หลายคนคงเคยได้ยินเรื่อง ‘ธารน้ำแข็ง’ หรือ ‘Glacier’ ที่กำลังละลายอย่างรวดเร็วมาก่อน ก่อนหน้านี้มีการคาดการณ์กันไว้ว่า การละลายของพวกมันอยู่ในขั้นวิกฤต อาจจะมาถึงจุดที่ไม่สามารถหวนคืนได้แล้ว และเท่าที่ตรวจวัดได้ อัตราการละลายของน้ำแข็งในปัจจุบันดูเหมือนจะมากกว่าที่คาดการณ์กันไว้เสียอีก เพื่อให้การพยากรณ์แม่นยำขึ้น ช่วยให้มนุษย์รับมือกับปัญหาอุทกภัยที่จะตามมาในอนาคต นักวิทยาศาสตร์จึงเร่งศึกษา ‘ธารน้ำแข็งกรีนแลนด์ (Greenland’s Glacier)’ หนึ่งในที่มาหลักที่ทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง
‘ฟยอร์ด’ กับความลึกที่เป็นเบาะแสแรก
ท่ามกลางความเวิ้งว้างของน่านน้ำอาร์กติก ธารน้ำแข็งกรีนแลนด์ได้ละลายพุ่งลงสู่มหาสมุทรตามแนวฟยอร์ด (fjords) หรือ ขอบผาที่เป็นเวิ้งน้ำลึกลงไป และเพราะความลึกและความขรุขระตามชายฝั่งที่เข้าถึงยากของฟยอร์ดนี่เอง ที่ทำให้นักวิจัยขาดข้อมูลในเรื่องระดับความลึกของมัน ทำให้ไม่อาจประเมินได้อย่างแม่นยำว่า มีปริมาณน้ำในมหาสมุทรเท่าใดในแต่ละฟยอร์ด
Credtit : earthobservatory.nasa.gov
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate change) นั้นส่งผลต่ออุณหภูมิมหาสมุทรที่สูงขึ้น ดังนั้น ปริมาณน้ำมหาสมุทรอุ่นที่เข้าถึงฟยอร์ด จึงนำไปสู่การละลายของธารน้ำแข็งในฟยอร์ดนั่นเอง
ด้วยเหตุนี้ เมื่อ 5 ปีก่อน นักวิทยาศาสตร์จึงได้เริ่มต้นภารกิจ Oceans Melting Greenland (OMG) ศึกษาการละลายของธารน้ำแข็งเหล่านี้จากทางอากาศและทางเรือ ด้วยการวัดฟยอร์ดทีละแห่ง จนสามารถสำรวจธารน้ำแข็งได้ถึง 226 แห่ง และพบว่าฟยอร์ด ‘ลึก’ 74 แห่ง เป็นที่มาของปริมาณน้ำแข็งละลายเกือบครึ่งหนึ่งของปริมาณทั้งหมด ในช่วงปี 1992 ถึง 2017
Credits: NASA
งานวิจัยนี้ ตีพิมพ์ใน Science Advances เมื่อวันที่ 1 มกราคม หรือวันปีใหม่ที่ผ่านมา และถือเป็น ‘ครั้งแรก’ เลยที่อธิบายได้ว่า น้ำชายฝั่งที่ร้อนขึ้นส่งผลต่อการละลายของธารน้ำแข็งกรีนแลนด์อย่างไร
ธารน้ำแข็งเหล่านี้มีการตัดเฉือน (Undercutting) จาก ‘ข้างใต้’ มากที่สุด เพราะเป็นบริเวณที่อบอุ่นกว่าด้านบน คำอธิบายสำหรับเรื่องนี้คือ ที่ด้านล่างของฟยอร์ดนั้นเป็นบริเวณที่มีเกลือหรือน้ำเค็มสะสมอยู่ ทำให้บริเวณนี้มีอุณหภูมิสูงกว่าน้ำที่เกลือมีอยู่อย่างเจือจางหรือไม่มีเกลือเลยด้านบน มันจึงละลาย ‘ฐาน’ ของธารน้ำแข็งที่อยู่ข้างใต้ ค่อย ๆ ทำให้น้ำแข็งด้านบนปริแตกออกจากกัน
