ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร สภาพแวดล้อมสุดขั้วใต้ผืนน้ำ ที่ยากต่อการดำรงชีวิต

ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร

ในมหาสมุทรอันแสนกว้างใหญ่ยังมีความพิศวงมากมายที่อยู่ภายใต้ผืนน้ำสีฟ้าคราม ทั้งแนวปะการังที่ซับซ้อน สิ่งมีชีวิตน้อยใหญ่หลากหลายชนิด และทัศนียภาพใต้น้ำที่ไม่คุ้นตา อย่าง ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร

ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร (Hydrothermal vent) คือ ช่องรอยแตกหรือรอยแยกบนแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทร (Oceanic Crust) ซึ่งทำให้เกิดการปลดปล่อยความร้อนและแร่ธาตุต่าง ๆ จากใต้พื้นพิภพขึ้นสู่พื้นผิวโลก ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรจึงพบได้ตามแนวสันเขาใต้มหาสมุทร (Mid Ocean Ridge) และแนวภูเขาไฟที่ยังคงคุกรุ่น ซึ่งยังมีการเคลื่อนที่เข้าหาหรือมุดตัวซ้อนกันของแผ่นธรณีภาคจำนวนมาก

ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร, มหาสมุทร, ภูเขาไฟ, น้ำพุร้อน, การสำรวจ, มหาสมุทรศาตร์
ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร / ภาพถ่าย : NOAA

ช่องรอยแตกทำให้น้ำทะเลไหลลงไปสัมผัสกับหินร้อนหรือหินหนืด (Magma) ที่อยู่ลึกลงไปใต้ผิวโลก ก่อให้เกิดไอร้อนความดันสูงที่พุ่งตัวขึ้นมา และยังทำให้แร่ธาตุและก๊าซอุณหภูมิสูงใต้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัวขึ้นมาปะปนกับน้ำทะเลกลายเป็น “สารละลายน้ำร้อน” (Hydrothermal Solution) ที่มีฤทธิ์เป็นกรด จากองค์ประกอบของธาตุและสารประกอบต่าง ๆ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) และไฮโดรเจนซัลไฟด์ (HS) เป็นต้น

โครงสร้างของปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร

ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรมีลักษณะทางกายภาพและองค์ประกอบต่าง ๆ คล้ายคลึงกับน้ำพุร้อนที่เกิดขึ้นบนภาคพื้นดิน (Hot Spring) โดยก่อตัวขึ้นตามแนวสันเขาใต้มหาสมุทรที่มีการไหลเวียนของหินหนืดที่เคลื่อนตัวขึ้นมาบนพื้นแผ่นดินตามวัฏจักรการกำเนิดแผ่นเปลือกโลกแผ่นใหม่

ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร, มหาสมุทร, ภูเขาไฟ, น้ำพุร้อน, การสำรวจ, มหาสมุทรศาตร์
น้ำพุร้อนบนพื้นดิน และ (ขวา) ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร /ภาพถ่าย : National Geographic Education

โดยน้ำร้อนที่พุ่งขึ้นจากปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรเกิดจากน้ำทะเลไหลลึกลงไปในรอยแยกและสัมผัสกับหินหนืดร้อนจัด จนทำให้เกิดก๊าซแรงดันสูงและน้ำทะเลที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น

ความร้อนที่เกิดขึ้นยังเป็นผลให้แร่ธาตุต่าง ๆ ที่อยู่ลึกลงไปตามรอยแยกเกิดการละลายและลอยตัวขึ้นมาปะปนกับน้ำทะเล น้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรจึงอุดมไปด้วยแร่ธาตุต่าง ๆ

เมื่อน้ำพุร้อนสัมผัสกับน้ำทะเลที่อุณหภูมิต่ำกว่าด้านบน แร่ธาตุในน้ำจะเกิดการเย็นตัวลงและแข็งตัวกลายเป็นโครงสร้างหลักของปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร

