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

พายุโซนร้อน (Tropical Storm)

การเกิด พายุโซนร้อน การตั้งชื่อพายุ และภัยจากพายุโซนร้อน พายุโซนร้อน (Tropical Storm) คือ พายุที่ก่อตัวขึ้นเหนือน่านน้ำทะเลในมหาสมุทรแถบเส้นศูนย์สูตร มีความเร็วลมสูงสุดอยู่ในช่วง 64 ถึง 118 กิโลเมตรต่อชั่วโมง  มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 100 กิโลเมตร เป็นพายุหมุนเขตร้อน (Tropical Cyclone) ระยะกลางที่มีกำลังมากกว่าพายุดีเปรสชัน (Tropical Depression) แต่ยังไม่พัฒนาจนมีระดับความรุนแรงเทียบเท่าพายุไต้ฝุ่น ไซโคลน หรือเฮอร์ริเคน การเกิดพายุโซนร้อน พายุโซนร้อนก่อตัวขึ้นเหนือผิวน้ำทะเลที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 26.5 องศาเซลเซียส เป็นพายุที่เกิดขึ้นเป็นประจำในมหาสมุทรแถบเส้นศูนย์สูตรของโลก มีรูปทรงของพายุหมุน แต่ยังไม่มีกำลังมากพอที่ก่อให้เกิดตาพายุที่ชัดเจนเหมือนพายุไต้ฝุ่นหรือเฮอร์ริเคน ความร้อนและความชื้นในอากาศเหนือน่านน้ำในมหาสมุทร จึงเป็นปัจจัยหลักในการก่อตัวและทวีกำลังแรงขึ้นของพายุโซนร้อน เมื่อพายุโซนร้อนเคลื่อนที่ขึ้นฝั่งจึงมักอ่อนกำลังลง จนกลายเป็นเพียงกลุ่มเมฆหมุนวนหรือพายุดีเปรสชันก่อนจะสลายตัวไปในที่สุด เนื่องจากปะทะเข้ากับอุณหภูมิในอากาศที่เปลี่ยนแปลงไป และไม่ได้รับพลังงานจากความร้อนและความชื้นอย่างต่อเนื่อง ตามแนวร่องกดอากาศต่ำเหนือน่านน้ำในมหาสมุทรตามเดิมอีก ในทางกลับกัน หากการก่อตัวขึ้นของพายุโซนร้อนเกิดขึ้นในมหาสมุทรห่างไกลชายฝั่ง พายุดังกล่าวมีโอกาสที่จะทวีกำลังแรงขึ้น จนสามารถพัฒนาไปเป็นพายุไต้ฝุ่นหรือเฮอร์ริเคนได้ในท้ายที่สุด การตั้งชื่อพายุ กรมอุตุนิยมวิทยาของแต่ละประเทศหรือหน่วยงานในแต่ละภูมิภาคจะเริ่มตั้งชื่อพายุอย่างเป็นทางการ เมื่อพายุดังกล่าวมีความเร็วลมสูงสุดเกิน 63 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หรือกลายเป็น “พายุโซนร้อน” แล้วนั่นเอง โดยในแทบพื้นที่มหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตกและทะเลจีนใต้ ประเทศไทยร่วมกับอีก 13 […]

