วิศวกรรมดาวเคราะห์ ตอนที่ 2 การรวมเป็นหนึ่งของความรู้เพื่อช่วยโลก

          เมื่อวันที่ 30 กรกฎาคมที่ผ่านมา เว็บไซต์ของวารสาร Nature รายงานว่า Harvard University ได้ทำการตั้งคณะกรรมการเพื่อตรวจสอบผลกระทบด้านจริยธรรมสิ่งแวดล้อมและภูมิรัฐศาสตร์ของโครงการที่มีชื่อว่า Stratospheric Controlled Perturbation Experiment (SCoPEx) ซึ่งเป็นโครงการเกี่ยวกับการปล่อยพลูม (Plume) ของอนุภาคสารแคลเซียมคาร์บอเนตจากบอลลูนที่ระดับความสูง 20 กิโลเมตรทางทิศตะวันตกเฉียงใต้เหนือน่านฟ้าของประเทศสหรัฐอเมริกา เพื่อศึกษารูปแบบการกระจายตัวของอนุภาคและผลกระทบที่เกิดขึ้นในบรรยากาศ โดยโครงการดังกล่าวเป็นหนึ่งในรูปแบบของวิศวกรรมดาวเคราะห์ (Geoengineering) ซึ่งกำลังได้รับความสนใจอย่างมากในต่างประเทศ


          นักวิจัยในต่างประเทศแบ่งการจัดการทางวิศวกรรมดาวเคราะห์ออกเป็นหลายหมวดหมู่ ดังนี้


          1. การจัดการรังสีอาทิตย์ (Solar Radiation Management) หมายถึงวิธีการที่ทำให้แสงอาทิตย์ที่ตกกระทบผิวโลกมีค่าลดลงเพื่อลดอุณหภูมิเฉลี่ยของโลก เช่น การส่งอนุภาคขนาดเล็กขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ การใช้แผ่นวัสดุสีขาวปูบนพื้นผิวโลก การออกแบบสิ่งก่อสร้างที่สะท้อนแสงได้ดี การสร้างเมฆเทียม ไปจนถึงการสร้างวงแหวนครอบโลก (Dyson Sphere) เพื่อสะท้อนแสงอาทิตย์บางส่วนกลับสู่อวกาศ ซึ่งเป็นการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติในการสะท้อน (Reflectivity) หรืออัลบีโด (Albedo) ของวัตถุที่ปกคลุมผิวโลก โดยวัตถุปกคลุมที่มีสีโทนสว่างจะมีค่าอัลบีโดสูง ส่วนวัตถุปกคลุมที่มีสีโทนคล้ำจะมีค่าอัลบีโดต่ำ           2. การลดปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon Dioxide Removal) หมายถึงการใช้เทคโนโลยีดักจับและจัดเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon Capture and Storage) ให้อยู่ในรูปของแข็งหรือของเหลว แล้วนำไปเก็บในสถานที่ที่คาร์บอนเหล่านั้นหลุดรอดออกสู่บรรยากาศได้ยาก เช่น การแปรรูปแก๊สเป็นแร่ (Mineral Carbonation) การเปลี่ยนแก๊สให้กลายเป็นของเหลวแล้วฉีดอัดลงไปในชั้นหินใต้ผิวโลก (Liquid Carbon Injection) รวมถึงการโปรยธาตุเหล็กลงในมหาสมุทร (Ocean Iron Fertilization) เพื่อเพิ่มจำนวนแพลงก์ตอนที่ดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนสาเหตุที่นักวิทยาศาสตร์พยายามลดปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหลักเพราะมันเป็นแก๊สที่ถูกปลดปล่อยออกมามากอย่างต่อเนื่องและมีค่าการคงอยู่ในชั้นบรรยากาศ (Atmospheric Lifetime) ยาวนาน

            3. การปฏิวัติเทคโนโลยีพลังงาน (Energy Technology Revolution) หมายถึงการลดการใช้พลังงานฟอสซิล การทำให้พลังงานฟอสซิลสะอาดขึ้น การออกแบบอาคารประหยัดพลังงาน และการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานยุคใหม่ เช่น แผงโซลาร์เซลล์ประสิทธิภาพสูง (High Efficiency Solar Panels) กังหันชนิดตัวนำยิ่งยวดแบบหมุนสวนทาง (Superconducting Counter Rotating Turbine) พลังงานไฮโดรเจน พลังงานนิวเคลียร์ฟิวชั่น และแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง เป็นต้น