ปล่องน้ำพุร้อนแต่ละอันมักมีโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะจากความแตกต่างขออุณหภูมิและการไหลเวียนของน้ำทะเลในบริเวณดังกล่าว รวมถึงองค์ประกอบทางเคมีของแร่ธาตุที่ถูกปลดปล่อยออกมา

ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร, มหาสมุทร, ภูเขาไฟ, น้ำพุร้อน, การสำรวจ, มหาสมุทรศาตร์
ปล่องควันดำใต้มหาสมุทร (Black Smoker) / ภาพถ่าย : Marine Institute

เช่น ปล่องควันดำใต้มหาสมุทร (Black Smoker) ซึ่งเป็นปล่องน้ำพุร้อนขนาดใหญ่ มักปล่อยก๊าซสีดำที่มีองค์ประกอบของแร่เหล็ก (Fe) ทองแดง (Cu) กำมะถัน (S) และแร่ซัลไฟด์สะสมในปริมาณสูง ซึ่งปล่องประเภทนี้สามารถสูงได้ถึง 55 เมตรและมีอุณหภูมิร้อนจัด (ประมาณ 400 องศาเซลเซียส)

ในขณะที่ปล่องน้ำพุร้อนสีขาว (White Smoker) จะปลดปล่อยกลุ่มก๊าซและสารละลายสีขาวกลุ่มแคลเซียม (Ca) แบเรียม (Ba) และซิลิคอน (Si) เป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วปล่องน้ำพุร้อนสีขาวจะมีขนาดเล็กและอุณหภูมิไม่สูงเท่าปล่องควันดำใต้มหาสมุทร

สิ่งมีชีวิตในปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร

สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่รอบบริเวณปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรได้รับการสำรวจครั้งแรกในปี 1977 หลัง โรเบิร์ต บัลลาร์ด นักธรณีวิทยาทางทะเล ชาวอเมริกัน เขาพบว่า อุณหภูมิน้ำทะเลเพิ่มขึ้นสูงอย่างรุนแรงผิดปกติ บริเวณรอยแยกกาลาปากอส (Galápagos Rift) ที่อยู่บนแนวสันเขากลางมหาสมุทรแปซิฟิกฝั่งตะวันออก จนทำให้เกิดการค้นพบปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร และระบบนิเวศที่แตกต่างไปจากสังคมอื่น ๆ

มหาสมุทร, ภูเขาไฟ, น้ำพุร้อน, การสำรวจ, มหาสมุทรศาตร์
หนอนท่อ ปูขาว และปลาสีชมพูรวมตัวกันที่บริเวณปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร / ภาพถ่าย : John M. Edmond, MIT

แม้ว่ารอบปล่องน้ำพุร้อนจะมีอุณหภูมิและแรงดันสูง ปราศจากแสงสว่าง และมีแร่ธาตุที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตพวยพุ่งออกมาจำนวนมาก แต่มีสิ่งมีชีวิตหลากหลายสายพันธุ์อาศัยอยู่ตามรอยแยกใต้ทะเลลึกเหล่านี้ ทั้งแบคทีเรียอาร์เคีย (Archaea) ที่สามารถเปลี่ยนแร่ธาตุที่เป็นพิษให้เป็นพลังงานผ่านกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมี (Chemosynthesis) จนสามารถขับเคลื่อนห่วงโซ่อาหารที่หล่อเลี้ยงสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกอีกมากมาย เช่น หมึกลูกหมู (Piglet Squid) ไซโฟโนฟอร์ (Siphonophore) และปะการังน้ำลึก เป็นต้น

