วิกฤติศตวรรษที่ 21

อนุช อาภาภิรม

 

วิกฤตินิเวศ

เมื่อภูมิอากาศแปรปรวน (23)

 

น้ำแข็งบนโลกและน้ำแข็งที่เขตขั้วโลกเหนือ

นํ้าแข็งบนโลก (วิกิพีเดียเรียกว่าหิมะภาค Cryosphere – ไครโอสเฟียร์) ในปัจจุบันถือเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบภูมิอากาศ องค์ประกอบอื่น ได้แก่ บรรยากาศ อุทกภาคหรือน้ำบนโลก ธรณีภาคหรือพื้นผิวโลก (Lithosphere) และชีวภาคหรือชีวมณฑล (Biosphere)

การศึกษาเรื่องน้ำแข็งบนโลกได้มีมานานนับร้อยปี แต่ศึกษาและเข้าถึงพื้นที่ได้ยาก เนื่องจากความหนาวเย็นและทุรกันดาร คือบริเวณขั้วโลกหรือเขตเขาสูง ที่มีน้ำแข็งหรือหิมะเป็นประจำ

การศึกษาเรื่องนี้ได้เฟื่องฟูขึ้น หลังจากมีการส่งดาวเทียมทางด้านอุตุนิยมวิทยาขึ้นไปหลายดวง บางดวงลอยในตำแหน่งคงที่ บางดวงโคจรรอบขั้วโลก ทำให้สามารถสังเกตน้ำแข็งบนโลกได้ในระยะไกล

วิชาหิมะภาคได้ขยายตัวไปอย่างรวดเร็วนับแต่ทศวรรษ 1990

องค์การอุตุนิยมวิทยาโลกได้จัดตั้งโครงการเฝ้าตรวจน้ำแข็งบนโลก (Global Cryosphere Watch – GCW) เริ่มดำเนินการในปี 2007 ปฏิบัติงานเบื้องต้นในปี 2016 เมื่อถึงปี 2020 มีแผนปฏิบัติงานเต็มรูปแบบ โครงการนี้มีบทบาทสำคัญในการปฏิบัติตามคำร้องขอของประเทศสมาชิก การกำหนดมาตรฐาน การประสานงานและสร้างเครือข่ายข้อมูล การศึกษา และการประเมินผลการศึกษา มีการเสนอข้อมูลล่าสุดของสถานะน้ำแข็งบนโลกผ่านเว็บไซด์ของจีซีดับบลิว ซึ่งผู้สนใจสามารถติดตามได้

องค์การบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติ (NOAA ก่อตั้ง 1970) จัดการดูแลเรื่องดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา ทั้งแบบลอยตัวอยู่กับที่และโคจรรอบขั้วโลก มีโครงการสามอย่างได้แก่ ระบบดาวเทียมร่วมขั้วโลก (JPSS) โครงการดาวเทียมสิ่งแวดล้อมโคจรคงที่ (GOES) และโครงการดาวเทียมปฏิบัติการขั้วโลก (POES) สำหรับกระทรวงกลาโหมสหรัฐ มีโครงการดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาทางการทหาร

นอกจากนี้ กระทรวงกลาโหมของสหรัฐและแคนาดาได้ร่วมกันจัดตั้งกองบัญชาการป้องกันทางอากาศ ตั้งแต่ในช่วงต้นของยุคสงครามเย็น

เพื่อสร้างระบบป้องกันภัยทางอากาศจากการโจมตีจากสหภาพโซเวียต ในปัจจุบันเรียกชื่อว่า กองบัญชาการป้องกันทางอวกาศอเมริกาเหนือ (NORAD) ทำหน้าที่เตือนภัย ควบคุมน่านฟ้าและอวกาศ รวมทั้งการป้องกันการโจมตีทางทะเล และการเตรียมความพร้อมทางทหารและความมั่นคงในอเมริกาเหนือจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ฝ่ายการทหารสหรัฐมีโครงการวิจัยแสงเหนือ (HAARP เริ่มแต่ทศวรรษ1990) ศึกษาคุณสมบัติและพฤติกรรมของบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ (ความสูงระหว่าง 68 ถึง 965 ก.ม. เป็นชั้นเชื่อมต่อระหว่างบรรยากาศที่เราหายใจกับอวกาศนอกโลก) บรรยากาศชั้นนี้กลายเป็นไอออน เนื่องจากการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์ และมีอุณหภูมิสูงขึ้นโดยลำดับ ที่ระดับความสูง 700-800 ก.ม. อุณหภูมิจะสูงกว่า 1,000 องศาเซลเซียส

