สายสัมพันธ์ของเมฆบนฟ้า ปะการังในน้ำ และแผ่นดินไหวใต้โลก

          การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ (Climate Change) เนื่องจากภาวะโลกร้อน (Global Warming) ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาได้ส่งผลกระทบทางลบต่อทุกภาคส่วนของโลก มนุษย์ที่ใช้ชีวิตอยู่บนแผ่นดินคงเคยชินกับความผันผวนของฝนฟ้าอากาศที่แปรปรวนจนพยากรณ์ได้ยาก แต่เนื่องจากพื้นที่ 3 ใน 4 ของพื้นผิวโลกถูกปกคลุมด้วยน้ำ ระบบนิเวศในทะเลจึงได้รับผลกระทบจากภาวะโลกร้อนไม่ต่างจากระบบนิเวศบนบก ในบทความนี้ผู้เขียนจะพาผู้อ่านไปสำรวจความสัมพันธ์ของเมฆบนฟ้า ปะการังในน้ำ และแผ่นดินไหวใต้โลกว่ามีความเกี่ยวข้องกันอย่างไร แต่ก่อนอื่น เราต้องไปทำความรู้จักกับปะการัง (Coral) แบบรวบรัดกันก่อน


          หลายท่านอาจคิดว่าปะการังเป็นก้อนหินหรือดอกไม้ทะเลที่มีรูปร่างและสีสันหลากหลาย แต่ความจริงแล้วปะการังเป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ถูกจัดอยู่ในไฟลัมซีเลนเทอราตา (Phylum Coelenterata) ปะการังประกอบด้วยโครงสร้างสำคัญ 2 ส่วน คือโครงร่างแข็ง (Skeleton) ที่เป็นหินปูน และตัวปะการัง (Polyp) ที่มีรูปร่างคล้ายทรงกระบอกขนาดเพียงไม่กี่มิลลิเมตร เนื้อเยื่อของตัวปะการังจะใส อ่อนนุ่ม มีหนวดโบกสะบัดเพื่อดักจับแพลงก์ตอน (Plankton) มาเป็นอาหาร และมีสาหร่ายขนาดเล็กที่เรียกว่า ซูแซนเทลลี (Zooxanthellae) เกาะอยู่แบบพึ่งพาอาศัยกัน (Mutualism) สาหร่ายจะทําหน้าที่สังเคราะห์แสงเพื่อช่วยสร้างอาหารให้แก่ปะการัง ช่วยเร่งกระบวนการสร้างหินปูน ช่วยสร้างสีสันให้กับปะการัง และปะการังจะให้ที่อยู่อาศัยแก่สาหร่าย

            ปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำทะเล ค่า pH ค่าความเค็ม ปริมาณแร่ธาตุจากตะกอน ปริมาณของหยาดน้ำฟ้า พายุ กระแสน้ำ รวมถึงมลพิษทางทะเลได้ทำให้สภาพแวดล้อมในทะเลเปลี่ยนแปลงไป หากน้ำทะเลมีอุณหภูมิสูงกว่า 30 องศาเซลเซียสเป็นเวลาต่อเนื่องกันประมาณ 3 สัปดาห์ ปะการังจะอยู่ในสภาพอ่อนแอ เนื่องจากสาหร่ายที่เกาะอยู่บนเนื้อเยื่อของปะการังจะผลิตอนุมูลอิสระ (Free Radical) ที่เป็นพิษต่อปะการังออกมาเป็นจำนวนมาก ปะการังจึงไล่สาหร่ายเหล่านั้นออกมาและเป็นสาเหตุของปะการังฟอกขาว (Coral Bleaching) หากภาวะฟอกขาวเกิดขึ้นต่อไปอีกประมาณ 2 ถึง 3 เดือน ปะการังจะอ่อนแอลงเรื่อยๆ และตายไปในที่สุด
            กลับมาที่เรื่องความสัมพันธ์ระหว่างเมฆกับปะการัง หลายปีก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์พบว่าแนวปะการังมีการปลดปล่อยแก๊สในกลุ่มไดเมทิลซัลไฟล์ (Dimethyl Sulphide หรือ DMS) ออกมาจำนวนหนึ่ง เมื่อ DMS ล่องลอยขึ้นสู่บรรยากาศในรูปของละอองลอย (Aerosol) ละอองลอยเหล่านั้นจะทำหน้าที่เป็นแกนควบแน่นของเมฆ (Cloud Condensation Nuclei หรือ CCN) เมฆจึงก่อตัวง่ายขึ้นและทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิของภูมิอากาศท้องถิ่น (Microclimate) เหนือแนวปะการังจากการสะท้อนรังสีของค่าอัลบีโด (Albedo) ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์บางท่านจึงเรียกกลไกการสร้างเมฆของปะการังว่าเป็นส่วนหนึ่งของสมมติฐานกลไกการตอบสนองกลับแบบไกอา (Gaia Feedback Mechanism Hypothesis) ซึ่งเป็นสมมติฐานที่ว่าด้วยการปรับตัวของโลกเพื่อเข้าสู่สภาวะสมดุลหลังเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรง ตามแนวคิดของนักชีวเคมีชาวอังกฤษนามว่า เจมส์ เลิฟล็อค (James Lovelock)           เพื่อรักษาเยียวยาปะการังจากภาวะฟอกขาว เดือนเมษายนที่ผ่านมา ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก Southern Cross University จึงวางแผนนำเรือที่ติดตั้งปืนสำหรับยิงผลึกเกลือขึ้นสู่ท้องฟ้าบริเวณแนวปะการัง Great Barrier Reef ของประเทศออสเตรเลีย ผลึกเกลือดังกล่าวจะทำหน้าที่เป็นแกนควบแน่นของเมฆเพื่อทำให้เมฆสามารถก่อตัวได้ง่ายขึ้นและช่วยลดอุณหภูมิของน้ำบริเวณแนวปะการัง แต่แผนดำเนินการดังกล่าวยังอยู่ในขั้นตอนการศึกษาวิจัยว่ามีผลดีและผลเสียอย่างไร ขณะเดียวกัน ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO), Australia’s National Science Agency, Australian Institute of Marine Science (AIMS) และ University of Melbourne ก็ร่วมกันปรับปรุงความสามารถในการต้านทานความร้อนของปะการัง (Coral Heat Resistance) โดยการเพาะเลี้ยงและคัดเลือกสาหร่ายที่อยู่บนเนื้อเยื่อของปะการังที่สามารถทนทานต่อความร้อนได้มากขึ้นด้วยวิธีที่เรียกว่า Directed Evolution จากผลการศึกษาเป็นระยะเวลา 4 ปี ทีมนักวิจัยพบว่าสาหร่ายที่  ผ่านการคัดเลือกทางพันธุกรรมสามารถลดภาวะฟอกขาวของปะการังได้ งานวิจัยดังกล่าวถูกเผยแพร่เมื่อเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมา


          จบเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างเมฆกับปะการังไปแล้ว ต่อไปเราจะมาดูความสัมพันธ์ของปะการังกับแผ่นดินไหวกันต่อ แผ่นดินไหวโดยทั่วไปเกิดจากการเคลื่อนที่ของรอยเลื่อน (Fault) และรอยต่อของแผ่นเปลือกโลก (Boundary) การขยับเขยื้อนดังกล่าวสามารถเปลี่ยนแปลงระดับของพื้นผิวโลกให้สูงหรือต่ำลงได้ หากการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นในทะเลที่มีปะการัง ปะการังดังกล่าวสามารถถูกยกสูงขึ้นจนโผล่พ้นผิวน้ำ เพราะปกติแล้วปะการังจะเติบโตในน้ำตื้นแต่จะไม่ขยายขนาดจนโผล่พ้นผิวน้ำ หรืออาจพิจารณาจากรูปร่างของปะการังที่เปลี่ยนแปลงไปตามระดับน้ำ กรณีที่ระดับน้ำลดลงหรือฐานของปะการังถูกยกให้สูงขึ้น ปะการังจะโตออกด้านข้าง เรียกว่าปะการังจิ๋วแบบหมวกปีก (Hat Microatoll) ส่วนกรณีที่ระดับน้ำเพิ่มขึ้นหรือฐานของปะการังลดต่ำลง ปะการังจะขยายขนาดออกทั้งด้านบนและด้านข้าง เรียกว่าปะการังจิ๋วแบบถ้วย (Cup Microatoll) หลักฐานเหล่านี้ทำให้นักธรณีฟิสิกส์ที่ศึกษาด้านบรรพแผ่นดินไหววิทยา (Paleoseismology) สามารถระบุช่วงเวลาที่เกิดแผ่นดินไหวในอดีตได้โดยคำนวณจากอัตราการเติบโตของปะการัง           พออ่านมาถึงตรงนี้ หลายท่านอาจมีคำถามว่า “ปะการังสำคัญอย่างไร?” เหตุใดนักวิทยาศาสตร์จึงเป็นห่วงเป็นใยปะการังขนาดนี้ คำตอบคือปะการังมีความสำคัญทั้งต่อมนุษย์และระบบนิเวศในทะเล เพราะปะการังเป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์ทะเลจำนวนมาก หากปะการังหายไป จำนวนสิ่งมีชีวิตและความหลากหลายทางชีวภาพในทะเลก็จะลดลง ส่งผลให้ชาวประมงที่มีวิถีชีวิตพึ่งพาท้องทะเลได้รับผลกระทบตามไปด้วย!


          อย่างไรก็ตาม หลายปีที่ผ่านมามีการปลูกปะการังโดยใช้โลหะ พลาสติก และยางรถยนต์เป็นโครงร่าง แต่เมื่อเวลาผ่านไป โลหะ พลาสติก และยางรถยนต์เหล่านี้จะปลดปล่อยมลพิษในรูปสารเคมีและไมโครพลาสติกที่เป็นผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมออกมาเป็นจำนวนมาก ดังนั้น สิ่งที่เราควรทำเมื่อไปเที่ยวทะเลคือไม่เข้าไปแตะต้องปะการัง เพราะปะการังเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีคุณค่าแต่ใช้เวลานานมากในการเติบโต           สุดท้ายนี้ ผู้อ่านทุกท่านคงเห็นแล้วว่าเมฆบนฟ้า ปะการังในน้ำ และแผ่นดินไหวใต้โลกมีความสัมพันธ์กันอย่างลึกซึ้งในแง่มุมที่หลายคนอาจคาดไม่ถึง และสิ่งที่ทำให้เราทราบถึงสายใยของสิ่งต่างๆ ในธรรมชาติก็คือพลังของวิทยาศาสตร์

 

อ้างอิง

• หนังสือ Soft Quake โดย สันติ ภัยหลบลี้
• https://phys.org/news/2020-04-scientists-cloud-brightening-great-barrier.html?fbclid=IwAR0rY7rm5n8aAQI-Q1J2XwwrBKPfvadO0PpAfXnoxAitvxBUSowhHiUyXn8
• https://phys.org/news/2020-05-scientists-successfully-resistant-coral.html
• https://www.usgs.gov/centers/pcmsc/science/coral-reef-facts?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects
• https://oceanservice.noaa.gov/facts/coralreef-climate.html?fbclid=IwAR1gsoFZD4D2YwD8oJhi7CRvOz-w5F52Pjzokesw2W0addt2J8YFAHY7oxE
• http://www.tectonics.caltech.edu/outreach/highlights/sumatra/coral.html?fbclid=IwAR2Vzm9qwjRHLIKImB0uCEAttQamBsXD-SuZwczGS-pF_pqIOxvQKsLwdOQ
• https://www.newscientist.com/article/dn6953-coral-reefs-create-clouds-to-control-the-climate/?fbclid=IwAR00esFqLCjm5McefXkCObkvvAOadiqIbL4nW6v7HGe5VjwTSc5eekM4T3k
• https://www.newscientist.com/article/dn11603-indonesian-earthquake-lifted-coral-to-its-death/?fbclid=IwAR1gsoFZD4D2YwD8oJhi7CRvOz-w5F52Pjzokesw2W0addt2J8YFAHY7oxE