สืบค้นและเรียบเรียง

คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย

ข้อมูลอ้างอิง

https://www.nationalgeographic.org/media/deep-sea-hydrothermal-vents/

https://phuketaquarium.org/knowleadge/ปล่องน้ำร้อนใต้สมุทร-hydrothermal-vent/

https://oceanservice.noaa.gov/facts/vents.html

The Discovery of Hydrothermal Vents


อ่านเพิ่มเติม เหล่านักสำรวจดำน้ำ 28 วัน เพื่อค้นพบเรื่องราวชีวิต ใต้มหาสมุทร

ใต้มหาสมุทร

เรื่องแนะนำ

แหล่งน้ำ เกิดขึ้นได้อย่างไร แม่น้ำ และทะเลสาบ มีบทบาทอย่างไรต่อการดำรงชีวิต

น้ำ เป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญที่ก่อกำเนิดชีวิตและสร้างสมดุลของสสารบนโลก เป็นองค์ประกอบหลักของสิ่งมีชีวิต และ แหล่งน้ำ เป็นอีกหนึ่งทรัพยากรทางธรรมชาติที่สำคัญต่อการดำรงอาศัยอยู่ของทั้งมนุษย์ สัตว์และพืช ดาวเคราะห์ดวงนี้ ถูกปกคลุมด้วย แหล่งน้ำ มากถึงร้อยละ 71 หรือราว 2 ใน 3 ของพื้นที่ผิวทั้งหมด โดยมี “วัฏจักรน้ำ” (Water Cycle) ทำหน้าที่เชื่อมต่อการเปลี่ยนแปลงสถานะทางธรรมชาติและการหมุนเวียนของน้ำบนโลก ตั้งแต่เมื่อ 3.8 พันล้านปีก่อน จากการเย็นตัวลงของโลกที่ก่อให้เกิดน้ำฝนและหยาดน้ำฟ้าที่ตกลงมาสู่พื้นแผ่นดิน เกิดเป็นแหล่งน้ำตามธรรมชาติ ทั้งมหาสมุทรซึ่งรวบรวมปริมาณของน้ำบนโลกมากถึงร้อยละ 97 ธารน้ำแข็งและน้ำแข็งขั้วโลก (ร้อยละ 2) แม่น้ำ ทะเลสาบ รวมถึงน้ำในดิน (ร้อยละ 1) และน้ำ (ความชื้น) ในชั้นบรรยากาศโลก ประเภทของแหล่งน้ำธรรมชาติ   แหล่งน้ำผิวดิน (Surface Water) คือ แหล่งน้ำกว่าร้อยละ 99 บนโลก ซึ่งสะสมน้ำฝนที่ตกลงมายังพื้นดิน ไหลตามความลาดชันของสภาพภูมิประเทศ ก่อนมาขังอยู่รวมกันจนก่อให้เกิดมหาสมุทร ทะเลสาบ แม่น้ำ ลำคลอง […]

นวัตกรรม ถุงห่อทุเรียน Magik Growth จากเอ็มเทค สวทช.

เอ็มเทค รวมกับสจล. เปิดผลทดสอบ ‘Magik Growth’ นวัตกรรม ถุงห่อทุเรียน ‘เปลือกบาง-เนื้อหนาขึ้น’ ช่วยลดสารเคมี เพิ่มคุณภาพชีวิตชาวสวน ในปี 2564 ทุเรียนเป็นพืชส่งออกอันดับ 2 รองจากยางพารา โดยการส่งออกทุเรียนสดและแช่แข็งตลอดเดือนมกราคมถึงพฤษภาคม ที่ผ่านมา มีมูลค่าสูงสุดเป็นประวัติการณ์ถึง 58,344 ล้านบาท แต่ชาวสวนทุเรียนยังประสบปัญหาทั้งเรื่องโรคแมลงศัตรูพืชและสัตว์กัดแทะที่ทำลายทุเรียนในระยะพัฒนาผลจนเกิดความเสียหาย ทำให้เกษตรกรส่วนใหญ่แก้ปัญหาโดยใช้สารเคมียาฆ่าแมลงในการฉีดพ่น ซึ่งนอกจากจะมีต้นทุนเพิ่มขึ้น ยังเกิดปัญหาสุขภาพตามมา ดร.ณัฐภพ สุวรรณเมฆ นักวิจัยทีมวิจัยสิ่งทอ กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีโพลิเมอร์ขั้นสูง ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สวทช. กล่าว ถุงห่อทุเรียน เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว ทีมวิจัยเอ็มเทค สวทช. จึงนำองค์ความรู้เรื่องวัสดุศาสตร์โดยพัฒนาสูตรผสมเม็ดพลาสติก (polymer compound) ร่วมกับเทคโนโลยีการขึ้นรูปนอนวูฟเวน เพื่อให้วัสดุนอนวูฟเวนมีสมบัติให้น้ำและอากาศผ่านเข้าออกได้โดยง่าย รวมถึงมีสมบัติการคัดเลือกช่วงแสงที่เหมาะสมกับเซลล์รับแสงที่ผิวผลไม้ โดยได้ผลิตเป็นนวัตกรรมวิจัยต้นแบบชื่อทางการค้าว่า Magik Growth หรือ นวัตกรรมถุงห่อผลไม้นอนวูฟเวน ช่วยให้ทุเรียนที่ถูกห่อด้วยถุงห่อ Magik Growth สามารถสร้างสารสำคัญในผลไม้ทั้งแป้ง น้ำตาล สารต้านอนุมูลอิสระต่างๆ โดยได้ทดลองทั้งในระดับห้องปฏิบัติการและระดับภาคสนามร่วมกับภาควิชาเทคโนโลยีการผลิตพืช คณะเทคโนโลยีการเกษตร […]

