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

วิทยาศาสตร์ว่าด้วย ความเจ็บปวด

วิทยาศาสตร์ว่าด้วยความเจ็บปวด: ความสามารถในการรู้สึกเจ็บปวดเป็นหนึ่งในของขวัญที่ธรรมชาติมอบแก่มนุษยชาติและสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรสัตว์  เราวิวัฒน์ขึ้นมาให้รู้สึกเจ็บปวดเพราะความเจ็บปวด ทำหน้าที่เป็นระบบเตือนภัยอันเป็นกุญแจสำคัญในการเอาตัวรอด ถึงกระนั้น ความเจ็บปวดก็ไม่เคยเป็นที่พึงปรารถนา นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามค้นหาวิธีใหม่ๆ ในการจัดการหรือบรรเทาความเจ็บปวด

13 สิ่งที่ทำให้กำเนิดชีวิตขึ้นบนโลก

13 สิ่งที่ทำให้กำเนิดชีวิตขึ้นบนโลก โลกเป็นดาวเคราะห์ซึ่งมีความพร้อมและอยู่ในที่อันเหมาะสมในระบบสุริยะและดาราจักรสำหรับรองรับชีวิตชนิดที่เรารู้จัก โลกของเราเป็นผลผลิตของการก่อสร้างระดับจักรวาลยาวนานราว 4,600 ล้านปี และเต็มไปด้วยชีวิตเพราะสภาพหลายอย่างเป็นใจ จากองค์ประกอบทางเคมีในแก่นโลกที่เหมาะสมที่สุดไปจนถึงระยะที่ปลอดภัยจากหลุมดำซึ่งซ่อนอยู่ ณ ใจกลางดาราจักรของเรา จุดเริ่มต้นจากหินประหลาดก้อนหนึ่ง 1.ดาวเคราะห์ของเรานำคาร์บอนหมุนเวียนกลับมาใหม่ตลอดเวลา คาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในบรรดาแก๊สเรือนกระจกที่กักความร้อนและรักษาพื้นผิวโลกให้อบอุ่นพอต่อการเอื้อแก่ชีวิต ต่างจากพื้นผิวที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงของดาวศุกร์และดาวอังคารที่เพียงแค่เก็บคาร์บอนไว้ในอากาศและหิน แต่สำหรับโลกเป็นเวลาหลายล้านปีมาแล้วที่โลกหมุนเวียนธาตุสำคัญธาตุนี้อย่างมีพลวัตสู่อากาศ พื้นดินและทะเล ด้วยความเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นตลอดเวลาจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก 2.เรามีชั้นโอโซนคอยกั้นรังสีมรณะ สิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์คล้ายพืชในมหาสมุทรช่วยเติมออกซิเจนในบรรยากาศ และสร้างชั้นโอโซนในระดับสูงที่ปกป้องชนิดพันธุ์สัตว์บกรุ่นแรกๆ จากรังสีมรณะ 3.