“โลกจะเข้าสู่ยุคน้ำแข็งในอีก 11,000 ปีข้างหน้า”
ประวัติศาสตร์โลกที่เหมือนรถไฟเหาะตีลังกาจากความอบอุ่นกลายเป็นเย็นยะเยือก ในที่นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถค้นพบคำตอบว่าสิ่งใดที่ทำให้สภาพอากาศเกิดความผันผวนเช่นนี้ หากทุกอย่างเป็นปกติ เราจะเจอความหนาวเย็นในอนาคตอันใกล้นี้
เราหลายคนต่างเคยเรียนรู้มาว่าโลกมียุคน้ำแข็งมาแล้วกี่ครั้ง และครั้งล่าสุดก็เพิ่งเกิดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ โดยยังเป็นช่วงเวลาที่แมมมอธยังเดินอยู่บนโลก และเสือเขี้ยวดาบก็ยังออกล่าท่ามกลางหิมะ แต่อะไรเป็นตัวกระตุ้นเกิดยุคน้ำแข็งหรือสิ้นสุดยุคน้ำแข็งที่แท้จริงนั้นยังคงเป็นปริศนาและยากจะระบุได้
แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะสงสัยปัจจัยบางอย่างมาอย่างยาวนาน แต่ก็ยังคงไม่มีการยืนยันถึงเรื่องใดเป็นพิเศษ แต่งานวิจัยใหม่ที่เผยแพร่บนวารสาร Science เผยให้เห็นว่า ‘ยุคน้ำแข็งในอดีต’ เชื่อมโยงกับการโคจรและการเอียงของมุมต่าง ๆ ของโลก
ซึ่งนั่นทำให้เกิดการคาดการณ์ว่า หากสภาพอากาศยังเป็นปกติเหมือนอดีต โลกจะเจอกับยุคน้ำแข็งครั้งใหม่ในอีก 11,000 ปีข้างหน้า
“ความเชื่อมโยงระหว่างการะเปลีย่นแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ ในแกนเอียงและรูปทรงของวงโคจรกับการขึ้นและลงของแผ่นน้ำแข็งทวีป ถือเป็นปริศนาที่เก่าแก่ที่สุดอย่างหนึ่งในวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวกับสภาพอากาศ” สตีเฟน บาร์เกอร์ (Stephen Barker) นักวิทยาศาสตร์ด้านโลกจากมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ในสหราชอาณาจักร กล่าว
“ดังนั้นมันจึงถือเป็นช่องว่างในการทำความเข้าใจระบบภูมิอากาศพื้นฐาน การตระหนักรู้มากขึ้นเกี่ยวกับการทำงานของระบบภูมิอากาศแบบไดนามิกของโลกถือเป็นสิ่งสำคัญ หากเราหวังว่าจะสามารถคาดการณ์ได้ว่าภูมิอากาศอาจเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในอนาคต”
วงโคจรโลก
โดยทั่วไปแล้ววงโคจรของโลกที่เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์นั้นไม่ได้เป็นวงกลมที่สมบูรณ์แบบ แต่เป็นรูปร่างคลายวงรีซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกกันว่า ‘ความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจร’ (orbital eccentricity) โดยดวงอาทิตย์เป็นผู้ที่อยู่ตรงจุดศูนย์กลางของวงรีดังกล่าว
.
สิ่งนี้ทำให้ระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์เกิดการเปลี่ยนแปลงไปตลอดทั้งปี ไม่เพียงเท่านั้น ตำแหน่งของวงรีในอวกาศเองก็มีการเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อยในแต่ละวงโคจรซึ่งเรียกกันว่า ‘การหมุนควงของวงโคจร’ (orbital precession) และท้ายที่สุดแกนโลกที่เอียงก็เป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่เปลี่ยนไปเมื่อมีการโคจรรอบดวงอาทิตย์
ความสัมพันธ์เหล่านี้ส่งผลให้เกิดวัฏจักรของสภาพอากาศบนโลกที่อบอุ่นขึ้นและเย็นลงกลายเป็นฤดูกาลประจำปีในแต่ละพื้นที่ของโลก อย่างไรก็ตามเมื่อนักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบความเปลี่ยนแปลงบนโลก พวกเขาก็พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงใหญ่ ๆ เกิดขึ้นเป็นประจำประมาณทุก ๆ 20,000, 40,000, 100,000 และ 400,000 ปีซึ่งเรียกกันว่า ‘วัฏจักรมิลานโควิช’
“สภาพอากาศของโลกเป็นระบบที่เชื่อมโยงกันของกระบวนการที่ซับซ้อน ซึ่งทั้งหมดทำงานร่วมกันเพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงที่เราสังเกตเห็น” บาร์เกอร์ กล่าว “การสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในช่วงเวลาที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรน้ำแข็งต้องใช้พลังประมวลผลจำนวนมาก นอกจากนี้กระบวนการเหล่านี้ยังวัดปริมาณและสร้างแบบจำลองอย่างอิสระได้ยากอีกด้วย”