World Update: พบระบบน้ำบาดาลขนาดยักษ์ใต้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก

พบระบบน้ำบาดาลขนาดยักษ์ใต้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก คาดเกิดขึ้นราว 5,000-7,000 ปีที่แล้ว  ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่ามีแหล่งเก็บน้ำใต้ดินอยู่ใต้แผ่นน้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติก ด้วยเหตุผลที่ว่าน้ำนั้นช่วยสร้างความลื่นไหลให้กับฐานกรวดและสร้างการเคลื่อนที่ของฐานน้ำแข็งให้ไหลไปยังทะเล แต่ยังไม่มีใครพบหลักฐานที่ยืนยันจนการสำรวจล่าสุดที่เพิ่งเผยแพร่ในวารสาร Science ได้ยืนยันถึงการมีอยู่ของระบบน้ำบาดาลนี้ ทีมวิจัยที่นำโดยโคลอี้ กุสตาฟซัน (Chole Gustafson) จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียได้ทำแแผนที่ระบบน้ำเค็มบาดาลขนาดยักษ์ที่หมุนเวียนอย่างทรงพลังลึกลงไปใต้ฐานแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกด้านตะวันออกเป็นครั้งแรก และเชื่อว่ามันอาจมีอยู่ทั่วไปในทวีปนี้ แต่ยังไม่ชัดเจนว่ามันมีอิทธิพลมากน้อยเพียงใดต่อแผ่นหรือธารน้ำแข็ง และมีปฎิกิริยาอย่างไรต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ “ผู้คนตั้งสมมติฐานว่าอาจมีน้ำใต้ดินลึกลงไปในตะกอนเหล่านี้ แต่จนถึงตอนนี้ยังไม่มีใครทำแผ่นที่มันได้อย่างละเอียด” กุสตาฟซันกล่าว “ปริมาณน้ำใต้ดินที่เราพบนั้นมีนัยสำคัญ ซึ่งน่าจะส่งผลต่อกระบวนการของกระแส (ธาร) น้ำแข็ง ตอนนี้เราต้องหาข้อมูลเพิ่มเติมและหาวิธีรวมสิ่งนั้นเข้ากับแบบจำลอง” ทีมวิจัยได้โฟกัสไปยังธารน้ำแข็งที่มีชื่อว่า “Whillans” ซึ่งมีความกว้างราว 96 กิโลเมตร พวกเขาใช้เทคนิคใหม่ที่เรียกว่าการถ่ายภาพด้วยเคลื่อนแม่เหล็ก (Magnetotelluric Imaging) ซึ่งเป็นการวัดระดับความแตกต่างของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่น้ำแข็ง ตะกอน น้ำจืด และน้ำเค็มแสดงออกต่างกัน โดยกุสตาฟซันอธิบายไว้ว่า “เหมือนกับการทำ MRI ของโลก”  ทำให้พวกเขาสามารถสร้างแผ่นที่ระบบน้ำเค็มบาดาลได้อย่างชัดเจน ซึ่งอยู่ด้านล่างลึกลงไปจากฐานของน้ำแข็งราวครึ่งกิโลเมตรจนถึงเกือบ 2 กิโลเมตร และยืนยันว่ามันเต็มไปด้วยของเหลวตลอดทางซึ่งมีขนาดเท่ากับ “ฐานตึกเอ็มไพร์สเตทไปจนถึงเสาอากาศสูงสุดประมาณ 420 เมตร” กุสตาฟซันกล่าว ทีมงานตั้งสมมติฐานถึงการมีอยู่ของน้ำเค็มในแหล่งปิดผนึกใต้ฐานแผ่นน้ำแข็งนี้ว่า น้ำจากมหาสมุทรน่าจะไหลเข้าสู่ระบบบาดาลเมื่อราว 5,000 ถึง […]