นักวิทยาศาสตร์พบแล้วว่าดวงตาของปลาดาวมีไว้ทำอะไร

นักวิทยาศาสตร์พบแล้วว่าดวงตาของปลาดาวมีไว้ทำอะไร ปลาดาวหรือดาวทะเลมีดวงตาอยู่ที่ปลายสุดของแขนข้างละหนึ่งดวง แต่มีไว้ใช้สำหรับทำอะไรนั้น ยังคงเป็นปริศนา พวกมันถูกมองว่าเป็นสัตว์ที่มีโครงสร้างเรียบง่าย ไม่ซับซ้อน และด้วยดาวทะเลนั้นไม่มีสมอง จึงยากที่จะคาดเดาได้ว่าพวกมันเห็นภาพอะไรผ่านดวงตา ในปี 2014 นักวิจัยชี้ว่าดวงตาของดาวทะเลในภูมิภาคเขตร้อน สามารถมองเห็นภาพแบบหยาบๆ ได้ ซึ่งช่วยให้มันไม่เดินเตร็ดเตร่ไกลออกจากบ้านมากเกินไป “ผลการศึกษานี้ช่วยให้เราเข้าใจว่าบรรดาดาวทะเลมองเห็นโลกอย่างไร” Christopher Mah นักวิจัยจากพิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยา Smithsonian ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. กล่าวผ่านอีเมล์ และตอนนี้ผลการศึกษาใหม่ยังแสดงให้เห็นว่า แม้แต่ดาวทะเลจากทะเลลึกในอาร์กติกเองก็ใช้ภาพที่มันมองเห็นเพื่อนำทางเช่นกัน จากการศึกษาดาวทะเลทั้งหมด 13 สายพันธุ์ ในจำนวนนี้มีสองสายพันธุ์ที่เรืองแสงได้ด้วย นั่นหมายความว่าพวกมันใช้แสงสว่างในการสื่อสารกับดาวทะเลด้วยกัน ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาดาวทะเลสายพันธุ์หนึ่งโดยเฉพาะ ที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทรอินเดียและแปซิฟิก พวกมันมีชื่อว่าดาวทะเลสีน้ำเงิน (Linckia laevigata) ผลการศึกษาวิจัยถูกเผยแพร่ผ่านทางออนไลน์ลงในวารสาร  Proceedings of the Royal Society B เมื่อวันที่ 7 มกราคมปี 2014 ก่อนที่ผลการศึกษาใหม่กว่าจะถูกเผยแพร่ลงในวารสารเดิมเมื่อวันที่ 7 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา   ไม่เคยคาดคิดว่าจะมีความซับซ้อน จากประวัติศาสตร์ที่ผ่านๆ มา ดาวทะเลถูกพิจารณาว่าเป็นสัตว์เรียบง่าย ปราศจากโครงสร้างหรือพฤติกรรมอันซับซ้อน นักวิทยาศาสตร์รู้จักดาวทะเลมานานกว่า […]

ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ

ในจักรวาลอันกว้างใหญ่ไพศาลมีกาแลกซีน้อยใหญ่อยู่มากมายทั้งที่มนุษย์ได้สำรวจพบ และยังสำรวจไม่พบ นอกจากนี้ ยังมีดวงดาวอีกมากมายที่อยู่นอกเหนือการสำรวจของมนุษย์ โดยเฉพาะ ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (Exoplanet) คือดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่รอบดาวฤกษ์ดวงอื่นที่นอกเหนือไปจากดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา (Solar System) เป็นดาวเคราะห์ในระบบดวงดาวอื่น ๆ ที่อยู่ห่างไกลออกไปในจักรวาล เช่น “51 เพกาซี บี” (51 Pegasi b) ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกที่ถูกค้นพบในปี 1995 ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ก๊าซขนาดใหญ่ที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 50 ปีแสง (หรือราว 473 ล้านล้านกิโลเมตร) ในบริเวณกลุ่มดาวม้าบิน เป็นดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกที่ถูกค้นพบในวงโคจรของดาวฤกษ์ดวงอื่นในจักรวาล ปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ค้นพบและทำการยืนยันดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะแล้วทั้งหมด 4,341 ดวง (ข้อมูล ณ วันที่ 6 กุมภาพันธ์ ปี 2021) มีทั้งดวงดาวที่มีขนาด มวล และองค์ประกอบคล้ายคลึงกับโลกและดวงดาวที่มีเอกลักษณ์แตกต่างไปจากดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ ไม่ว่าจะเป็นดวงดาวที่มีก๊าซร้อนหลายพันองศา ดาวเคราะห์หินขนาดใหญ่ยักษ์ หรือแม้กระทั่งดวงดาวที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ (ดาวฤกษ์ของตน) 2 ดวงไปพร้อม ๆ กัน ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะสามารถจำแนกออกเป็น 4 […]

