ย้อนกลับไปเมื่อประมาณ 1 ล้านปีก่อน บรรพบุรุษของเราเคยเร่ร่อนไปตามสถานที่ต่างๆ เพื่อหาของป่าและล่าสัตว์มาประทังชีวิต แต่เมื่อดวงตะวันลับขอบฟ้าและความมืดคืบคลานเข้ามาปกคลุมผืนพิภพ พวกเขาก็อาศัยสุมทุมพุ่มไม้ เพิงผา และโพรงถ้ำเป็นสถานที่หลบภัย แต่อีกไม่กี่แสนปีต่อมา บรรพบุรุษของเราก็สังเกตเห็นว่านอกจากดวงจันทร์ที่สุกสว่างก็ยังมี ‘เปลวไฟ’ ที่สามารถปัดเป่าความมืดมิด ขับไล่สัตว์ร้าย ให้ความอบอุ่นแก่ร่างกาย และเผาไหม้พืชพรรณกับเนื้อสัตว์ให้มีกลิ่นหอม พวกเขาจึงเรียนรู้ที่จะจุดไฟและพยายามควบคุมมันเพื่อนำไปใช้ประโยชน์
หลักฐานทางโบราณคดีเกี่ยวกับการใช้ไฟของมนุษย์ยุคโบราณ คือสิ่งที่จุดประกายให้นักมานุษยวิทยาและนักไพรเมตวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด นามว่า ริชาร์ด แรงแฮม (Richard Wrangham) เชื่อว่า ‘ไฟ’ คือสิ่งที่อยู่เบื้องหลังวิวัฒนาการทางร่างกายและสติปัญญาของเผ่าพันธุ์มนุษย์ สมมุติฐานดังกล่าวมีอยู่ว่า อาหารดิบที่เคยเหนียวจะเคี้ยวและย่อยได้ง่ายหลังจากถูกเผาด้วยไฟ การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมจากนักกินของดิบมาเป็นนักกินของสุก ทำให้บรรพบุรุษของเราสามารถกินอาหารได้สะดวก รวดเร็ว และหลากหลายมากขึ้น ผลที่ตามมาคือจำนวนของฟัน ขนาดของขากรรไกร และความยาวของลำไส้ เริ่มลดลง (ขากรรไกรที่เล็กลงส่งผลให้มนุษย์ยุคใหม่บางคนมีปัญหาฟันคุด) เมื่ออวัยวะบางส่วนต้องการพลังงานน้อยลง พลังงานส่วนต่างจึงถูกโยกย้ายไปพัฒนาและเติมเต็มศักยภาพของสมอง สิ่งนี้อาจเป็นกุญแจสำคัญที่ผลักดันเผ่าพันธุ์ไร้ความหมายบนดินแดนแอฟริกาโบราณให้กลายมาเป็น ‘พวกเรา’ ดังเช่นปัจจุบัน
หลังจากกวัดแกว่งเปลวเพลิงที่ลุกโชนอยู่บนปลายแท่งไม้มานานหลายแสนปี มนุษย์ยุคใหม่ก็สามารถจับแสงสว่างมากักขังไว้ในตะเกียง จากนั้นจึงพัฒนามาเป็นหลอดไฟอาร์คในยุคของ ฮัมฟรี เดวี (Humphry Davy) ในปี 1800 ก่อนจะแพร่กระจายไปทั่วโลกในรูปลักษณ์ของหลอดไฟประสิทธิภาพสูงภายใต้การกรุยทางของ โทมัส เอดิสัน (Thomas Edison) เมื่อปี 1879 ซึ่งหลอดไฟก็ยังคงถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน
แม้แสงสว่างจากหลอดไฟจะมอบความสะดวกสบายและความปลอดภัยแก่พวกเรา แต่อีกมุมหนึ่ง แสงสว่างที่มากจนเกินพอดีก็กำลังย้อนกลับมาคุกคามมนุษย์ ระบบนิเวศ และทำให้ท้องฟ้าที่มืดมิดเลือนหายไป นักวิทยาศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่า ‘มลภาวะทางแสง’ ซึ่งนำไปสู่การจัดกิจกรรมสัปดาห์ท้องฟ้ามืดสากล (International Dark Sky Week) ในช่วงกลางเดือนเมษายนของทุกปี