มาชิมกัญ เมนูใหม่จากใบกัญชา

โรงพยาบาลเจ้าพระยาอภัยภูเบศรเปิดตัวเซ็ตอาหาร มาชิมกัญ เมนูหลากรสที่มีส่วนผสมจากใบกัญชา หลังจากมีประกาศปลดล็อกบางส่วนของกัญชา และกัญชง ให้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ โดยไม่จัดเป็นยาเสพติด ยกเว้นช่อดอก และเมล็ดกัญชา โดยส่วนที่นำมาใช้ได้นั้น ประกอบด้วย ใบที่ไม่ติดกับช่อดอก เปลือก ลำต้น เส้นใย กิ่ง ก้าน ราก ซึ่งไม่ถือว่าเป็นยาเสพติด ร้านอภัยภูเบศรเดย์สปาที่ตั้งอยู่ในโรงพยาบาลเจ้าพระยาอภัยภูเบศร ซึ่งดำเนินกิจการส่วนหนึ่งเกี่ยวกับอาหารอยู่แล้ว จึงเกิดแนวความคิดนำกัญชาซึ่งเป็นภูมิปัญญาดั้งเดิม มาแปลงเป็นหนึ่งในแผนการทำธุรกิจ ด้วยการเปิดตัวอาหารไทยฟิวชันภายใต้ชื่อ มาชิมกัญ โดยแนวคิดเริ่มต้นจากธุรกิจสปาของโรงพยาบาลฯ เติบโตขึ้นร้อยละ 10-20 ต่อปี แต่วัตถุดิบที่นำมาใช้ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ จึงเกิดคำถามว่า ทำไมเราไม่ลองหันมาใช้วัตถุดิบที่หาได้ภายในประเทศ จากนั้นจึงประยุกต์ศาสตร์เรื่อง “ธาตุเจ้าเรือน” เข้ามาปรับใช้ ปัจจุบัน ทางโรงพยาบาลฯ ได้ถ่ายทอดองค์ความรู้เรื่องการทำสปาจากวัตถุดิบในประเทศให้แก่องค์กรเอกชนเป็นที่เรียบร้อย ตำราการแพทย์แผนไทยกว่าหลายร้อยปีมีการบันทึกลงในสมุดไทย สมุดข่อย ใบลาน หรือวัสดุอื่นใดที่มีการถ่ายทอดและคัดลอกสืบต่อกันมา เรื่อง “ธาตุเจ้าเรือน” ว่าเป็นธาตุหลักประจำตัว ซึ่งร่างกายมนุษย์ประกอบไปด้วยธาตุทั้ง 4 คือ ดิน น้ำ ลม ไฟ หากธาตุเหล่านี้สมดุลกันร่างกายก็จะแข็งแรง โดยเฉพาะเรื่องการกิน ถ้าเลือกกินอาหารถูกกับธาตุจะช่วยปรับสมดุลให้ร่างกายได้ […]