เรามีดวงจันทร์ขนาดใหญ่ช่วยบังคับแกนโลกให้ไม่ส่ายมาก แกนโลกมีความเอียงเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ และหมุนด้วยอาการส่ายไปส่ายมาเล็กน้อย ซึ่งทำให้ภูมิอากาศเปลี่ยนจากร้อนเป็นเย็นเยือกทุก 41,000 ปี และอาจแปรปรวนมากขึ้น ถ้าไม่มีดวงจันทร์คอยกำกับให้เสถียรได้ขนาดนี้ 4.พื้นผิวหลากหลายของโลกรองรับรูปแบบชีวิตได้มากมาย ผลกระทบรุนแรงจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกก่อเกิดถิ่นอาศัยบนพื้นผิว และลักษณะภูมิประเทศที่แตกต่างกันมากมาย ซึ่งกระตุ้นให้ต้องปรับตัว ชีวิตจึงเกิดความหลากหลายและรอดพ้นจากการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่หลายครั้ง 5.สนามแม่เหล็กของเราหักเหพายุสุริยะ แสงเหนือใต้อันเรืองรองด้วยอนุภาคมีประจุจากดวงอาทิตย์ คือภาพมหัศจรรย์ที่เตือนว่าเรามีสนามแม่เหล็กซึ่งสามารถหักเหรังสีอันตรายและการปะทุจากดวงอาทิตย์ได้เกือบทั้งหมด ไม่ร้อนเกินไปหรือเย็นเกินไป ไม่ใช่ว่าดาวเคราะห์ทุกดวงจะเอื้อต่อชีวิตชนิดที่เรารู้จัก แม้ระบบสุริยะจะมีดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นถึงแปดดวง แต่โลกเป็นเพียงดวงเดียวที่เรารู้ว่าชีวิตเกิดขึ้นและรุ่งเรืองได้ การมีส่วนผสมถูกต้องมารวมกันในบริเวณถูกต้องรอบดาวที่สงบและอบอุ่นดูเหมือนเป็นเรื่องสำคัญในการสร้างพิภพที่เอื้อต่อการดำรงอยู่ของชีวิต 6.เราอยู่ในระยะห่างที่ถูกต้องจากดวงอาทิตย์พอดี โลกโคจรอยู่ในเขตที่เอื้อต่อชีวิต คือไม่ใกล้เกินไปและไม่ไกลเกินไปจากดวงอาทิตย์ น้ำจึงยังคงสถานะของเหลวอยู่บนพื้นผิวได้ เปรียบเทียบกับดาวพุธ ดาวเคราะห์ดวงนี้เล็กเกินกว่าจะมีชั้นบรรยากาศไว้ปกป้อง และใกล้ดวงอาทิตย์เกินกว่าน้ำในสถานะของเหลวจะคงอยู่บนพื้นผิว 7.เราอยู่ในระยะปลอดภัยจากดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ ถ้าวงโคจรของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่สุดของระบบสุริยะอยู่ใกล้กว่านี้ แรงดึงดูดจากความโน้มถ่วงมหาศาลของดาวเหล่านั้นอาจทำให้ระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์เกิดความผันผวนจนถึงขั้นหายนะ 8.ดวงอาทิตย์เป็นดาวเสถียรอายุยืน ดาวที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์เผาไหม้ได้ร้อนกว่า และมักอยู่ไม่นานพอให้ดาวเคราะห์พัฒนาชีวิตขึ้นทัน […]