World Update: คอนแทคเลนส์อัจฉริยะ พร้อมทดสอบในชีวิตจริงแล้ว

คอนแทคเลนส์อัจฉริยะที่มาพร้อมจอแสดงผลข้อมูลที่มองเห็น พร้อมรับการทดสอบในชีวิตจริงแล้ว คอนแทคเลนส์อัจฉริยะ (Smart Contact Lens) จากบริษัทโมโจวิชั่น (Mojo Vison) ในสหรัฐฯ เปิดเผยความคืบหน้าว่าตัวต้นแบบพร้อมสำหรับการทดสอบในโลกแห่งความจริงแล้ว หลังจากใช้เวลาพัฒนา 7 ปีและคาดว่าพร้อมจำหน่ายในเร็ว ๆ นี้ โดยคอนแทคเลนส์อัจฉริยะนี้จะมีจอแสดงผลแบบไมโครแอลอีดี (Micro LED) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 มิลลิเมตรและมีความหนาประมาณ 1.8 ไมครอน จะคอยแสดงข้อมูลเนื้อหาต่างๆ ที่ผู้ใช้ต้องการโดยสามารถควบคุมบังคับด้วยสายตา และมาพร้อมแบตเตอรี่ที่เป็นของแข็งแต่ผ่านมาตรฐานทางการแพทย์ ซึ่งบริษัทกล่าวว่าจะสร้างประโยชน์ให้กับผู้ใช้งาน “ลองจินตนาการถึงนักดนตรีที่สามารถมองเห็นเนื้อเพลงหรือโน๊ตดนตรีขณะทำการแสดง ผู้กล่าวสุนทรพจน์มองเห็นบทพูดของตนเองได้โดยไม่ต้องก้มหน้าหรือหันเหสายตาไปทางอื่น หรือนักกรีฑามองเห็นข้อมูลชีวภาพของตนเองรวมถึงระยะทางที่เหลือก่อนถึงเส้นชัย” สตีเฟน ซินแคลร์ (Steven Sinclair) รองประธานของโมโจวิชั่น กล่าว “พูดง่ายๆ มันคือการมอบพลังวิเศษให้กับคุณ” แม้ตัวต้นแบบนี้จะพร้อมสำหรับการทดสอบแล้วแต่ซินแคลร์ระบุว่าจะไม่กำหนดวันเปิดตัว เพราะผลิตภัณฑ์ที่ใช้กับร่างกายมนุษย์ต้องผ่านตามกฏระเบียบของ FDA (องค์การอาารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา) ก่อน รวมทั้งการทดสอบซ้ำแล้วซ้ำเล่าของบริษัทเพื่อให้แน่ใจว่าปลอดภัย ซึ่งอาจใช้เวลานาน แต่ทั้งนี้ตัวเลนส์ต้นแบบถูกผลิตเรียบร้อย “คอนแทคเลนส์อัจฉริยะของเราทำงานได้ดีในห้องปฏิบัติการ ดังนั้นขั้นตอนต่อไปคือเราจะทดสอบว่าสามารถใช้งานได้นานแค่ไหนในชีวิตจริง และต้องใช้งานอย่างไรให้ปลอดภัยพร้อมกับมีประสิทธิภาพสูงสุด” ซินแคลร์กล่าวพร้อมเสริมว่า “เราตั้งเป้าหมายว่ามันจะใช้งานได้ตลอดวันโดยไม่ต้องถอดออกมาชาร์จแบตเตอรี่” ตัวเลนส์เองนั้นเป็นเลนส์แบบบางเฉียบ (Scleral lens) […]