และที่น่าเหลือเชื่อกว่า คือในทางตรงกันข้าม ธารน้ำแข็ง 51 แห่งที่ยื่นออกไปในฟยอร์ด ‘ตื้น’ หรือ อยู่บนสันเขาตื้น ๆ มีการตัดเฉือนในลักษณะนี้น้อยที่สุด และปริมาณน้ำแข็งที่ละลายในส่วนนี้ คิดเป็นเพียง 15% ของปริมาณน้ำแข็งที่ละลายทั้งหมดเท่านั้น
ไมเคิล วู้ด (Michael Wood) นักวิจัยระดับหลังปริญญาเอกจาก Jet Propulsion Laboratory ของนาซา และผู้เขียนหลักของงานวิจัยชิ้นนี้กล่าวว่า เขารู้สึกประหลาดใจมากกับการค้นพบนี้
“ธารน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดและลึกที่สุด กลับถูกตัดและละลายเร็วกว่าธารน้ำแข็งขนาดเล็กในน้ำตื้นมาก … หรือพูดอีกอย่างคือ ธารน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุด กลับมีความอ่อนไหวต่อน้ำอุ่นมากที่สุด และเป็นที่มาหลักของการปริมาณน้ำแข็งละลายอันมหาศาลของกรีนแลนด์”
และนั่นสรุปได้ว่า สำหรับกรณีของธารนำแข็งกรีนแลนด์ ยิ่งธารน้ำแข็งมีขนาดใหญ่ ก็ยิ่งละลายเร็วเท่านั้น และต้นเหตุก็คือความลึกของฟยอร์ดที่ธารน้ำแข็งนั้นตั้งอยู่นั่นเอง
(อ่านต่อหน้า 2 คลิกด้านล่างเลย)
เหตุเกิดเพราะ ‘น้ำจืด’ ละลาย
กรีนแลนด์เป็นที่ตั้งของธารน้ำแข็งเพียงสองแห่งของโลก น้ำแข็งที่นั่นมีความหนามากกว่า 2 ไมล์ (3 กิโลเมตร) บริเวณขอบของกรีนแลนด์ ธารน้ำแข็งขนาดใหญ่จะยื่นออกมาจากแผ่นน้ำแข็ง และจะไหลลงหุบเขาอย่างช้า ๆ ลำเลียงน้ำแข็งให้ค่อย ๆ ลงสู่ฟยอร์ด แล้วละลาย แตกออกหรือถูกกัดเกาะเป็นภูเขาน้ำแข็ง (Icebergs) น้ำแข็งเหล่านี้จะถูกเติมเต็มด้วยหิมะที่โปรยปราย (เหมือนฝนตกบนเขาที่ทำให้เกิดน้ำตกหรือลำธารนั่นแหละ) จากนั้นเมื่อเวลาผ่านไป หิมะเหล่านั้นก็จะถูกบีบอัดจนกลายเป็นแผ่นน้ำแข็งต่อไป
หากแผ่นน้ำแข็งอยู่ภาวะสมดุล ปริมาณหิมะที่สะสมอยู่ด้านบนจะเท่ากับน้ำแข็งที่ละลาย ระเหย และหลุดออกไป แต่จากการสังเกตก่อนหน้านี้ พบว่าแผ่นน้ำแข็งขาดความสมดุลมาตั้งแต่ยุค 1990 อัตราการละลายได้เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ การสูญเสียน้ำแข็งที่เกินปริมาณนี้ทำให้แผ่นน้ำแข็งหดตัว และธารน้ำแข็งมีลักษณะดูเหมือน ‘ถอย’ เข้าหาฝั่งมากขึ้นเรื่อย ๆ
นับเป็นระดับที่ต่ำสุดอันดับสอง ตั้งแต่การเก็บรักษาสถิติสมัยใหม่เริ่มขึ้น