บทความนี้ ผมจึงอยากชวนผู้อ่านไปทำความรู้จักกับพิษภัยของมลภาวะทางแสงและความสำคัญของท้องฟ้ามืดยามราตรี ว่ามีอิทธิพลต่อพวกเราและทุกชีวิตบนโลกอย่างไร
ความหมาย แหล่งกำเนิด และประเภทของมลภาวะทางแสง
มลภาวะทางแสง (light pollution) หมายถึง แสงสว่างที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์หรือแสงประดิษฐ์ (artificial light) จากหลอดไฟที่ไม่มีการควบคุมความสว่าง ทิศทางที่แสงส่องไป ช่วงเวลาที่มีการส่องสว่าง ประเภทของแหล่งกำเนิดแสง จำนวนของแหล่งกำเนิดแสง และสถานที่ติดตั้งแหล่งกำเนิดแสง แล้วส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม มลภาวะทางแสงแบ่งออกเป็นหลายประเภท เช่น
1. แสงจ้า (glare) หมายถึง แสงสว่างที่ส่องเข้ามาสู่ดวงตาแล้วส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการมองเห็นของสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างที่พบบ่อยคือ แสงจ้าที่ทำให้คนที่กำลังขับรถในเวลากลางคืนเกิดอาการตาพร่าหรือแสบตา
2. แสงรุกล้ำ (light trespass) หมายถึง แสงสว่างที่สาดส่องรุกล้ำเข้าไปยังพื้นที่ของผู้อื่นหรือบริเวณที่ไม่ต้องการแสงสว่าง ตัวอย่างของแสงรุกล้ำที่พบบ่อยคือ แสงสว่างที่ส่องเข้ามาทางหน้าต่างของห้องนอน แล้วรบกวนการนอนหลับของคนที่อยู่ในห้อง
3. แสงสว่างเกินจำเป็น (over-illumination) หมายถึง แสงสว่างที่มีค่าความสว่างมากเกินไป มักจะเกิดจากแหล่งกำเนิดแสงที่มีกำลังการส่องสว่างสูงและแหล่งกำเนิดแสงขนาดใหญ่
4. แสงสับสน (light clutter) หมายถึง แสงสว่างที่เกิดจากแหล่งกำเนิดแสงจำนวนมากมาอยู่รวมกัน แล้วทำให้เกิดแสงสว่างที่ยุ่งเหยิงหรือสะเปะสะปะแผ่ออกไปโดยรอบ
5. แสงพุ่งตรง (upward light) หมายถึง แสงสว่างที่พุ่งออกจากแหล่งกำเนิดแสงขึ้นสู่ท้องฟ้าโดยตรง มักจะเกิดจากสปอตไลต์ขนาดใหญ่ตามสนามกีฬา เวทีคอนเสิร์ต งานรื่นเริง และมหกรรมแสดงสินค้า
6. แสงเรืองบนท้องฟ้า (sky glow) หมายถึง แสงสว่างที่เกิดจากแหล่งกำเนิดแสงบริเวณเมืองขนาดใหญ่ที่กระเจิงกับฝุ่น เมฆ และหมอก แล้วกระจายออกสู่ท้องฟ้า ผนวกกับแสงอีกส่วนหนึ่งที่เกิดจากการสะท้อนบนพื้นผิวโลกขึ้นสู่ท้องฟ้า และแหล่งกำเนิดแสงที่ส่องขึ้นสู่ท้องฟ้าโดยตรง ความสว่างของแสงเรืองบนท้องฟ้าจะถูกดูดกลืนจากแก๊สและอนุภาคในบรรยากาศ แล้วลดความสว่างลงอย่างรวดเร็วตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น เรียกว่า กฎของวอล์คเกอร์ (Walker’s law)
