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

มดรู้จักการต่อกันเป็นสะพาน

มดรู้จักการต่อกันเป็นสะพาน ว่ากันว่าบนโลกใบนี้มีประชากรมดทั้งหมดรวมกันราวหมื่นล้านล้านตัว จำนวนมากมหาศาลเช่นนี้เทียบได้กับวลีที่ว่ามนุษย์ครองโลก เพราะหากเทียบด้วยจำนวนแล้ว มดเองก็กำลังครองโลกอยู่เช่นกัน มดเป็นสัตว์สังคมที่มีความซับซ้อนและความสำเร็จของพวกมันนั้นจำเป้นต้องอาศัยการพึ่งพากัน จากฟุตเทจที่ทำการทดลองกับมดนี้จะแสดงให้เห็นว่าพวกมันแก้ไขปัญหาช่องว่างด้วยการต่อตัวเป็นสะพานเพื่อเดินต่อไปยังจุดหมาย มดที่ต่อตัวอยู่ริมสุดจะชะลอตัวเองลงเมื่อเจอกับช่องว่าง และมดงานตัวอื่นๆ จะเข้ามาเติมเต็มจนในที่สุดสะพานมดก็เสร็จสมบูรณ์ ด้วยมันสมองที่มีน้ำหนักเพียง 1 ในล้านของมันสมองมนุษย์ น่าแปลกใจที่มดเหล่านี้สามารถสื่อสารกันได้ด้วยการส่งสัญญาณเท่านั้น แตกต่างจากเราพวกมันไม่มีภาษาแต่ใช้สัญชาตญาณในการสื่อสาร การทดลองศึกษาความร่วมมือกันของมดเหล่านี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ไขคำตอบว่ามดมีรูปแบบการสื่อสารในสังคมอย่างไร ตลอดจนอะไรคือเคล็ดลับที่ช่วยให้มันอยู่รอดมาจนทุกวันนี้ได้   อ่านเพิ่มเติม ทำไมราชินีมดและแมลงอื่นๆ จึงฝังศพพวกที่ตายแล้ว

แผ่นเปลือกโลก และการเปลี่ยนแปลงทางธรณีภาค

แผ่นเปลือกโลก และการเปลี่ยนแปลงทางธรณีภาค (Lithosphere & Plate Tectonics) หลังการเย็นตัวลงของพื้นผิวโลก เมื่อ 4 พันล้านปีก่อน เกิดการยกตัวขึ้นของชั้นหินเหนือผิวน้ำจนแผ่นดินผืนแรกถือกำเนิดในอีกราว 2.5 พันล้านปีต่อมา ตั้งแต่ในอดีตจนถึงปัจจุบัน การเคลื่อนที่ของ แผ่นเปลือกโลก และมหาสมุทรไม่เคยหยุดนิ่ง ภายใต้พื้นผิวโลกมีความเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ก่อให้เกิดภูมิประเทศและทรัพยากรอันหลากหลาย รวมถึงปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆ จากการศึกษาหลักฐานทางธรณีวิทยา รวมถึงความพยายามในการจัดทำแผนที่โลกของนักวิทยาศาสตร์ในอดีต ส่งผลให้เกิดการลบล้างความเชื่อที่ว่า “แผ่นดินไม่เคยเกิดการเปลี่ยนแปลง” โดยเฉพาะการเสนอทฤษฎีการเลื่อนไหลของทวีป (Theory of Continental Drift) ในปี ค.ศ.1915 โดย อัลเฟรด เวเกเนอร์  (Alfred Wegener) นักอุตุนิยมวิทยาชาวเยอรมัน ที่สังเกตเห็นถึงความสอดคล้องกันของรูปร่างชายฝั่งตะวันออกของทวีปอเมริกาใต้และชายฝั่งตะวันตกของทวีปแอฟริกา ทำให้เกิดการตั้งสมมุติฐานที่ว่า เมื่อราว 200 ล้านปีก่อน โลกประกอบด้วยแผ่นดินผืนเดียวที่เรียกว่า “มหาทวีป” หรือ “พันเจีย” (Pangaea) ซึ่งถูกล้อมรอบด้วยมหาสมุทรขนาดใหญ่ และมหาทวีปนี้ประกอบไปด้วยดินแดนลอเรเซีย (Laurasia) ทางตอนเหนือและดินแดนกอนด์วานา (Gondwana) ทางตอนใต้ จนกระทั่งมหาสมุทรแอตแลนติกเกิดการขยายตัว ทำให้แผ่นดินเคลื่อนที่และแยกตัวออกจากกัน […]