ศูนย์การวิจัยนี้ตั้งอยู่ที่เมืองกาโกนา รัฐอลาสก้า ของสหรัฐ มหาวิทยาลัยแฟร์แบงก์อลาสก้าเป็นผู้รับวิจัย

เกิดข่าวลือกันว่าการทดลองนี้จะสามารถควบคุมโลกและภูมิอากาศได้ เช่น ก่อให้เกิดแผ่นดินไหว ฟ้าผ่า

 

นํ้าแข็งบนโลกหรือหิมะภาค ได้แก่ บรรดาหิมะ น้ำแข็ง และชั้นดินเยือกแข็งที่จับตัวบนพื้นผิวโลก โดยมากอยู่ในเขตละติจูดสูงโดยเฉพาะที่ขั้วโลก และยอดเขาสูงต่างๆ ตั้งแต่บริเวณศูนย์สูตร น้ำแข็งบนโลกนี้แสดงบทบาทสำคัญ 3 ประการได้แก่

ก) เป็นพื้นที่สะท้อนแสงอาทิตย์ ซึ่งมีผลต่อการไหลเวียนของบรรยากาศ

ข) เป็นตัวเชื่อมสำคัญของการป้อนกลับทางภูมิอากาศ เช่น น้ำแข็งในทะเลขั้วโลกเหนือที่ละลายเร็ว เปิดพื้นที่ที่เป็นน้ำดูดซับพลังแสงอาทิตย์มากขึ้น ป้อนกลับมาทำให้น้ำแข็งในทะเลยิ่งละลายเร็ว

ค) เป็นแหล่งสำรองน้ำจืดเกือบทั้งหมดของโลก ผู้คนจำนวนมากได้อาศัยการละลายของหิมะและน้ำแข็งนี้

ง) เป็นที่อยู่อาศัยของไม้พุ่ม สัตว์และผู้คนจำนวนหนึ่ง

สำหรับน้ำแข็งที่ขั้วโลกเหนือ มีอยู่ 3 ส่วนได้แก่ ทะเลน้ำแข็งในมหาสมุทรอาร์กติก พืดน้ำแข็งและธารน้ำแข็งในกรีนแลนด์ และชั้นดินเยือกแข็งในไซบีเรีย อลาสก้า และแคนาดาตอนเหนือ เป็นลักษณะภูมิศาสตร์สำคัญของขั้วโลกเหนือ

จะได้กล่าวถึงเป็นลำดับไป

 

1) ทะเลน้ำแข็ง

เป็นน้ำทะเลที่เย็นจนเป็นน้ำแข็ง เกิดขึ้นในมหาสมุทรอาร์กติก ซึ่งมีพื้นที่ 14 ล้าน ตร.ก.ม. (เล็กกว่ารัสเซียซึ่งมีพื้นที่กว่า 16 ล้าน ตร.กกม.) ล้อมรอบด้วยยูเรเซียและอเมริกาเหนือ ประกอบด้วยทะเลจำนวนมาก

รัสเซียมีชายฝั่งมหาสมุทรอาร์กติกยาวที่สุด ที่ไหล่ทวีปอาร์กติกใหญ่ที่สุด และมีท่าเรือที่ชายฝั่งมากที่สุด

รัสเซียถือว่าอาร์กติกเป็นเหมือนมหาสมุทรของตน

เป็นเส้นทางเดินเรือระหว่างยุโรปและเอเชีย ประกอบด้วยทะเลได้แก่ ทะเลแบเรนต์ ทะเลโบฟอร์ต และทะเลไซบีเรียตะวันออก

น้ำแข็งในทะเลเป็นตัวบ่งชี้สำคัญของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ ทำให้ประจักษ์ว่าโลกร้อนเกิดขึ้นเร็วกว่าที่คาดกันในแง่ดี

ภูมิอากาศขั้วโลกเหนือมีแนวโน้มเปลี่ยนจากที่ปกคลุมด้วยหิมะและน้ำแข็งไปสู่น้ำและฝน

 

2) พืดน้ำแข็งและธารน้ำแข็งในกรีนแลนด์

กรีนแลนด์เป็นเกาะใหญ่ที่สุดในโลก มีพืดน้ำแข็งปกคลุม 1.7 ล้าน ตร.ก.ม. คิดเป็นราวร้อยละ 80 ของแผ่นดินทั้งหมด

พืดนำแข็งนี้เกิดจากหิมะตกลงมาแต่ไม่ละลายเนื่องจากความหนาวเย็น จับตัวเป็นน้ำแข็งสะสมหนาขึ้นทุกที

ที่กรีนแลนด์หนาราว 2-3 ก.ม.

