“ต้นมะเดื่อ เปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศให้กลายเป็นหิน
ความสามารถที่น่าทึ่งราวกับเวทมนตร์นี้อาจช่วยมนุษย์ต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศได้”
ต้นไม้ ทุกต้นใช้การสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในอากาศเป็นคาร์บอนอินทรีย์ ซึ่งจะถูกใช้เพื่อการเจริญเติบโตในทุก ๆ ส่วนไม่ว่าจะเป็นลำต้น กิ่ง ราก และใบ ดังนั้นพวกมันจึงมีส่วนในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศอย่างยอดเยี่ยม
อย่างไรก็ตามเมื่อนักวิทยาศาสตร์ศึกษาลงไป พวกเขาก็พบว่าต้นหนึ่งมีความสามารถพิเศษกว่าต้นอื่น ๆ ราวกับว่าใช้เวทมนตร์ได้ ต้นมะเดื่อ บางสายพันธุ์ใช้ CO2 จากบรรยากาศ แล้วเปลี่ยนมันเป็นแคลเซียมคาร์บอนเนตไว้ในลำต้น กักเก็บไว้ในดินบ้าง และบางครั้งก็เปลี่ยนมันเป็นหินได้
“ต้นมะเดื่อที่ศึกษาทั้งหมดในเขตซัมบูรู เกี่ยวข้องกับการตกตะกอนของ CaCO3 (แคลเซียมคาร์บอนเนต) ต้นมะเดื่อสายพันธุ์ F. wakefieldii เกี่ยวข้องกับปริมาณ CaCO3 ที่เพิ่มขึ้น” ทีมวิจัยเขียน “นอกจากนี้ยังเน้นย้ำถึงศักยภาพของระบบการเกษตรแบบ The oxalate-carbonate pathway (OCP) ที่ใช้มะเดื่อเป็นฐานในการกักเก็บ CO2 ในบรรยากาศที่สำคัญในรูป CaCO3 พร้อมกับสนับสนุนความมั่นคงทางอาหารในท้องถิ่นอีกด้วย”
CO2 กลายเป็นหิน
เมื่อโลกเผชิญกับวิกฤตสภาพอากาศ ต้นไม้มักถูกหยิบขึ้นมาเป็นจุดเด่นอยู่เสมอ เนื่องจากมันมีความสามารถดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกิน ซึ่งจะช่วยลดปริมาณ CO2 ในชั้นบรรยากาศได้ ด้วยเหตุนี้หลายประเทศจึงมีโครงการปลูกป่าจำนวนมาก (การปลูกป่าที่ดีควรศึกษาระบบนิเวศรอบ ๆ เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุด)
พืชเหล่านี้สามารถเปลี่ยนมลพิษให้กลายเป็นอาหารในกระบวนการที่ทุกคนรู้จักนั่นคือ การสังเคราะห์ด้วยแสง โดยเปลี่ยน CO2 เป็นโมเลกุล ‘คาร์บอนอินทรีย์’ ขณะที่การเปลี่ยนให้เป็น ‘คาร์บอนอนินทรีย์’ เองกลับไม่ได้รับความสนใจเลย แต่การถูกมองข้ามนี้ก็มีเหตุผลในตัวเอง
เนื่องจากไม่ใช่ต้นไม้ทุกต้นจะสามารถเปลี่ยนและกักเก็บโมเลกุลให้เป็น ‘คาร์บอนอนินทรีย์’ ได้ ดังนั้นมันจึงเป็นสิ่งที่พิเศษอย่างยิ่งที่นักวิทยาศาสตร์พบว่าต้นมะเดื่อสายพันธุ์ (Ficus wakefieldi) ในเขตซัมบูรู ประเทศเคนยา แถบแอฟริกาตะวันออก สามารถทำเช่นนั้นได้อย่างยอดเยี่ยม
“เราทราบเกี่ยวกับเส้นทางของออกซาเลตคาร์บอนเนตมาระยะหนึ่งแล้ว (The oxalate-carbonate pathway (OCP) ชื่อกระบวนการเปลี่ยนเป็นโมเลกุลคาร์บอนอนินทรีย์) แต่ศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอนยังไม่ได้รับการพิจารณาอย่างเต็มที่” ดร. ไมค์ โรว์ลีย์ (Mike Rowley) อาจารย์อาวุโสแห่งมหาวิทยาลัยซูริก (UZH) หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว
พร้อมเสริมว่า “หากเราปลูกต้นไม้เพื่อระบบเการเกษตรแบบวน และความสามารถในการกักเก็บ CO2 ในรูปของคาร์บอนอินทรีย์ในขณะที่ผลิตอาหาร เราก็สามารถเลือกต้นไม้ที่ให้ประโยชน์เพิ่มเติมด้วยการกักเก็บคาร์บอนอนินทรีย์ในรูปแบบของแคลเซียมคาร์บอเนตได้ด้วย”
ยิ่งไปกว่านั้น คาร์บอนอนินทรีย์เหล่านี้ (หรือในที่นี้คือแคลเซียมคาร์บอนเนต) จะมีช่วงชีวิตอายุยืนยาวกว่าคาร์บอนอินทรีย์ในดินมาก ทำให้มันเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงมากกว่าในการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ
พวกมันทำได้ยังไง?