โดยเฉพาะในช่วงยุคน้ำแข็ง 800,000 ปีที่ผ่านมา ยุคน้ำแข็งบนโลกนั้นสิ้นสุดลงทุก ๆ 100,000 ปีและนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถหาสาเหตุของวัฏจักรเหล่านี้ได้ ทีมวิจัยใหม่จึงลองหาคำตอบ บาร์เกอร์และเพื่อนร่วมงานได้ศึกษาอัตราส่วนไอโซโทปออกซิเจนในทะเลลึกตลอด 800,000 ปีที่ผ่านมา
ไอโซโทปออกซิเจนเหล่านี้ถูกเก็บรักษาไว้ในฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในทะเลที่มีชื่อว่า ฟอรามินิเฟอรา (foraminifera) ซึ่งเป็นตัวชี้วัดสำคัญในการศึกษายุคน้ำแข็งในอดีตของโลก ด้วยข้อมูลเหล่านี้พวกเขาสามารถเปรียบเทียบลักษณะเฉพาะเกี่ยวกับวงโคจรของโลกได้ และผลลัพธ์ก็น่าทึ่ง
การละลายของแผ่นน้ำแข็งหรือก็คือการสิ้นสุดของยุคน้ำแข็งตามธรรมชาตินั้นดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดกับความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนตัวของโลกและเอียงของโลก ซึ่งการเอียงเพียงอย่างเดียวก็สามารถทำให้เกิดยุคน้ำแข็งได้แล้ว นักวิจัยกล่าวว่าสิ่งนี้สามารถอธิบายวัฏจักร 100,000 ปีได้อย่างชัดเจน
“ผมตื่นเต้นมากเมื่อได้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างระยะการโคจรและรูปร่างของเส้นโค้งสภาพอากาศตลอดช่วงการเปลี่ยนผ่านที่รู้จักกันดีเหล่านี้” บาร์เกอร์กล่าว “เส้นโค้งที่เรากำลังดูอยู่นั้นมีมาเป็นทศวรรษแล้ว และมีคนดูเป็นพัน ๆ ครั้ง แต่ความสัมพันธ์เหล่านั้นกลับถูกแอบซ่อนเอาไว้เกือบทั้งหมดในก่อนหน้านี้”
ก๊าซเรือนกระจกและยุคน้ำแข็ง
การค้นพบเหล่านี้หมายความว่าในตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างเครื่องมือการทำนายยุคน้ำแข็งในอนาคตได้แม่นยำขึ้นเนื่องจากพวกเขาพบปัจจัยสาเหตุที่ทำให้เกิดความหนาวเย็น
โดยเน้นย้ำว่าหากสภาพอากาศยังคงเป็นปกติเหมือน 100,000 ปีที่ผ่านมา (โดยไม่มีกิจกรรมมนุษย์มาเกี่ยวข้อง) โลกจะพบกับยุคน้ำแข็งครั้งต่อไปในอีก 11,000 ปีข้างหน้าตามการคำนวณ อย่างไรก็ตามมนุษย์ได้ปล่อยก๊าซเรือนกระจกจำนวนมาก มันจึงเป็นไปได้อย่างยิ่งว่าอนาคตอาจเปลี่ยนไป
“ตามรายงานล่าสุดของ IPCC (คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ) มนุษย์ได้เริ่มเปลี่ยนแปลงวิถีของสภาพอากาศไปจากวิถีธรรมชาติแล้วด้วยการปล่อยก๊าซเรือนกระจก” บาร์เกอร์ กล่าว
ขณะที่ผู้เชี่ยวชาญคนอื่น ๆ ให้ความเห็นเสริมว่า “การเปลี่ยนแปลงไปสู่ยุคน้ำแข็งในอีก 10,000 ปีข้างหน้านั้นไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ เนื่องจากมนุษย์ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศไปแล้ว ซึ่งได้เปลี่ยนทิศทางสภาพอากาศไปจากวิถีธรรมชาติแล้ว โดยส่งผลกระทบระยะยาวในอนาคต” ดร. เกรกอร์ คนอร์ (Gregor Knorr) จากสถาบันอัลเฟรด เวเกเนอร์และผู้เขียนร่วมของการศึกษา
บาร์เกอร์กล่าวว่าจุดประสงค์ของการศึกษาวิจัยครั้งนี้ และการวิจัยในอนาคตคือการสร้างภาพรวมว่าสภาพอากาศจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในอีก 10,000 ปีถึง 20,000 ปีข้างหน้า ‘หากไม่มีกิจกรรมของมนุษย์เกิดขึ้น’
“เราเชื่อว่าเพื่อให้เข้าใจถึงขนาดที่แท้จริงของการเปลี่ยนแปลงในอนาคตได้อย่างเต็มที่ จำเป็นต้องเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้กับสิ่งที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต ภายใต้สมมติฐานที่ปราศจากอิทธิพลของมนุษย์”
“ดังนั้น เราจึงหวังว่าจะสร้างการคาดการณ์ที่ดีขึ้นเกี่ยวกับความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศตามธรรมชาติในอนาคต เพื่อวัดอิทธิพลของมนุษย์ที่อาจเกิดขึ้นได้ในสหัสวรรษหน้า”
สืบค้นและเรียบเรียง : วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
อ่านเพิ่มเติม : ยุคน้ำแข็งน้อย เมื่อราว 400 ปีก่อน คนรอดจากความหนาวสุดโหดอย่างไร