7. แสงจ้าจากดาวเทียม (satellite flare) หมายถึง แสงวาบจ้าชั่วขณะที่เกิดจากแสงอาทิตย์สะท้อนกับโครงสร้างบางส่วนของดาวเทียม เช่น แผงเซลล์แสงอาทิตย์ เสาอากาศ ผนังด้านนอก มลภาวะทางแสงประเภทนี้จะมีผลกระทบต่อการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์
นอกจากผลกระทบโดยตรงจากหลอดไฟ อีกปัจจัยหนึ่งที่ควรคำนึงถึงคือ ‘พื้นผิวของวัสดุที่มันวาว’ เพราะวัสดุดังกล่าวจะสะท้อนแสงได้ดี มลภาวะทางแสงลักษณะนี้มีผลกระทบต่อมนุษย์ค่อนข้างน้อย แต่จะมีผลกระทบอย่างมากต่อแมลงที่วางไข่ในน้ำและนกที่โฉบลงบนผิวน้ำเพื่อล่าเหยื่อ เพราะพื้นผิวของวัสดุแข็งที่มีความมันวาวจะทำให้สัตว์เข้าใจผิดว่าเป็นแหล่งน้ำ แล้ววางไข่หรือโฉบลงไปพุ่งชนกับวัสดุนั้น ซึ่งอาจทำให้พวกมันตายได้
การตรวจวัดมลภาวะทางแสง
ปกติแล้วท้องฟ้าตอนกลางคืนจะมี ‘แสงธรรมชาติ’ ที่มาจากกาแล็กซีทางช้างเผือก ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ และแสงสะท้อนของฝุ่นระหว่างดวงดาว หากท้องฟ้ามืดสนิทโดยไม่มีมลภาวะทางแสงหรือมีมลภาวะทางแสงน้อยมาก เราจะสามารถมองเห็นแสงธรรมชาติบางส่วนได้ด้วยตาเปล่า และเรียกค่าความสว่างต่ำสุดที่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าว่า ขนาดจำกัดของตาเปล่า (naked-eye limiting magnitude)
ต่อมา นักดาราศาสตร์นามว่า จอห์น บอร์เทิล (John Bortle) ได้พัฒนา ‘มาตราบอร์เทิล’ (Bortle scale) ซึ่งเป็นเกณฑ์บอกระดับความมืดของท้องฟ้าแบบง่ายๆ โดยสังเกตจากการปรากฏของแสงจักรราศี (zodiacal light) แสงเกเกนไชน์ (gegenschein) แสงเรืองของอากาศ (air glow) กลุ่มดาว และวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ แล้วแบ่งความมืดของท้องฟ้าออกเป็น 9 อันดับ อันดับ 1 หมายถึงท้องฟ้ามืดสนิท ไม่ถูกรบกวนด้วยมลภาวะทางแสง และเหมาะกับการดูดาวมากที่สุด เรียงลำดับไปเรื่อยๆ จนถึงอันดับ 9 ซึ่งหมายถึงท้องฟ้าสว่างมาก มีมลภาวะทางแสงสูง และไม่เหมาะกับการดูดาว อย่างไรก็ตาม มาตราบอร์เทิลเป็นเพียงการตรวจวัดความมืดของท้องฟ้าอย่างคร่าวๆ เท่านั้น ส่วนการตรวจวัดอย่างละเอียดจะอาศัยเครื่องตรวจวัดคุณภาพท้องฟ้า (sky quality meter) ภาพถ่ายดาวเทียม หรือวิธีการอื่นๆ ที่มีความถูกต้องและแม่นยำมากกว่า
การตรวจวัดระดับความมืดของท้องฟ้าและปริมาณมลภาวะทางแสง ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้าง ‘แผนที่มลภาวะทางแสง’ (light pollution map) เพื่อระบุว่าท้องฟ้าในแต่ละบริเวณมีลักษณะเป็นอย่างไร โดยจุดที่สว่างที่สุดคือสีขาว รองลงมาคือสีม่วง แดง เหลือง เขียว ฟ้า และน้ำเงิน ส่วนจุดที่ไม่มีมลภาวะทางแสงจะเป็นสีเทา
