมิผิวน้ำสูงขึ้น พายุหมุนเขตร้อนจึงรุนแรงขึ้น ซึ่งคนรับกรรมก็ไม่ใช่ใครอื่น แต่เป็นพวกเรานี่แหละ!!
6. ปะการังฟอกขาว
ปะการังเป็นสัตว์ที่ประกอบด้วยโครงสร้างแข็ง (skeleton) ประเภทหินปูน ตัวปะการัง (polyp) ที่อ่อนนุ่ม และซูแซนเทลลี (zooxanthellae) ซึ่งเป็นสาหร่ายขนาดเล็ก โดยสาหร่ายจะสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อสร้างอาหารและสีสันแก่ปะการัง ส่วนปะการังจะให้ที่อยู่อาศัยแก่สาหร่าย แต่เมื่อใดที่น้ำทะเลอุ่นต่อเนื่องกันเป็นเวลานาน สาหร่ายจะหลุดออกจากปะการัง แล้วกลายเป็นปะการังฟอกขาว (coral bleaching) สิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่อยู่บริเวณปะการังจึงน้อยลงไปด้วย
ปกติแล้วปะการังที่สุขภาพดีจะปล่อยสารเคมีชื่อ ‘ไดเมทิลซัลไฟล์’ (dimethyl sulfide) ออกสู่ท้องฟ้า แล้วทำหน้าที่เป็นแกนควบแน่นของเมฆ (cloud condensation nuclei) เมฆจึงก่อตัวบดบังแสงอาทิตย์ ทำให้อุณหภูมิของผิวน้ำทะเลไม่อุ่นจนเกินไป แต่เมื่อภาวะโลกร้อนทำให้ปะการังล้มตาย เมฆบนฟ้าจึงน้อยลง ร่มเงาของทะเลก็หายไป จากนั้นน้ำจะร้อนขึ้นอีก
7. สาหร่ายสะพรั่ง
สาหร่ายสะพรั่ง (algal bloom) เป็นปรากฏการณ์ที่สาหร่ายเซลล์เดียวในแหล่งน้ำเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็ว แล้วทำให้สีของน้ำเปลี่ยนแปลงไปตามชนิดของสาหร่าย สาเหตุที่สาหร่ายเติบโตจนผิดปกติเกิดจากแร่ธาตุปริมาณมากไหลทะลักลงสู่แหล่งน้ำอย่างฉับพลัน เรียกว่า ‘ภาวะธาตุอาหารล้นเกิน’ (eutrophication) ซึ่งอาจมาจากปุ๋ย สารเจือปนในน้ำเสีย เขม่าจากไฟป่า ฝุ่นจากทะเลทราย หรือเถ้าจากภูเขาไฟ
เมื่อใดก็ตามที่สาหร่ายสะพรั่งสร้างความหายนะต่อสิ่งแวดล้อม เช่น ปิดกั้นการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชน้ำ สร้างเมือกพิษอันตราย ทำลายก๊าซออกซิเจนในน้ำ อุดตันเหงือกของสัตว์ ส่งกลิ่นเหม็นเน่า เราจะเรียกว่า ‘สาหร่ายอันตรายสะพรั่ง’ (harmful algal bloom) หรือ ‘กระแสน้ำสีแดง’ (red tide) ซึ่งอาจเปลี่ยนแหล่งน้ำให้กลายเป็น ‘เขตมรณะ’ (dead zone) ที่สิ่งมีชีวิตไม่สามารถอาศัยอยู่ได้
8. มหาสมุทรขาดออกซิเจน
นอกจากสาหร่ายสะพรั่งจะทำให้ก๊าซออกซิเจนในน้ำลดลงแล้ว การอุ่นขึ้นของมหาสมุทรยังทำให้ก๊าซออกซิเจนละลายลงสู่แหล่งน้ำน้อยลงด้วย โดยเฉพาะน้ำระดับลึกที่แทบไม่เคยสัมผัสกับอากาศและมีก๊าซออกซิเจนผสมอยู่น้อยมาก น้ำชั้นล่างจึงกลายเป็น ‘เขตออกซิเจนต่ำที่สุด’ (oxygen minimum zone) เมื่อบริเวณดังกล่าวแผ่ขยายไปทั่วมหาสมุทรจะเกิด ‘การพร่องออกซิเจนของมหาสมุทร’ (ocean deoxygenation) และนี่คือสัญญาณมรณะที่กำลังส่งเสียงเตือนไปยังสิ่งมีชีวิตทั่วท้องทะเล
9. มหาสมุทรเป็นกรด
อีกบทบาทหนึ่งของมหาสมุทรคือการเป็น ‘อ่างคาร์บอน’ (carbon sink) เพราะคาร์บอนจำนวนมากจะละลายลงสู่มหาสมุทรในรูปก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ กรดคาร์บอนิก ไบคาร์บอเนต และคาร์บอนิกไอออน แต่ความสามารถในการดูดซับคาร์บอนของมหาสมุทรก็เหมือนกระเพาะของสัตว์ ถ้าสัตว์กินอาหารมากเกินไป มันจะอิ่มจนจุก แล้วสำรอกเศษอาหารออกมา ทำนองเดียวกัน เมื่อมหาสมุทรมีคาร์บอนมากเกินไป น้ำจะอิ่มตัวแล้วผลักคาร์บอนส่วนเกินออกสู่อากาศอีกครั้ง
