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

การฉีดวัคซีนโควิด-19 (อาจ) ส่งให้ผลเกิด ผลข้างเคียง อย่างไรบ้าง

ผลข้างเคียง เช่น อาการหนาวสั่น ปวดหัว และเหนื่อยล้า หลังจากฉีดวัคซีนเป็นเรื่องปกติที่เกิดขึ้นได้ แต่ปฏิกิริยาตอบสนองต่อวัคซีนอาจต่างกันออกไปในแต่ละคน และไม่ได้สะท้อนว่าระบบภูมิคุ้มกันร่างกายของเราจะตอบสนองต่อการติดเชื้อโควิด-19 อย่างไร ผลข้างเคียง เป็นสิ่งที่ยั้บยั้งผู้คนไม่ให้เข้ารับวัคซีนมากที่สุด การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้พบว่า ผลค้างเคียงบางอย่าง ซึ่งแม้กระทั่งผลที่มาจากการได้รับวัคซีนโควิด-19 ไม่ได้เกิดจากการฉีด แต่เกิดจากความกลัวของผู้ที่ได้รับวัคซีนเอง “เราเห็นสิ่งนี้จากในกองทัพ (สหรัฐฯ) เมื่อทหารใหม่ๆ คิดว่าสามารถอดทนได้กับทุกสิ่งทุกอย่าง เป็นลมไปช่วงการฉีดวัคซีนเนื่องจากร่างกายมีปฏิกริยาตอบสนองมากเกินไป” Robert Jacobson ผู้อำนวยการด้านการแพทย์โครงการสาธารณสุขศาสตร์แห่งมาโยคลินิก สหรัฐอเมริกา กล่าว นั่นเป็นบทเรียนที่มีประโยชน์สำหรับบุคลากรทางการแพทย์ที่สามารถยืนยันกับคนไข้ได้ว่าผลข้างเคียงโดยส่วนใหญ่นั้นเป็นเรื่องปกติและสามารถคาดเดาได้ แม้ว่าเป็นผลที่ไม่ได้เกิดจากการฉีดวัคซีนเองก็ตาม เช่นกรณีศึกษาจากวัคซีนยี่ห้อไฟเซอร์-ไบโอเอนเทค (Pfizer-BioNTech) ร้อยละ 23 ของผู้ที่มีอายุ 16-55 ปีซึ่งได้รับยาหลอกได้อ้างว่ามีอาการเหนื่อยล้าหลังจากได้รับวัคซีนเข็มที่ 2 และร้อยละ 24 ระบุว่ามีอาการปวดหัว นอกจากนี้ งานศึกษาพบว่ามากกว่า 7 ใน 10 คนที่ได้รับวัคซีนเข็มที่สองมีปฏิกิริยาบางอย่าง บางคนรู้สึกถึงอาการปวดแขนข้างที่ได้รับการฉีดวัคซีน บางคนเจอกับอาการคันหรือผื่นคัน หรืออาการที่เกี่ยวข้องกับไข้หวัด เช่น มีไข้และหนาวสั่น ปวดหัว หรือ อ่อนเพลีย ซึ่งทำให้ล้มป่วยได้ […]

สเปิร์มปะการังช่วยมหาสมุทร

สเปิร์มปะการัง ช่วยมหาสมุทร ที่สมาคมอนุรักษ์ Taronga สถานที่แห่งนี้นอกจากจะมีหน้าที่ดูแลสัตว์ในสวนสัตว์แล้ว ยังเป็นธนาคารสเปิร์มของปะการังที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกอีกด้วย ในช่วงฤดูผสมพันธุ์ของปะการัง นักวิทยาศาสตร์จากสมาคม แห่งนี้สามารถเก็บรวบรวมสเปิร์มได้มากถึง 171,000,000,000 ล้านสเปิร์มเลยทีเดียว จากแนวปะการังเพียงแค่ 31 แห่ง สเปิร์มเหล่านี้จะถูกแช่แข็งและเก็บเตรียมไว้ ด้วยความหวังที่ว่าในอนาคต นักวิทยาศาสตร์จะใช้สเปิร์มเหล่านี้ช่วยในการก่อร้างสร้างแนวปะการังใหม่ขึ้นมาอีกครั้ง เนื่องจากในปัจจุบันมีแนวปะการังจำนวนมากที่กำลังถูกคุกคามจากมนุษย์และอุณหภูมิของน้ำทะเลที่เปลี่ยนแปลงไป   อ่านเพิ่มเติม : จะช่วยมหาสมุทรต้องเลิกใช้กากเพชร?, ความรู้ประจำวัน : การเดินทางของไมโครพลาสติก

ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive Element)

ธาตุบางชนิดโดยเฉพาะอย่างยิ่งธาตุที่มีมวลอะตอมสูง มีความสามารถในการแผ่รังสีออกมาได้เองอย่างต่อเนื่อง โดยปรากฏการณ์การแผ่รังสีที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า กัมมันตภาพรังสี ขณะที่ธาตุดังกล่าวเรียกว่า ธาตุกัมมันตรังสี ธาตุกัมมันตรังสี (Radioactive Element) คือธาตุที่มีองค์ประกอบภายในนิวเคลียส (Nucleus) ไม่เสถียร ส่งผลให้เกิดการสลายตัว หรือการปล่อยรังสีของธาตุอยู่ตลอดเวลา เนื่องจากปรากฏการณ์การแผ่รังสีของธาตุเป็นกระบวนการปรับสมดุล เพื่อสร้างความเสถียรภายในธาตุ ซึ่งในธรรมชาติ ธาตุกัมมันตรังสีมักเป็นธาตุที่มีมวลมากหรือมีเลขอะตอมสูงเกินกว่า 82 เช่น เรเดียม (Radium) ที่มีเลขมวลอยู่ที่ 226 และเลขอะตอม 88 หรือยูเรเนียม (Uranium) มีเลขมวลอยู่ที่ 238 และเลขอะตอม 92 การค้นพบธาตุกัมมันตรังสี ธาตุกัมมันตรังสีค้นพบครั้งแรกในปี 1896 โดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส อองตวน อองรี แบ็กเกอเรล (Antoine Henri Becquerel) จากความบังเอิญที่เขานำฟิล์มถ่ายรูปวางไว้ใกล้เกลือโพแทสเซียมยูเรนิลซัลเฟต ซึ่งสร้างรอยดำบนแผ่นฟิล์มเสมือนการถูกแสงผ่านเข้าไป เขาจึงเชื่อว่ามีรังสีพลังงานสูงบางชนิดปลดปล่อยออกมาจากเกลือยูเรเนียมก้อนนั้น นอกจากนี้ เขาทำการทดลองกับสารประกอบของยูเรเนียมชนิดอื่น ต่างให้ผลลัพธ์ไปในทิศทางเดียวกัน โดยหลังจากการค้นพบดังกล่าวเพียง 2 ปี มารี คูรี (Marie Curie) […]

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติช่วยคืนหางให้แอลลิเกเตอร์

อันที่จริงแอลลิเกเตอร์ตัวนี้เคยได้รับการต่อหางมาแล้วจากแอลลิเกเตอร์ตัวที่ตายไป แต่ดูเหมือนว่าหางเทียมจามการพิมพ์สามมิติจะเป็นที่ถูกใจมันมากกว่า