ผลกระทบของมลภาวะทางแสง
1. สุขภาพของมนุษย์
ร่างกายของมนุษย์มีวิวัฒนาการร่วมกับการขึ้นและตกของดวงอาทิตย์มานานหลายล้านปี สิ่งที่ควบคุมวงจรชีวิตของเราคือ ‘นาฬิกาชีวภาพ’ (biological clock) กล่าวคือ เมื่อดวงอาทิตย์ตก ร่างกายของเราจะเตรียมตัวเข้าสู่การพักผ่อนในเวลากลางคืน โดยการหลั่งฮอร์โมนเมลาโทนิน (melatonin) จากต่อมไพเนียล (pineal gland) ที่อยู่ภายในสมองส่วนกลาง เราจึงรู้สึกง่วง แต่ถ้ามีแสงสว่างเข้ามากระตุ้นดวงตา ร่างกายของเราจะถูกรบกวนและหลับไม่สนิท ผลที่ตามมาคืออาการปวดศีรษะและภาวะเครียด ซึ่งในระยะยาวจะนำไปสู่โรคอ้วน โรคเบาหวาน โรคซึมเศร้า โรคความดันโลหิตสูง โรคหัวใจ และโรคมะเร็ง
2. ความปลอดภัยในชีวิตประจำวัน
การติดตั้งหลอดไฟภายนอกอาคารและท้องถนนทำให้ผู้สัญจรสามารถมองเห็นถนนหนทางได้ชัดเจนในเวลากลางคืน แต่แสงที่สว่างมากเกินไปจะทำให้ขนาดของรูม่านตาหดเล็กลงหรือตาพร่ามัวไปชั่วขณะ การมองเห็นในระยะไกลจึงแย่ลง ซึ่งอาจนำไปสู่การเกิดอุบัติเหตุหรือง่ายต่อการถูกลอบทำร้าย
3. ผลผลิตทางการเกษตร
พืชทางการเกษตรบางชนิดมีความไวต่อแสงมากกว่าปกติ เช่น ข้าวบางพันธุ์ที่ได้รับแสงสว่างเป็นเวลานานจะมีใบเขียวดก แต่ไม่ออกรวง นาข้าวที่มีหลอดไฟมากจึงอาจมีผลผลิตน้อยกว่านาข้าวที่มีหลอดไฟน้อย นอกจากนี้ มลภาวะทางแสงยังทำให้แมลงที่มีหน้าที่ผสมเกสรเกิดความสับสน การแพร่กระจายของเกสรผ่านทางแมลงจึงลดลง ทำให้ผลผลิตทางการเกษตรน้อยลง
4. การท่องเที่ยว
สถานที่ท่องเที่ยวหลายแห่ง เช่น ภูเขา ป่า ทะเล หมู่บ้านชนบท มีจุดขายคือความเงียบสงบและท้องฟ้ามืดที่มีแสงดาวระยิบระยับ หากสถานที่ท่องเที่ยวเหล่านั้นถูกมลภาวะทางแสงคุกคามก็จะส่งผลต่อเศรษฐกิจระดับท้องถิ่นและรายได้ของประชาชนในพื้นที่
5. ระบบนิเวศ
สิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น รา พืช หิ่งห้อย แพลงก์ตอน ปลาทะเลน้ำลึก สามารถสร้างแสงสว่างขึ้นมาด้วยตัวเอง เรียกว่า การเรืองแสงทางชีวภาพ (bioluminescence) จุดประสงค์ที่พวกมันสร้างแสงดังกล่าวขึ้นมาก็เพื่อหาคู่ผสมพันธุ์และหลอกล่อเหยื่อ มลภาวะทางแสงที่เพิ่มขึ้นจึงรบกวนพฤติกรรมการเรืองแสงของพวกมัน
