ปรากฏการณ์ทะเลกรด เกิดขึ้นได้อย่างไร และในอนาคตมีแนวโน้มเป็นอย่างไร

ปรากฏการณ์ทะเลกรด (Ocean Acidification)

ในปัจจุบันการเกิด ปรากฏการณ์ทะเลกรด เพิ่มขึ้นในอัตราที่เร็วกว่าช่วงที่ผ่านมา และเริ่มส่งผลกระทบที่ชัดเจนมากขึ้น

ปรากฏการณ์ทะเลกรด (Ocean Acidification) คือ ค่าความเป็นกรด-ด่าง หรือ ค่า pH ของน้ำทะเลในมหาสมุทรทั่วโลกลดลงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งโดยปกติแล้ว น้ำทะเลมีค่า pH อยู่ที่ราว 8.1 แต่เนื่องปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide) ในชั้นบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่ช่วงปลายศตวรรษที่สิบแปดเป็นต้นมา กำลังส่งผลให้มหาสมุทรดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide) จากชั้นบรรยากาศมากขึ้นอีกหลายเท่าตัว และนำไปสู่ “สภาวะการเป็นกรดเพิ่มขึ้นของน้ำในมหาสมุทรทั่วโลก”

ค่าความเป็นกรด-ด่าง หรือ ค่า pH

  • มากกว่า 7 เป็นด่าง (Basic/Alkaline)
  • 7 คือ เป็นกลาง (Neutral)
  • ต่ำกว่า 7 เป็นกรด (Acidic)
ปรากฏการณ์ทะเลกรด, มหาสมุทร, ทะเล, สิ่งมีชีวิตในทะเล
ในระบบนิเวศทางทะเล สิ่งมีชีวิตต่างๆ ต้องรักษาดุลยภาพของร่างกายให้เหมาะสมต่อสภาพแวดล้อมในทะเล การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ ไม่ว่าจะเป็นอุณหภูมิของน้ำ ความเป็นกรด-เบส หรือความเค็มของน้ำ ล้วนส่งผลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในทะเล

การเกิดปรากฏการณ์ทะเลกรด

ปรากฏการณ์ทะเลกรด เกิดจากมหาสมุทรดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ปริมาณมหาศาลจากชั้นบรรยากาศโลก ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำทะเล (H2O) เกิดเป็นกรดคาร์บอนิก (H2CO3) ซึ่งเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลให้ไฮโดรเจนไอออน (H+) ในน้ำทะเลเพิ่มสูงขึ้น และค่า pH ของมหาสมุทรมีความเป็นกรดมากขึ้น

ในธรรมชาติ กระบวนการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศเป็นส่วนหนึ่งใน “วัฏจักรคาร์บอน” (Carbon Cycle) โดยมหาสมุทรทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนที่สำคัญ และยังช่วยควบคุมปริมาณของคาร์บอนในชั้นบรรยากาศโลกอีกด้วย

การดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมหาศาลก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่อสภาวะความเป็นกรด-ด่างของน้ำในมหาสมุทร แต่อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงมักเกิดขึ้นอย่างช้า ๆ โดยกินเวลานับแสนปี ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ยาวนานเพียงพอสำหรับสิ่งมีชีวิตในท้องทะเลสามารถปรับตัว หรือวิวัฒน์มีชีวิตรอดภายใต้สภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปนี้ได้

ดังนั้น การเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศโลกช่วงระยะเวลากว่า 200 ปีที่ผ่านมานี้ ไม่สามารถปฏิเสธได้เลยว่า มนุษย์ไม่ได้เป็นตัวการที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว ตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม (Industrial Revolution) ในช่วงปลายศตวรรษที่สิบแปดเป็นต้นมา กิจกรรมของมนุษย์ปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้นกว่า 4 แสนล้านตัน จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil Fuels) ในปริมาณมหาศาล และการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน (Land Use Conversion) ซึ่งนำไปสู่การตัดไม้ทำลายป่าเป็นบริเวณกว้าง

ผลกระทบและอนาคต

ในแต่ละปี มหาสมุทรทำการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกปลดปล่อยออกมาเพิ่มขึ้นราวร้อยละ 25 แต่ในช่วงระยะเวลากว่า 200 ปีที่ผ่านมา อัตราการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ของมหาสมุทรเพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 30 และถึงแม้ ค่า pH ของน้ำทะเลที่พื้นผิวมหาสมุทรจะลดลงเพียง 0.1 หน่วย นับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม ในช่วงปี 1760 เป็นต้นมา แต่การลดลง 0.1 หน่วย ที่อาจดูเหมือนเป็นเพียงการเปลี่ยนแปลงอันเล็กน้อย แต่ในความเป็นจริงแล้ว 0.1 หน่วยที่ลดลง หมายถึง ค่าความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นของน้ำทะเลทั่วโลกถึงร้อยละ 28