หิมะที่ตกลงมานี้นำเอาอากาศในครั้งนั้นๆ ติดมาด้วย ดึงดูดนักวิทยาศาสตร์ทั้งหลายนอกเหนือจากนักท่องเที่ยว เข้ามาขุดเจาะแท่งน้ำแข็งเพื่อศึกษาบรรยากาศโลกในสมัยโบราณ

สามารถใช้ศึกษาลักษณะบรรยากาศโลกย้อนหลังไปได้ถึง 110,000 ปี (แกนน้ำแข็งที่ขั้วโลกใต้ ย้อนเวลาไปได้ราว 750,000 ปี)

การศึกษาพืดน้ำแข็งที่กรีนแลนด์ยังเป็นข้อมูลรูปธรรมว่าในปัจจุบันน้ำแข็งที่นี่ละลายเร็วขึ้นอย่างไร

สรุปได้ว่าภูมิอากาศโลกในรอบแสนปีมานี้ค่อนข้างเสถียร ถึงแม้ว่าจะเกิดยุคน้ำแข็งอย่างเร็ว แต่ก็ไม่ฉับพลันเหมือนจากการกระทำของมนุษย์

 

3) ชั้นดินเยือกแข็งบนดินดอนเขตอาร์กติก

ปรากฏทั่วไปในไซบีเรีย แคนาดาตอนเหนือ อลาสก้า และกรีนแลนด์ กินเนื้อที่ราว 23 ล้าน ตร.ก.ม. (ดินแดนที่มีชั้นดินเยือกแข็งมากอีกแห่งได้แก่ที่ราบสูงทิเบต)

ชั้นดินนี้หนา-บางขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ตั้งแต่ไม่กี่เมตรจนถึงกว่าร้อยเมตร ที่อ่าวแฟร์แบงก์ของแคนาดามีความหนาราว 50 เมตร

ชั้นดินนี้ประกอบด้วยดิน หินและทรายที่ยึดตัวกันด้วยน้ำแข็ง มีอุณหภูมิจุดเยือกแข็งติดต่อกันอย่างน้อย 2 ปี

ชั้นดินเยือกแข็งมี 2 ชั้นใหญ่

ชั้นบนเป็นชั้นเคลื่อนไหว (Active Layer) หนาไม่มากระหว่าง 10-15 ซ.ม. ถึงหลายเมตร อุดมด้วยคาร์บอนจากสารอินทรีย์ เป็นซากพืชที่ตายจมอยู่ แต่เน่าเปื่อยไม่หมดเนื่องจากความหนาวเย็น ตอนหน้าร้อนน้ำแข็งจะละลาย และกลับแข็งตัวใหม่ในฤดูใบไม้ร่วง

ชั้นล่างเป็นดินประกอบด้วยแร่ธาตุต่างๆ เยือกแข็งคงตัวเนื่องจากดินชั้นบนช่วยปกคลุมไว้ รากไม้ไม่อาจแทงทะลุได้ จึงไม่มีไม้ใหญ่ขึ้นบริเวณนี้ มีแต่ไม้พุ่ม มอส และไลเคน ผู้คนอยู่อาศัยเบาบางในรัสเซียมากที่สุดราว 5.4 ล้านคน

การศึกษาชั้นดินเยือกแข็งยากลำบาก ต้องใช้นักวิทยาศาสตร์เข้าไปสำรวจถึงพื้นที่ ไม่สามารถอาศัยภาพถ่ายดาวเทียมเช่นเดียวกับการศึกษาทะเลน้ำแข็ง พืดน้ำแข็งและธารน้ำแข็งได้ ประมาณว่า ชั้นดินเยือกแข็งทั่วโลกเก็บกักก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และก๊าซเรือนกระจกอื่น ถึงราว 1,400 กิกะตัน เกือบสองเท่าของก๊าซสคาร์บอนไดออกไซด์ที่อยู่ในบรรยากาศปัจจุบัน

ที่น่าสนใจได้แก่ ชั้นดินเยือกแข็งยาโดมา (Yadoma) ที่เกิดนานตั้งแต่ยุค Pleistocene (มากกว่า 13,000 ปีมาแล้ว) มีสารอินทรีย์สูงราวร้อยละ 2 มีแบคทีเรียมาช่วยกินและปล่อยก๊าซมีเทนออกมาเป็นปริมาณมาก

ฉบับต่อไปจะกล่าวถึงภาวะฉุกเฉินทางภูมิอากาศที่ขั้วโลกเหนือ