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

นักบินอวกาศจัดการกับประจำเดือนอย่างไร?

ณ ปัจจุบัน การใช้ยาคุมกำเนิดคือตัวเลือกที่ดีและปลอดภัยที่สุดสำหรับนักบินอวกาศที่ไม่ต้องการมี ประจำเดือน ในระหว่างการปฏิบัติภารกิจ

Robo-Dog หุ่นยนต์สำรวจใต้น้ำลึก

Robo-Dog หุ่นยนต์สำรวจใต้น้ำลึก Marcello Calisti นักสำรวจจากเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก เป็นหัวหน้าโครงการ SILVER (Seabed-Interaction Legged Vehicle for Exploration and Research) โครงการสำรวจใต้น้ำใหม่ที่ใช้หุ่นยนต์แทนนักประดาน้ำ โดยฟุตเทจที่คุณผู้อ่านจะได้ชมนี้ เป็นซากของเรืออับปางบริเวณเกาะ Elba ของอิตาลี ที่หุ่ยนต์สำรวจเป็นผู้ถ่ายไว้ ด้วยขาทั้งสี่ข้างที่เลียนแบบมาจากการเคลื่อนไหวของสัตว์ หุ่นสำรวจ SILVER สามารถเดินท่องไปบนพื้นของมหาสมุทรทั้งยังสามารถเปลี่ยนรูปแบบจากการเดินเป็นการคลาน และยังสามารถกระโดดได้อีกด้วย เมื่อต้องสำรวจในสภาพแวดล้อมต่างๆ ซึ่งเทคโนโลยีใหม่นี้ใช้พลังงานน้อยกว่าการสำรวจด้วยเรือดำน้ำหรือโดรน ทั้งยังปลอดภัยสำหรับนักประดาน้ำในการสำรวจพื้นที่ที่ยากต่อการเข้าถึง นอกจากนั้นทีมนักวิจัยคาดหวังว่าในอนาคตพวกเขาจะใช่ SILVER ในการสำรวจประชากรสัตว์น้ำ หรือเก็บตัวอย่างจากก้นทะเล   อ่านเพิ่มเติม 5 ตัวอย่างที่โดรนใต้น้ำกำลังช่วยปกป้องมหาสมุทรให้เรา

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate)

ในบรรดาสรรพสัตว์ที่อยู่บนโลกนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าร้อยละ 97 ของอาณาจักรสัตว์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate) คือกลุ่มสัตว์ที่ไม่มีกระดูกเป็นแกนกลางภายในร่างกาย ไม่มีไขสันหลัง (Spinal Cord) หรือกระดูกสันหลัง (Vertebrae) ซึ่งทำหน้าที่พยุงโครงสร้างของร่างกาย รวมถึงไม่สามารถสร้างและพัฒนากระดูกขึ้นเองได้ นอกจากนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีจำนวนชนิดมากที่สุดในโลกอีกด้วย คิดเป็นสัดส่วนประมาณร้อยละ 97 ของสัตว์ทั้งหมดบนโลก โดยส่วนใหญ่จัดอยู่ในกลุ่มสัตว์ขาปล้อง เช่น แมลงมีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าหนึ่งล้านชนิด ขณะที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์ปีกในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังมีเพียง 5,000 และ 10,000 ชนิด ตามลำดับ เท่านั้น โครงสร้างของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมีโครงสร้างทางร่างกายที่หลากหลาย การปราศจากกระดูกสันหลังและไขสันหลังเป็นแกนหลักของร่างกาย ส่งผลให้สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีเปลือกแข็งห่อหุ้มอยู่ภายนอกร่างกายหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างแข็งภายนอก” (Exoskeleton) เพื่อป้องกันอวัยวะภายใน ในสัตว์บางชนิดมีระบบกล้ามเนื้อและช่องว่างภายในที่เต็มไปด้วยของเหลวหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างของเหลว” (Hydrostatic Skeleton) เป็นแกนหลักในการคงรูปร่างและบังคับควบคุมการเคลื่อนไหว เช่น แมงกะพรุนและหนอน สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีระบบประสาทและเซลล์ประสาท (Neuron) เช่นกัน ถึงแม้ไม่มีกระดูกสันหลังที่ทำหน้าที่ปกป้องอวัยวะดังกล่าวเหมือนอย่างกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังก็ตาม วิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การย้อนรอยเพื่อศึกษาวิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นเรื่องยากสำหรับวงการวิทยาศาสตร์ เนื่องจากซากดึกดำบรรพ์หรือฟอสซิล (Fossil) ไม่สามารถคงสภาพเนื้อเยื่อไว้ได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้ขาดหลักฐานในการสืบค้นไปจนถึงจุดกำเนิดของสัตว์กลุ่มนี้ แต่จากการค้นพบฟอสซิลของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังครั้งแรก […]