ปรากฏการณ์ทะเลกรดที่กำลังดำเนินไปอย่างต่อเนื่องในเวลานี้ กำลังส่งผลกระทบโดยตรงต่อสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทร ปริมาณของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายอยู่ในน้ำทะเลที่มากขึ้น กำลังส่งผลให้ปริมาณคาร์บอเนตไอออนในมหาสมุทรลดลง ทำให้การเกิดแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่สำคัญต่อการสร้างเปลือกแข็ง และโครสร้างแข็งภายนอกของสัตว์ทะเลหลายชนิดลดลงเช่นเดียวกัน ปรากฏการณ์ทะเลกรดกำลังทำให้สัตว์ทะเลหลากหลายสายพันธุ์ ไม่ว่าจะเป็น หอย กุ้ง เม่นทะเล หรือแม้แต่ปะการัง ไม่สามารถสร้างและบำรุงรักษาเปลือกและโครงสร้างแข็งภายนอกของตนได้ รวมไปถึงสิ่งมีชีวิตมากมายในมหาสมุทรทั่วโลกกำลังอ่อนแอลงและเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์

ปรากฏการณ์ทะเลกรดกำลังทำลายสมดุลของระบบนิเวศทางทะเล ซึ่งไม่เพียงส่งผลกระทบโดยตรงต่อสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรหรือระบบนิเวศชายฝั่งเท่านั้น แต่กำลังส่งผลกระทบอย่างต่อเนื่องต่อความเป็นอยู่ของมนุษย์ โดยเฉพาะด้านความมั่นคงทางอาหาร (Food Security) เนื่องจากทุกวันนี้ มีประชากรมากกว่า 2 พันล้านคนทั่วโลก อาศัยอาหารจากมหาสมุทรในการดำรงชีวิตและเป็นแหล่งโปรตีนหลักของพวกเขา

ในอนาคตอีกราว 30 ปีข้างหน้า (ปี 2050)  นักวิทยาศาสตร์ทำนายว่าร้อยละ 86 ของน้ำในมหาสมุทรทั่วโลกจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นและมีความเป็นกรดเพิ่มมากขึ้น และเมื่อถึงปี 2100 ค่า pH ของน้ำทะเลที่พื้นผิวมหาสมุทรอาจลดต่ำลงกว่า 7.8 ซึ่งอาจทำให้มหาสมุทรมีภาวะความเป็นกรดสูงสุดเป็นประวัติการณ์ในรอบ 20 ล้านปี นอกจากนี้ ในพื้นที่อ่อนไหว เช่น มหาสมุทรอาร์กติก (Arctic Ocean) การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอาจรุนแรงกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ไว้อีกหลายเท่าตัว เพราะโครงสร้างทางระบบนิเวศที่ไม่สลับซับซ้อน ความอ่อนแอของสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่ง อาจนำไปสู่การสูญเสียสมดุลของธรรมชาติอย่างสิ้นเชิง และอาจรุนแรงถึงขั้นนำไปสู่การสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตบางชนิด

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

National Geographic – https://www.nationalgeographic.com/environment/oceans/critical-issues-ocean-acidification/

National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) – https://www.noaa.gov/education/resource-collections/ocean-coasts-education-resources/ocean-acidification

United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO) – https://en.unesco.org/ocean-acidification

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ – https://www2.mtec.or.th/th/e-magazine/admin/upload/303_12.pdf


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ: สัตว์ในมหาสมุทรกำลังขาดอากาศหายใจเพราะสภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลง

สภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลง
ปลากระโทงสีน้ำเงินว่ายอยู่ในทะเลคอร์เตส บริเวณคาบสมุทรบาฮากาลิฟอร์เนีย ปลากระโทงเป็นหนึ่งในบรรดาปลาที่ว่ายขึ้นสู่ผิวน้ำของมหาสมุทรเพราะหนีเขตออกซิเจนต่ำที่อยู่เบื้องล่าง

เรื่องแนะนำ

วัฏจักรคาร์บอน (Carbon Cycle)