หมึกสายวงฟ้า ตัวเล็กจิ๋วแต่พิษร้ายแรง

ตั้งแต่กบลูกดอกสีเขียวนีออนไปจนถึงผีเสื้อจักรพรรดิ สิ่งมีชีวิตสีสันฉูดฉาดที่สุดในธรรมชาติบางชนิด วิวัฒนาการสีสันขึ้นมาเพื่อเป็นคำเตือนกับผู้ล่าว่า “อย่ายุ่งกับฉันนะ” เช่นเดียวกับ หมึกสายวงฟ้า หรือหมึกบลูริง ซึ่งมีสีสันสดใส และพบได้บ่อยที่นอกชายฝั่งเคียมา รัฐนิวเซาท์เวลส์ ประเทศออสเตรเลีย เมื่อ หมึกสายวงฟ้า ถูกคุกคามจากผู้ล่า วงแหวนสีน้ำเงินจะกะพริบวาววามไปทั่วร่างกายของพวกมัน เพื่อเป็นคำเตือนที่แสดงออกตามวิวัฒนาการ สำหรับผู้ล่าที่อาจจะกำลังคิดว่า หมึกบลูริงจะเป็นมื้ออาหารมื้อถัดไป หรือในกรณีของมนุษย์ สีน้ำเงินโดดเด่นฉูดฉาดดึงดูดความอยากรู้อยากเห็นของเราได้เสมอ ตั้งแต่ทะเลญี่ปุ่นจนถึงออสเตรเลีย มีหมึกสายวงฟ้ากระจายพันธุ์อยู่อย่างน้อย 10 ชนิดพันธุ์ บางชนิดพบได้ตามชายฝั่งน้ำตื้น ซึ่งเป็นสถานที่เดียวกันกับมนุษย์มักลงไปใช้ประโยชน์จากบริเวณนั้น ในประเทศไทย สามารถพบหมึกสายวงฟ้าได้ทั่วทะเลไทย ส่วนใหญ่อยู่ตามพื้นท้องทะเล หรือบางครั้งพวกมันติดมากับเรืออวนลาก สำหรับหมึกสายวงฟ้าที่พบในแนวปะการัง เป็นชนิดที่ไม่พบหรือมีน้อยมากในเมืองไทย https://pmdvod.nationalgeographic.com/NG_Video/331/259/00000159-651a-d262-a5d9-659fda590000-161222-specials-tos-blue-ring-octopus-841742__971967.mp4 แม้จะมีรูปร่างขนาดเล็กและลำตัวนุ่มนิ่ม แต่หมึกสายวงฟ้า (Hapalochlaena fasciata) เป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่มีพิษร้ายแรงที่สุดในมหาสมุทร มันสามารถฆ่ามนุษย์ได้ด้วยการกัดเพียงครั้งเดียว ในน้ำลายของหมึกชนิดนี้มีส่วนผสมของพิษ เทโตรโดท็อกซิน (tetrodotoxin) เช่นเดียวกับที่พบในปลาปักเป้า ซึ่งออกฤทธิ์ต่อระบบประสาทอย่างรุนแรง ส่งผลให้ระบบหายใจล้มเหลว จากรายงานที่ผ่านมาพบว่า มีผู้เสียชีวิตอย่างน้อยสามรายในออสเตรเลียเนื่องจากปลาหมึกบลูริง แต่ในประเทศไทยยังไม่พบผู้เสียชีวิตจากหมึกสายวงฟ้า (ชมวิดีโอเพิ่มเติมได้ที่ https://video.nationalgeographic.com/video/news/00000161-e2c1-dcda-a37f-f3d792a70000) อย่างไรก็ตาม ไม่ได้หมายความว่า มนุษย์ควรกลัวพวกมัน “เช่นเดียวกับสัตว์ส่วนใหญ่ พวกมันจะโจมตีมนุษย์ก็ต่อเมื่อรู้สึกว่าตกอยู่ในอันตรายหรือถูกคุกคาม […]

โดรนช่วยชีวิตนักโต้คลื่น

โดรนช่วยชีวิตนักโต้คลื่น ที่นอกชายหาดของเมือง Lennox Head ทางตอนเหนือของรัฐนิวเซาท์เวลส์ วัยรุ่นนักโต้คลื่นสองคนกำลังติดอยู่ในคลื่น  โชคดีที่ใครบางคนเห็นเหตุการณ์เข้าและแจ้งเจ้าหน้าที่ชายฝั่ง พวกเขาใช้เทคโนโลยีใหม่ที่ได้รับการฝึกฝนมานั่นคือโดรน โดรนช่วยชีวิตที่มีชื่อเรียกว่า Westpac Little Ripper Lifesaver ถูกส่งออกไปก่อนล่วงหน้า เมื่อไปถึงจุดเกิดเหตุมันปล่อยชูชีพลงไปให้ผู้ประสบภัยด้านล่างเกาะไว้ท่ามกลางคลื่นที่กำลังซัดสาด สุดท้ายเรื่องราวจบลงด้วยดี วัยรุ่นทั้งสองกลับเข้าสู่ฝั่งอย่างปลอดภัย กระบวนการช่วยชีวิตตามชายฝั่งนี้ใช้เวลาเพียงแค่ 1 – 2 นาที ซึ่งรวดเร็วกว่าการช่วยชีวิตในรูปแบบเดิม   อ่านเพิ่มเติม 5 ตัวอย่างที่โดรนใต้น้ำกำลังช่วยปกป้องมหาสมุทรให้เรา