ต้นไม้เหล่านี้เริ่มต้นด้วยกระบวนการ OCP กล่าวคือ เมื่อพวกมันดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไป พืชจะสังเคราะห์กรดออกซาลิก (oxalic acid) ซึ่งเมื่อรวมตัวกับแร่ธาตุในดินอย่างแคลเซียม ก็จะกลายเป็นผลึกแคลเซียมออกซาเลตสะสมอยู่ตามส่วนต่าง ๆ ของพืช
ต่อมา ผลึกเหล่านี้จะถูกแบคทีเรียหรือเชื้อราเฉพาะทาง เปลี่ยนผลึกเป็นแคลเซียมคาร์บอนเนต ซึ่งเป็นแร่ธาตุชนิดเดียวกับหินปูน โดยจะช่วยเพิ่มค่า pH ของดินรอบ ๆ ต้นไม้ ขณะเดียวกันก็เพิ่มการพร้อมใช้งานของสารอาหารบางชนิดด้วย
ทีมวิจัยได้ตรวจสอบการเปลี่ยนเป็น CaCO3 ด้วยการ ฉีดกรดไฮโดรคลอริกอ่อน ๆ ลงบนต้นไม้ และมองหาฟองอากาศ ซึ่งเป็นสัญญาณว่ามี CO2 ถูกปล่อยออกมาจาก CaCO3 จากนั้นจึงวัดว่ามีสัญญาณเหล่านี้ไปไกลจากต้นไม้แค่ไหน และวิเคราะห์ตัวอย่างต้นไม้เพื่อดูว่ามี CaCO3 มากน้อยแค่ไหน
“เมื่อแคลเซียมคาร์บอนเนตก่อตัวขึ้น ดินรอบ ๆ ต้นไม้ก็จะกลายเป็นด่างมากขึ้น” ดร. โรว์ลีย์ อธิบาย “แคลเซียมคาร์บอนเนตก่อตัวขึ้นทั้งบนพื้นผิวของต้นไม้ และภายในโครงสร้างของต้นไม้ ซึ่งเป็นไปได้ว่า จุลินทรีย์จะย่อยสลายผลึกบนพื้นผิว(ต้นไม้)และแทรกซึมลึกเข้าไปในต้นไม้มากขึ้น แสดงให้เห็นว่าคาร์บอนอนินทรีย์ถูกกักเก็บอยู่ลึกในเนื้อไม้มากกว่าที่เราคิดไว้”
จากต้นมะเดื่อ 3 ชนิดที่ทำการศึกษา พวกเขาพบว่าต้นมะเดือนพันธุ์ Ficus wakefieldii เป็นต้นไม้ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการกักเก็บ CO2 ให้อยู่ในรูปของ CaCO3
อนาคตข้างหน้า
ในตอนนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังวางแผนที่จะศึกษาต่อไปว่าต้นมะเดื่อมีความเหมาะสมที่จะใช้กับระบบการเกษตรกรรมแบบวนได้ดีมากน้อยเพียงใด ด้วยการวัดความต้องการน้ำและผลผลิตของต้นไม้ พร้อมกับวิเคราะห์อย่างละเอียดมากขึ้นว่ามันสามารถกักเก็บ CO2 ได้เท่าไหร่ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน
หากผลลัพธ์ออกมายอดเยี่ยม ต้นมะเดื่อจะกลายเป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของโครงการปลูกป่าทดแทนในอนาคตได้ เนื่องจากมันสามารถเป็นทั้งแหล่งอาหารและแหล่งดูดซับคาร์บอนได้
“การระบุ CaCO3 ในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งนั้นง่ายกว่า” ดร. โรว์ลีย์ กล่าว “อย่างไรก็ตามแม้แต่ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นกว่า คาร์บอนก็ยังสามารถกักเก็บได้ แต่จนถึงขณะนี้ มีการระบุสายพันธุ์ต้นไม้จำนวนเล็กน้อยเท่านั้นที่สามารถสร้าง CaCO3 ได้”
“แต่เราก็ยังเชื่อว่า ยังมีอีกหลายสายพันธุ์ ซึ่งหมายความว่ากระบวนการ OCP อาจเป็นโอกาสสำคัญที่ยังไม่มีการสำรวจเพียงพอ เพื่อช่วยในการลดการปล่อย CO2 เมื่อเราปลูกต้นไม้หรือป่าไม้” เขาเสริม
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
https://www.discovermagazine.com
อ่านเพิ่มเติม : การลดลงของช้างเอเชีย อาจนำไปสู่การล่มสลายของระบบนิเวศป่าเขตร้อน