ไม่เพียงเท่านั้น มลภาวะทางแสงยังรบกวนสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีแสงสว่างในตัวเองอีกด้วย เช่น นกกลางคืนจะบินเข้าหาแสงของดวงจันทร์เพื่อหลีกเลี่ยงสภาพอากาศที่เลวร้าย แต่แสงของดวงจันทร์ที่สะท้อนในกระจกจะทำให้พวกมันสับสนแล้วบินชนตึกตาย ลูกเต่าทะเลที่ฟักออกจากไข่จะอาศัยแสงของดวงจันทร์ที่สะท้อนบนพื้นน้ำตามแนวเส้นขอบฟ้าเป็นเข็มทิศนำทางไปสู่ทะเล แต่บางครั้งพวกมันก็หลงทิศทางเพราะแสงจากหลอดไฟบนชายฝั่ง ด้วงมูลสัตว์ที่อาศัยแสงของทางช้างเผือกเป็นเครื่องนำทางก็สับสนเส้นทางเพราะแสงเรืองบนท้องฟ้า และต้นไม้บางชนิดจะออกดอกเร็วกว่าปกติเมื่อถูกรบกวนด้วยแสงสว่างปริมาณมาก
6. มลภาวะทางอากาศ
ผลการศึกษาทางเคมีบรรยากาศรายงานว่า มลภาวะทางแสงสามารถทำปฏิกิริยากับอนุมูลของไนเตรต (nitrate radical) แล้วส่งผลให้ฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM2.5) และก๊าซโอโซนที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตมีปริมาณเพิ่มขึ้น รวมถึงทำให้อุณหภูมิของอากาศในบางพื้นที่มีค่าสูงขึ้นอีกด้วย
7. ดาราศาสตร์
สถานที่ดูดาวหรือหอสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ส่วนใหญ่จะตั้งอยู่บนพื้นที่สูง เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากไอน้ำ ฝุ่น ควัน การคายความร้อนของพื้นผิวโลก และแสงเรืองของอากาศ มลภาวะทางแสงที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ต่อเนื่องทุกปีจึงส่งผลให้การสังเกตดวงดาวบนท้องฟ้าทำได้ยากขึ้นเรื่อยๆ โดยนักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าอีกประมาณ 20 ปีข้างหน้า ดวงดาวที่มองเห็นด้วยตาเปล่าจะลดลงเกือบครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับปัจจุบัน
การควบคุมมลภาวะทางแสงและการอนุรักษ์ท้องฟ้ามืด
หลอดไฟรอบตัวเรามีพัฒนาการที่ยาวนานกว่า 200 ปี ตั้งแต่หลอดไฟอินแคนเดสเซนต์ หลอดไฟฮาโลเจน หลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ มาจนถึงหลอดไฟแอลอีดีที่กำลังแพร่หลายในปัจจุบัน เพราะเป็นหลอดไฟที่มีความสว่างสูง ประหยัดค่าไฟ และมีอายุการใช้งานยาวนาน แต่อย่างที่เล่าไปแล้วว่าความสว่างไสวของท้องฟ้ายามค่ำคืนกำลังคุกคามทั้งมนุษย์ สัตว์ พืช ไปจนถึงดวงดาวบนท้องฟ้า อีกนัยหนึ่งคือพวกเรากำลังสร้างแสงสว่างที่มากเกินความจำเป็น ด้วยเหตุนี้ การติดตั้งหลอดไฟที่เหมาะสมจึงต้องคำนึงถึงสถานที่ จำนวนของหลอดไฟ ประเภทของหลอดไฟ ความสว่างของหลอดไฟ ทิศทางที่แสงส่องไป และช่วงเวลาที่หลอดไฟทำงาน เพราะการจำกัดปริมาณแสงที่ปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมจะสามารถลดจำนวนทรัพยากรที่ใช้ในการผลิตหลอดไฟ ประหยัดค่าไฟ และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้อย่างมหาศาล
