วิกฤติศตวรรษที่21

อนุช อาภาภิรม

 

วิกฤตินิเวศ

เมื่อภูมิอากาศแปรปรวน (25)

 

กระแสน้ำในมหาสมุทร

: ความรู้ที่ต้องเติมเต็ม

นํ้าในมหาสมุทรมีการเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา ที่เรามองเห็นในรูปของคลื่นและน้ำขึ้นน้ำลงเป็นต้น ทำให้มหาสมุทรโอบอุ้มชีวิตไว้มหาศาล เลี้ยงดูสัตว์ทะเล นำสารอาหารและอาหารไปยังสิ่งมีชีวิตที่อยู่ประจำที่ (เช่น ปะการัง) นำเอาไข่และตัวอ่อนสัตว์ทะเลไปยังพื้นที่ใหม่

สร้างออกซิเจนมากกว่าครึ่งหนึ่งที่เราใช้หายใจ ช่วยควบคุมภูมิอากาศ และปรับอุณหภูมิของโลก

สร้างระบบนิเวศที่หลากหลาย ทำให้โลกนี้มีชีวิตอย่างที่เป็นอยู่ ในปัจจุบันที่การเป็นเมืองขยายตัว ประชากรมนุษย์ราวร้อยละ 40 ตั้งถิ่นฐานห่างจากชายฝั่งทะเลไม่เกิน 100 ก.ม. เมืองใหญ่ที่สุด 10 อันดับของโลก เกือบทั้งหมดตั้งอยู่ที่ชายฝั่งทะเล

กระแสน้ำในมหาสมุทรเกิดจากเหตุปัจจัยทางฟิสิกส์-เคมี ได้แก่

ก) กระแสลมที่มาจากพลังงานแสงอาทิตย์ ลมนี้พัดอย่างสม่ำเสมอ มีความเร็วปานกลางระหว่าง 16-24 กิโลเมตร/ชั่วโมง มีทิศทางที่แน่นอน เรียกว่าลมค้า เนื่องจากการใช้ประโยชน์ในการค้าสมัยโบราณที่ยังใช้เรือสำเภา ในเขตซีกโลกเหนือ พัดจากตะวันออกเฉียงเหนือ ส่วนในเขตซีกโลกใต้ พัดจากตะวันออกเฉียงใต้ไปยังบริเวณเส้นศูนย์สูตร

ข) การหมุนรอบตัวเองของโลก เกิดแรงคอริออลิส (Coriolis Force ใช้ตามราชบัณฑิต สำนักอื่นนิยมใช้โคริออลิส) ทำให้ลมทางซีกโลกเหนือเบี่ยงไปทางขวา มุ่งไปขั้วโลกเหนือ ซีกโลกใต้เบี่ยงไปทางซ้าย มุ่งไปขั้วโลกใต้ แรงคอลิออลิสนี้มีอิทธิพลต่อกระแสลมไม่มากในบริเวณเส้นศูนย์สูตร แต่มีอิทธิพลสูงขึ้นโดยลำดับในละติจูดสูงขึ้นไปใกล้ขั้วโลก

ค) คุณสมบัติของน้ำ ที่สำคัญคือความหนาแน่นของน้ำ น้ำที่อุ่นมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่เย็น และน้ำที่เค็มมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำจืด น้ำที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรได้รับพลังงานแสงอาทิตย์มากมีอุณหภูมิสูง มีความหนาแน่นน้อยจะลอยอยู่ผิวน้ำ กระแสลมและแรงคอลิออลิสจะพัดน้ำที่อุ่นนี้ขึ้นไปทางขั้วโลก เกิดกระแสน้ำมหาสมุทรบริเวณผิวน้ำ เป็นกระแสน้ำอุ่น เคลื่อนที่ได้เร็วกว่า เนื่องจากมีแรงต้านทานน้อย เมื่อถึงบริเวณขั้วโลกโดยเฉพาะขั้วโลกเหนือ ที่น้ำเย็นมีความหนาแน่นสูง บางแห่งเย็นจัดจนกลายเป็นน้ำแข็ง ทำให้น้ำทะเลบริเวณนี้เค็มกว่าที่อื่น มีความหนาแน่นสูงเช่นกัน จึงจมลงสู่ใต้ผิวน้ำ เกิดเป็นกระแสน้ำเย็นใต้สมุทรที่มีความเร็วน้อยกว่า ไหลลงไปบริเวณเส้นศูนย์สูตรเพื่อแทนน้ำอุ่นที่ไหลไปบริเวณขั้วโลก