คาร์บอนเป็นธาตุพื้นฐานในทุกสิ่งมีชีวิตที่อุบัติขึ้นบนโลกใบนี้ วัฏจักรคาร์บอน จึงเป็นส่วหนึ่งที่ช่วยขับเคลื่อนชีวิตให้สามารถดำรงอยู่ได้ และมีวิวัฒนาการมากมายอย่างเช่นทุกวันนี้ วัฏจักรคาร์บอน (Carbon Cycle) คือ การหมุนเวียนหรือการแลกเปลี่ยนธาตุคาร์บอน (Carbon) ในสถานะต่าง ๆ ระหว่างดิน หิน แหล่งน้ำ ชั้นบรรยากาศ และสิ่งมีชีวิต ซึ่งนับเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอน (Reservoir) ที่สำคัญของโลก วัฏจักรคาร์บอนจึงหมายถึงการหมุนเวียนของธาตุและสารประกอบคาร์บอน ทั้งที่อยู่ในสถานะของแข็ง ของเหลว และก๊าซ และยังหมายถึงการเปลี่ยนถ่ายคาร์บอนระหว่างแหล่งกักเก็บต่าง ๆ ผ่านกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตและการเปลี่ยนแปลงของโลก เช่น กระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช การย่อยสลายของจุลินทรีย์ หรือแม้แต่การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก เนื่องจากโลกเป็นระบบปิด (Closed System) สสารต่าง ๆ จึงไม่สามารถถ่ายเทออกสู่ภายนอกระบบได้ ดังนั้น ปริมาณของคาร์บอนทั้งหมดบนโลกจึงไม่เคยเปลี่ยนแปลงมาก่อน มีเพียงการหมุนเวียนและเปลี่ยนถ่ายของคาร์บอนในสถานะต่าง ๆ ระหว่างแหล่งกักเก็บที่สำคัญเหล่านี้เท่านั้น การหมุนเวียนคาร์บอนในแหล่งกักที่สำคัญของโลก สามารถจำแนกออกเป็น 4 ระบบ ดังนี้ 1. คาร์บอนในชั้นบรรยากาศ หมายถึง คาร์บอนในสถานะก๊าซ โดยเฉพาะก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon Dioxide) ที่นับเป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญของบรรยากาศโลก […]

พบฟอสซิลมนุษย์นอกทวีปแอฟริกาที่เก่าแก่ที่สุด

พบฟอสซิลมนุษย์นอกทวีปแอฟริกาที่เก่าแก่ที่สุด บางส่วนของฟอสซิลขากรรไกรบนที่ยังคงมีฟันติดอยู่ซึ่งถูกพบในอิสราเอลนั้น ชี้ให้เห็นว่าแท้จริงแล้วการอพยพเดินเท้าออกจากทวีปแอฟริกาอาจเกิดขึ้นเร็วกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยคาดการณ์ไว้ การค้นพบครั้งนี้ยังเป็นหลักฐานสำคัญที่ชี้ว่าสายพันธุ์มนุษย์ของเรานั้นมีวิถีชีวิตที่ทับซ้อนกับสายพันธุ์มนุษย์ผู้เป็นญาติอย่าง มนุษย์นีแอนเดอร์ทัล บนพื้นที่ลิแวนต์ (บริเวณเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออก ปัจจุบันคือพื้นที่ของประเทศจอร์แดน เลบานอน อิสราเอล ดินแดนปาเลสไตน์ และซีเรีย) ก่อนหน้านี้ ข้อมูลจากฟอสซิลชิ้นก่อนๆ ที่ถูกค้นพบชี้ว่าบรรพบรุษของเรา มนุษย์สายพันธุ์โฮโมเซเปียนส์ ปรากฏขึ้นบริเวณพื้นที่ทางตะวันออกของทวีปแอฟริกาเมื่อราวๆ 200,000 ปีก่อน แต่การอพยพครั้งใหญ่ออกจากบ้านเกิดนั้นเพิ่งจะเกิดขึ้นราว 50,000 – 60,000 ปีก่อน ในขณะที่หลักฐานจากฟอสซิลชี้ว่าการอพยพกลุ่มเล็กๆ ของมนุษย์โฮโมเซเปียนส์นั้นน่าจะย้อนกลับไปได้ราว 120,000 ปีที่ผ่านมา จนเมื่อเดือนมิถุนายน ปีที่ผ่านมา ทีมนักวิจัยที่สำรวจฟอสซิลจากถ้ำจีเบล อีร์ฮูด (Jebel Irhoud) ในประเทศโมร็อกโกค้นพบหลักฐานบางอย่างที่ก่อให้เกิดการถกเถียงครั้งใหม่เกี่ยวกับทฤษฎีการอพยพของบรรพบรุษมนุษย์ พวกเขาระบุว่าการปรากฏตัวขึ้นของมนุษย์สายพันธุ์โฮโมเซเปียนส์แท้จริงน่าจะย้อนไปไกลได้ถึง 350,000 ปีก่อนด้วยซ้ำ ผลการค้นพบใหม่นี้ถูกเผยแพร่ลงยังวารสาร Science ชี้ว่ากลุ่มมนุษย์สายพันธุ์โฮโมเซเปียนส์น่าจะอพยพเข้าสู่ผืนทวีปยูเรเซียเร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้ นั่นคือราว 180,000 ปีก่อน (พอล ซาโลเพก ออกเดินเท้าตามรอยบรรพบรุษของเราจากแอฟริกา มาดูกันว่าเขาพบอะไรบ้างระหว่างทาง) “มันเป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้นมากครับ บรรพบรุษของเราออกจากแอฟริกาเร็วกว่าที่เคยคิดไว้” Darren Curnoe ผู้เชี่ยวชาญด้านการกำเนิดมนุษย์จากมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์ ในนครซิดนีย์ ของออสเตรเลียกล่าว “การค้นพบเมื่อปีที่ผ่านมาช่วยฉายภาพใหม่ๆ […]