ปกติแล้ว น้ำทะเลจะมีค่า pH ประมาณ 8 ซึ่งมีสถานะเป็นเบส แต่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายลงสู่มหาสมุทรจะค่อยๆ เปลี่ยนค่า pH ของน้ำทะเลจากเบสให้เป็นกรดมากขึ้น (คล้ายการผลิตโซดา) เรียกว่า ‘การเป็นกรดของมหาสมุทร’ (ocean acidification) ผลกระทบที่ตามมา คือ ฟัน เปลือก และกระดูกของสัตว์ทะเลจะถูกกัดกร่อนจนสึกหรอหรือก่อตัวผิดรูปผิดร่างไปจากปกติ
10. กระแสน้ำในมหาสมุทรล่มสลาย
การเอียงของแกนโลกทำให้เกิดภูมิอากาศแบบเขตร้อน เขตอบอุ่น และเขตหนาว ความแตกต่างของอุณหภูมิอากาศจึงสร้าง ‘กระแสน้ำอุ่น’ กับ ‘กระแสน้ำเย็น’ ที่ไหลเวียนไปทั่วมหาสมุทร กระแสน้ำดังกล่าวมีหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิบนแผ่นดินไม่ให้สูงหรือต่ำจนเกินไป
กระแสน้ำอุ่นที่ไหลไปยังขั้วโลกจะสูญเสียความร้อนแก่อากาศ แล้วเปลี่ยนเป็นกระแสน้ำเย็น น้ำด้านบนส่วนหนึ่งที่กลายเป็นน้ำแข็งจะคายเกลือออกมา น้ำด้านล่างที่ได้รับเกลือเพิ่มจึงมีความหนาแน่นสูงขึ้น แล้วจมตัวลึกลงไป จากนั้นจึงไหลย้อนกลับสู่เขตอบอุ่นและเขตร้อน ก่อนเปลี่ยนกลับเป็นกระแสน้ำอุ่นอีกครั้ง การไหลของกระแสน้ำจึงถูกควบคุมด้วย ‘อุณหภูมิ’ กับ ‘ความเค็ม’ เป็นหลัก เรียกว่า ‘การหมุนเวียนเทอร์โมแฮไลน์’ (thermohaline circulation) หรือ ‘สายพานอันยิ่งใหญ่แห่งมหาสมุทร’ (the great ocean conveyor belt) ซึ่งมีคาบการหมุนเวียนแต่ละรอบยาวนานถึง 1,600 ปี!!
หากโลกยังร้อนขึ้นอย่างไม่หยุดยั้ง ธารน้ำแข็งจะละลายมากขึ้น ความเค็มของน้ำทะเลจึงถูกเจือจางลงจนสายพานยักษ์หยุดไหล หลังจากนั้นจะเกิดการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ (climate change) โดยอุณหภูมิของเขตอบอุ่นและเขตหนาวจะลดต่ำอย่างฮวบฮาบ ส่วนอุณหภูมิของเขตร้อนจะพุ่งสูงเหลือคณา และนั่นไม่ใช่เรื่องดีอย่างแน่นอน!!
แต่ท่ามกลางหายนะอาจยังมีความหวังอยู่บ้าง เพราะวิกฤตดังกล่าวจะกระตุ้นให้เกิด ‘การป้อนกลับเชิงลบ’ (negative feedback) โดยอุณหภูมิของเขตอบอุ่นและเขตหนาวที่ต่ำลงจะทำให้มหาสมุทรเย็นลง แล้วกักเก็บคาร์บอนได้มากขึ้น ส่วนธารน้ำแข็งที่เกิดใหม่จะช่วยสะท้อนแสงอาทิตย์กลับไป ผลลัพธ์คือสายพานอันยิ่งใหญ่แห่งมหาสมุทรจะตื่นขึ้นอีกครั้ง แล้วโลกจะปรับตัวเข้าสู่สมดุลใหม่ แต่นั่นเป็นเพียงการคาดเดาเท่านั้น
หลังจากผมเล่าเรื่องหายนะของท้องทะเลและมหาสมุทรมาครบ 10 ข้อ ผู้อ่านคงมีคำถามว่า “แล้วเราจะรับมือกับวิกฤตเหล่านี้อย่างไร?”
คำตอบสั้นๆ คือ “ยังไม่มีครับ” และอาจยังไม่มีไปอีกหลายปี โดยเฉพาะภาครัฐของดินแดนสารขัณฑ์ที่ไม่เคยเหลียวแลความสำคัญของสิ่งแวดล้อมเลยสักนิด
อ้างอิง:
- สวัจน์ ธัญรส. (2557). วิทยาศาสตร์ทางทะเลเบื้องต้น.
- นิคม อ่อนสี. (2557). สมุทรศาสตร์ฟิสิกส์.
- Andrew H. Knoll. (2021). A Brief History of Earth.
- Eugene Linden. (2006). The Winds of Change: Climate, Weather, and The Destruction of Civilizations.
- Kendall Haven. (2005). Wonders of the Sea.
- Neil C. Wells. (2012). The Atmosphere and Ocean.
- Robert Stewart. (2008). Introduction to Physical Oceanography.
- John R. Apel. (1999). Principles of Ocean Physics.
- FAQ: OCEAN DEOXYGENATION
- How is coral bleaching affecting national marine sanctuaries?
- Ocean Noise
- Understanding Ocean Acidification
- What Is A Supercontinent And A Superocean?
- What is a Marine Heatwave?
- What is a harmful algal bloom?