ยังมีเหตุปัจจัยอื่นที่มีผลต่อกระแสน้ำในมหาสมุทร ได้แก่ แรงดึงดูดจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ เกิดน้ำขึ้นน้ำลงประจำวัน แต่เป็นกระแสน้ำชายฝั่งเดินทางระยะสั้น เมื่อเทียบกระแสน้ำในมหาสมุทรเดินทางระยะไกลรอบมหาสมุทร

นอกจากนี้ รูปทรงของชายฝั่งและพื้นทะเล ก็มีผลต่อเส้นทางและความเร็วของกระแสน้ำมหาสมุทร

 

มีการตั้งชื่อกระแสน้ำในมหาสมุทรเป็นประการต่างๆ เช่น “สายพานลำเลียงใหญ่แห่งมหาสมุทร” เน้นบทบาทของกระแสน้ำที่เป็นเหมือนสายพานลำเลียงส่งน้ำไปทั่วมหาสมุทร เกิดการแลกเปลี่ยนทางอุณหภูมิ สารอาหาร สารเคมี และก๊าซต่างๆ ทำให้กิจกรรมของธรรมชาติทางทะเลดำเนินไปได้ต่อเนื่อง คล้ายสายพานลำเลียงในโรงงาน หรือ “การไหลเวียนของเทอร์โมฮาไลน์” ที่เน้นว่ากระแสน้ำนี้เกิดจากความร้อนและความเค็มของน้ำที่ต่างกัน

กระแสน้ำใหญ่ในมหาสมุทรที่ยอมรับกันมีอยู่ 5 แห่งด้วยกัน เป็นวงเวียนมหาสมุทร (Ocean Gyre) ทั้ง 5 วง ได้แก่ กระแสน้ำแอตแลนติกเหนือและแอตแลนติกใต้ กระแสน้ำแปซิฟิกเหนือและแปซิฟิกไต้ และกระแสน้ำมหาสมุทรอินเดีย

ทำหน้าที่ผสมน้ำในมหาสมุทรทั้งหลายเข้าด้วยกันทำให้อุณหภูมิของโลกค่อนข้างคงตัวมานับหมื่นปี

เดือนมกราคมปี 1992 ได้เกิดอุบัติเหตุทางทะเลเล็กๆ เมื่อเรือบรรทุกสินค้าที่ออกจากฮ่องกงมุ่งสู่เมืองทาโคมา ของรัฐวอชิงตัน สหรัฐ ต้องเผชิญกับพายุฝนรุนแรงบริเวณแปซิฟิกเหนือ จนตู้สินค้าพลัดตกน้ำหลายตู้ หนึ่งในนั้นบรรทุกตุ๊กตาลอยน้ำมีรูปเป็ดสีเหลือง เป็นต้น จำนวนเกือบ 29,000 ชิ้นพลัดตกทะเล

ตุ๊กตาลอยน้ำได้ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ มีนักสมุทรศาสตร์บางคนใช้โอกาสนี้ในการศึกษากระแสน้ำและทำนายว่าตุ๊กตาลอยน้ำเหล่านี้จะลอยไปที่ใดบ้าง

พบว่าในสิบเดือนมีตุ๊กตาเป็ดลอยไปเกยหาดที่อลาสก้า ห่างจากที่เกิดเหตุไปราว 3,200 กิโลเมตร จากนั้นลอยผ่านช่องแคบเบริ่งเข้าสู่มหาสมุทรแอตแลนติก

ในปี 2007 พบตุ๊กตาเป็ดจำนวนหนึ่งไปขึ้นฝั่งที่อังกฤษ

การเดินทางของตุ๊กตาลอยน้ำเหล่านี้ เป็นที่จับใจผู้คนจำนวนมากในโลก

 

การศึกษากระแสน้ำในมหาสมุทรที่เป็นข่าวใหญ่ และชวนตระหนก สะท้อนมลพิษทางทะเลที่นอกเหนือจากภาวะโลกร้อนใน 2 มหาสมุทรได้แก่

ก) แผ่นขยะใหญ่แปซิฟิก (The Great Pacific Garbage Patch) แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ แผ่นขยะแปซิฟิกตะวันตก อยู่ใกล้กับญี่ปุ่น และแผ่นขยะแปซิฟิกตะวันออกที่มีขนาดใหญ่มากที่สุด อยู่ระหว่างสหรัฐกับหมู่เกาะฮาวาย

ทั้งสองส่วนบางทีเรียกว่า “ขยะวนแปซิฟิก” อยู่ในวงเวียนมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ ระหว่างชายฝั่งทวีปอเมริกาเหนือกับญี่ปุ่น บริเวณศูนย์กลางของวงเวียนมหาสมุทรนี้ค่อนข้างสงบ ทำให้ขยะทั้งหลายพากันมารวมตัวอยู่ที่นี้