ตัวอย่างของการผสมผสานความรู้ทางวิศวกรรมการส่องสว่าง (illumination engineering) สถาปัตยกรรม นิเวศวิทยา และนิติศาสตร์ เข้าด้วยกัน คือการออกแบบหลอดไฟสีเหลืองนวลที่ส่องสว่างเฉพาะบริเวณที่ต้องการแสง โดยที่แสงไม่ฟุ้งกระเจิงออกไปสู่ภายนอก
ปัจจุบัน ท้องฟ้าตอนกลางคืนเกือบทุกแห่งบนโลกกำลังถูกมลภาวะทางแสงกลืนกิน นักวิชาการจากทั่วโลกจึงมารวมตัวกันภายใต้ ‘สหพันธ์ท้องฟ้ามืดสากล’ (International Dark Sky Association) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างความตระหนักเรื่องผลกระทบจากมลภาวะทางแสงและขับเคลื่อนนโยบายเกี่ยวกับการอนุรักษ์ท้องฟ้าตอนกลางคืน เรียกว่า ‘เขตอนุรักษ์ท้องฟ้ามืด’ (dark sky reserved area) ซึ่งประเทศไทยของเราก็มีเขตอนุรักษ์ท้องฟ้ามืดอยู่หลายแห่ง เช่น อุทยานดาราศาสตร์สิรินธร อุทยานแห่งชาติผาแต้ม หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติฯ ฉะเชิงเทรา หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติฯ สงขลา และพื้นที่อื่นๆ อีกจำนวนมากที่อยู่ระหว่างดำเนินการ
พออ่านมาถึงบรรทัดนี้ ทุกคนคงเห็นภาพร่วมกันแล้วว่า นวัตกรรมเปลี่ยนโลกอย่างหลอดไฟที่นำ ‘แสงสว่าง’ มาสู่พวกเราเมื่อ 2 ศตวรรษที่แล้วก็มี ‘ด้านมืด’ ที่น่ากังวลอยู่หลายประการเช่นกัน พวกเราจึงจำเป็นต้องเรียนรู้และควบคุมไม่ให้แสงสว่างที่ล้นเกินเข้ามายึดครองความมืดที่คอยโอบอุ้มทุกชีวิตบนโลก พร้อมตระหนักว่าท้องฟ้ายามค่ำคืนคือสถานที่พำนักของดวงดาวนับร้อยนับพันที่เปรียบเสมือนกระจกสะท้อนความเชื่อ ตำนาน วัฒนธรรม และความสงสัยใคร่รู้ของมนุษยชาติมาตั้งแต่สมัยโบราณ
โปรดอย่าให้แสงพร่างพราวของดวงดาวถูกลบเลือนหายไปด้วยแสงจากหลอดไฟในยุคสมัยของพวกเราเลย
อ้างอิง
- Richard Wrangham. (2009). Catching Fire: How Cooking Made Us Human.
- Alan H. Weisman. (2007). The World Without Us.
- สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน). (2019). มลภาวะทางแสง.
- ปีดิเทพ อยู่ยืนยง. (2020). คู่มือป้องกันมลภาวะทางแสง ฉบับประชาชน.
- https://darksky.narit.or.th/
- https://phys.org/news/2010-12-city-air-pollution-worse.html
- https://phys.org/news/2023-03-astronomers-alarm-pollution-satellites.html
- https://www.researchgate.net/publication/342647721_Nexus_between_Light_Pollution_and_Air_Temperature_A_Study_of_Bangladesh
- https://phys.org/news/2010-12-city-air-pollution-worse.html
Illustrator