อุกกาบาตทำลายล้างไดโนเสาร์ ตกลงในจุดสังหารพอดิบพอดี

อุกกาบาตทำลายล้างไดโนเสาร์ ตกลงในจุดสังหารพอดิบพอดี ในโลกยุคโบราณ บริเวณคาบสมุทรยูกาตัง ของเม็กซิโก คือจุดเลวร้ายที่สุดหากอุกกาบาตดันตกลงมา หลักฐานดังกล่าวถูกแสดงให้เห็นแล้วผ่านเหตุการณ์สูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่เกิดขึ้นเมื่อ 66 ล้านปีก่อน หลังอุกกาบาตความกว้าง 12 กิโลเมตรพุ่งเข้าชนกับโลก จนปรากฏเป็นหลุมอุกกาบาตชีคซูหลุบบริเวณเมืองท่าของเม็กซิโกในปัจจุบัน ผลกระทบจากเหตุการณ์นั้นส่งผลให้อาณาจักรของไดโนเสาร์ที่ครองโลกมานานต้องถึงกาลอวสาน ประมาณการณ์ว่าสิ่งมีชีวิตราว 3 ใน 4 จากทั้งหมดบนโลกสูญพันธุ์ไปจากอุกกาบาตลูกนั้น จากการศึกษาระบุว่า การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เป็นผลมาจากเขม่าควันจากการพุ่งชนที่ลอยขึ้นปกคลุมชั้นบรรยากาศ จนทำให้อุณหภูมิของโลกเย็นลง ค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิในตอนนั้นอยู่ที่ -10 ถึง -7.8 องศาเซลเซียส ลดลงจากเดิมที่ -7.8 ถึง -1.7 องศาเซลเซียส ทั่วพื้นผิวโลกมีเพียง 13% เท่านั้นที่เป็นผืนดิน นั่นหมายความว่าหากอุกกาบาตลูกนั้นตกห่างไปจากจุดเดิม ไดโนเสาร์อาจไม่ล้มหายตายจากไปหมดก็ได้ “ความน่าสนใจก็คือในรายงานระบุว่า ต่อให้อุกกาบาตมีขนาดใหญ่กว่านี้ ผลกระทบจากการทำลายล้างก็อาจไม่รุนแรงเท่าหากอุกกาบาตไปตกที่อื่น” Paul Chodas ผู้จัดการศูนย์การศึกษาวัตถุใกล้โลก จากนาซ่ากล่าว “เราตั้งข้อสังเกตหลายครั้งมากว่าบรรดาไดโนเสาร์โชคร้ายขนาดไหน และพวกเราโชคดีแค่ไหน ในฐานะที่ปัจจุบันเราอยู่เหนือสุดในบรรดาสิ่งมีชีวิตที่เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งปวง”   ธรณีวิทยาเป็นเหตุ Kunio Kaiho หัวหน้าการศึกษาวิจัยครั้งนี้เปิดเผยว่า การพุ่งชนของอุกกาบาตดังกล่าวก่อให้เกิดการเผาไหม้น้ำมันที่อยู่ในชั้นหิน ส่งผลให้ชั้นบรรยากาศเต็มไปด้วยเขม่าควันดำที่มีปริมาณมากถึง 1.7 […]