การที่เกิดขยะปริมาณมาก เนื่องจากขยะเกือบทั้งหมดเป็นพลาสติกไม่ย่อยสลาย เพียงแตกออกเป็นชั้นเล็กลงทุกที

เมื่อมองจากอวกาศ แผ่นขยะนี้ดูเหมือนน้ำซุปข้น บริเวณท้องทะเลที่อยู่ใต้แผ่นขยะ น่าจะเต็มไปด้วยขยะ เพราะประมาณว่าร้อยละ 70 ของขยะจมลงสู่พื้นมหาสมุทร

ขยะพลาสติกในมหาสมุทรนี้ร้อยละ 80 มาจากแผ่นดิน อีกร้อยละ 20 จากกิจกรรมของมนุษย์ในทะเล เช่น แห อวน การกำจัดขยะก็ไม่ใช่ง่ายเพราะว่ามีปริมาณมาก บางส่วนลอยบนผิวน้ำ บางส่วนจมลงไปเล็กน้อย

แผ่นขยะนี้ส่งผลกระทบต่อชีวิตและห่วงโซ่อาหารทางทะเลอย่างลึกซึ้ง เป็นสัญญาณความตายของมหาสมุทร

 

ข)แถบสาหร่ายในแอตแลนติก ในปี 2018 มีสาหร่ายทะเลสีน้ำตาลจำนวนมากขึ้นมาปกคลุมชายหาดทะเลแคริบเบียน เกิดการเน่าเหม็นดึงดูดเหล่าแมลงและขับนักท่องเที่ยวออกไป มีคณะนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาปรากฏการณ์สาหร่ายทะเลโตสะพรั่ง โดยใช้ภาพถ่ายดาวเทียมย้อนหลังไปและการสำรวจโดยตรง พบว่าปรากฏการณ์นี้เริ่มต้นตั้งแต่ปี 2011

เป็นแถบสาหร่ายขนาดใหญ่ ไม่ได้ต่อกันเป็นแผ่นเดียว จากชายฝั่งตะวันตกของแอฟริกาไปจนถึงอ่าวเม็กซิโก เป็นแถบสาหร่ายใหญ่ที่สุดตั้งแต่เคยตรวจพบ เรียกว่า “แถบสาหร่ายใหญ่แอตแลนติก” (The Great Atlantic Sargassum Belt) ได้กลายเป็นปรากฏการณ์ประจำปี เกิดขึ้นในทุกฤดูร้อนนับแต่ปี 2011 เป็นต้นมา ในเดือนมิถุนายน 2018 ที่มีสาหร่ายหนามากที่สุด ประมาณขั้นต่ำว่ามีมวลถึง 22 ล้านตัน

สันนิษฐานว่าเหตุปัจจัยเกิดจาก

1) ปริมาณที่มากของน้ำจากแม่น้ำแอมะซอน

2) น้ำผุดที่นำสารอาหารขึ้นมาที่บริเวณชายฝั่งแอฟริกาตะวันตก

3) อุณหภูมิค่อนข้างอุ่น

และ 4) สาหร่ายที่คงพันธุ์อยู่ เมื่อได้ปัจจัยที่เหมาะสมก็เจริญเติบใหญ่ขึ้น

(ดูบทรายงานของ Ed Yong ชื่อ Why wave of seaweed have been smothering Caribbean beaches ใน theatlantic.com 05/07/2019)

อนึ่ง การศึกษาเรื่องกระแสน้ำในมหาสมุทรระยะหลัง ได้มีนักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่งเห็นว่าควรจะได้สนใจมิติทางชีวิตเพิ่มขึ้น ได้แก่ การเคลื่อนที่ของสัตว์ทะเลจำนวนมาก โดยเฉพาะจากการว่ายของแมงกะพรุนที่เพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็ว เนื่องจากภาวะโลกร้อนไปจนถึงการจับปลามากเกินไป อาจมีผลกระทบต่อกระแสน้ำและการผสมน้ำในมหาสมุทรได้ เป็นแบบ “ผลกระทบของปีกผีเสื้อ”

ความรู้เรื่องกระแสน้ำในมหาสมุทรของมนุษย์ยังต้องมีการเพิ่มเติมอีกมาก ทั้งที่รู้แล้วและยังไม่รู้

ฉบับต่อไปจะกล่าวถึงคลื่นความร้อนในมหาสมุทร กระแสน้ำแอตแลนติกเหนือ และการตายหมู่ของปะการัง