            4. การปรับเปลี่ยนสภาพพื้นผิวดาวเคราะห์ (Terraforming) หมายถึงการปรับเปลี่ยนพื้นผิวโลกบางแห่งให้เหมาะสมกับการอยู่อาศัย เป็นแหล่งผลิตอาหาร หรือเพื่อวัตถุประสงค์ที่จำเพาะเจาะจง เช่น การดัดแปลงทะเลทรายหรือพื้นที่แห้งแล้งให้กลายเป็นป่าปลูก (Artificial Forest) เพื่อปรับค่าอัลบีโดและกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ทั้งนี้ การดำเนินการทางวิศวกรรมดาวเคราะห์อาจส่งผลกระทบต่อระบบพลวัตของโลก (Earth System Dynamics) แบบเป็นทอดๆ (Domino Effect) ดังนั้นจึงต้องคำนึงถึงการอนุรักษ์ระบบนิเวศเดิมทางธรรมชาติให้รักษาความหลากหลายทางชีวภาพเอาไว้ได้ด้วย

            จากที่กล่าวมาทั้งหมด ผู้อ่านคงเห็นภาพแล้วว่าวิศวกรรมดาวเคราะห์คือศาสตร์ที่รวบรวมองค์ความรู้จากหลากหลายสาขาทั้งฟิสิกส์ เคมี ชีวะ คณิตศาสตร์ ดาราศาสตร์ อุตุนิยมวิทยา สมุทรศาสตร์ ธรณีวิทยา นิเวศวิทยา สถาปัตยกรรม และวิศวกรรมแทบทุกสาขาเอาไว้ในหนึ่งเดียว อีกทั้งบางโครงการก็มีขนาดใหญ่จนต้องอาศัยความร่วมมือระดับนานาชาติ แต่ก่อนที่จะไปถึงจุดนั้น การศึกษาจากระดับเล็กแบบค่อยเป็นค่อยไปย่อมเป็นสิ่งสำคัญ เพราะหากเราลงมือดัดแปลงส่วนใดส่วนหนึ่งของโลกโดยขาดความรู้ความเข้าใจ สิ่งที่ตามมาคือความเสี่ยงซึ่งอาจนำไปสู่สภาพวิกฤติที่ไม่อาจกู้คืนได้ ยกตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนทะเลทรายให้กลายเป็นป่าปลูกในบริเวณกว้างอาจทำให้เกิดพายุมากขึ้น เพราะความชื้นในอากาศมีมากจนเกินสมดุล อีกทั้งยังเป็นการลดปริมาณตะกอนแร่ธาตุที่ถูกพัดพาออกจากทะเลทรายโดยกระแสลม ซึ่งอาจนำไปสู่การเสียสมดุลทางอาหารของป่าและมหาสมุทรอีกด้วย


          สุดท้ายนี้ หากโครงการวิศวกรรมดาวเคราะห์ขนาดใหญ่สามารถเกิดขึ้นได้จริงในอนาคตข้างหน้า สิ่งนี้ย่อมแสดงให้เห็นว่ามนุษยชาติได้ครอบครองปัญญาและเทคโนโลยีระดับดวงดาวเอาไว้ในกำมือ แต่หากมนุษย์ยังไม่มีสำนึกรับผิดชอบต่อดาวแม่ ต่อให้มีดาวเคราะห์ที่เหมือนโลกอีกกี่ดวงก็คงไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการที่ไม่รู้จักจบสิ้นของมนุษย์ ดังนั้นเราต้องพึงตระหนักไว้เสมอว่าในระบบสุริยะแห่งนี้ ณ เวลานี้ มีดาวเคราะห์ดวงนี้เพียงดวงเดียวที่ “เรา” สามารถเกิดและดำรงชีวิตอยู่ได้ เพราะโลกใบนี้เคยเป็นบ้านของบรรพบุรุษเรา เป็นบ้านของเรา และอาจเป็นบ้านของลูกหลานเราไปอีกนานแสนนาน

 

อ้างอิง

• https://www.e-education.psu.edu/meteo469/node/179
• http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2016/engineering-earth-fight-climate-change/
• https://www.nature.com/articles/d41586-019-02331-y?utm_source=fbk_nnc&utm_medium=social&utm_campaign=naturenews&sf216647998=1&fbclid=IwAR3mA192XvkIkc7L62hdSIyhVRCO6gUC5LB4aE9lZMffABTccz-59pOv55Y
• https://www.nature.com/articles/s41559-017-0431-0
• https://www.sciencedaily.com/releases/2017/06/170608073356.htm?fbclid=IwAR1uhOCoRRi5eUv91_u6TCgQkBIq_wzYo-sV_3H-mfbFnYdxrta7y9Mos1Y