Credit: NASA’s Scientific Visualization Studio
นอกจากเพราะฟยอร์ดลึกที่อธิบายไปก่อนหน้าแล้ว สาเหตุหลักของปริมาณธารน้ำแข็งที่ลดลงอย่างต่อเนื่องอีกอย่างคือ ในช่วงฤดูร้อน อุณหภูมิของอากาศที่เพิ่มขึ้น ก็ทำให้พื้นผิวของธารน้ำแข็งร้อนขึ้น ก่อให้เกิดแอ่งน้ำละลาย และน้ำในแอ่งเหล่านี้ ก็จะรั่วไหลผ่านน้ำแข็งและธารน้ำแข็ง ซึมลงไปใต้ผิวน้ำ เมื่อน้ำละลายไหลลงสู่ทะเล ก็จะพบกับน้ำเค็มที่อุ่นกว่า
น้ำแข็งที่ละลายเหล่านี้ปราศจากเกลือ ดังนั้นจึงมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำเค็ม พวกมันจึงลอยอยู่ด้านบนและจะชักนำน้ำในมหาสมุทรที่อุ่นกว่าให้มาสัมผัสกับฐานของธารน้ำแข็ง
ดังนั้น ปริมาณการตัดเฉือนฐานธารน้ำแข็งข้างใต้ จึงขึ้นอยู่กับความลึกของฟยอร์ด อุณหภูมิของน้ำในมหาสมุทร และปริมาณน้ำจืดที่ละลายไหลออกมาจากใต้ธารน้ำแข็ง เมื่อสภาพอากาศร้อนขึ้น ปริมาณน้ำจืดที่ละลายก็ย่อมเพิ่มขึ้น ส่งให้อุณหภูมิของมหาสมุทรสูงขึ้นตามไปด้วย กลายเป็นปัจจัยช่วยเร่งกระบวนการตัดเฉือนและการละลายของธารน้ำแข็งยิ่งขึ้นไปอีก
การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่า แบบจำลองสภาพภูมิอากาศก่อนหน้านี้ อาจประเมินปริมาณการละลายน้ำแข็งต่ำไป เพราะขาดการนำสองปัจจัยหลังนี้ เข้าไปวิเคราะห์ร่วมด้วย
Credit : NASA
การค้นพบดังกล่าว ช่วยอธิบายในเชิงลึก ตอบคำถามได้ว่า เพราะเหตุใดธารน้ำแข็งหลายแห่งในกรีนแลนด์จึงไม่ฟื้นตัวหลังจากที่อุณหภูมิน้ำในมหาสมุทรอุ่นขึ้นอย่างกะทันหันเกือบ 2 องศาเซลเซียส ในช่วงปี 1998 ถึงปี 2007 แม้ว่าในปีต่อมา คือ ปี 2008 จนถึง 2017 ภาวะโลกร้อนจะหยุดลงชั่วคราว แต่อัตราการละลายของธารน้ำแข็งก็ยังคงไม่หยุดตาม แถมกลับเพิ่มขึ้นอย่างรุนแรงเสียด้วย
“เราทราบมานานกว่าทศวรรษแล้วว่า มหาสมุทรที่อุ่นขึ้นมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงไปของธารน้ำแข็งในกรีนแลนด์ แต่นี่เป็นครั้งแรกเลยที่เราสามารถหาปริมาณน้ำที่เกิดจากกระบวนการเฉือน และอธิบายให้เห็นได้ว่ามันส่งผลต่อธารน้ำแข็งอย่างไรได้อย่างแจ่มแจ้ง” เอริค ริกนอต (Eric Rignot) รองนักสำรวจหลักของโครงการ OMG และผู้บริหารภารกิจกล่าว
(อ่านต่อหน้า 3 คลิกด้านล่างเลย)
สำรวจลึกลงไปในน้ำแข็ง
ปัจจุบัน ย่างเข้าสู่ปีที่ 6 แล้ว ที่ภารกิจ OMG ยังคงเดินหน้าวัดอุณหภูมิของมหาสมุทรและความเค็มรอบชายฝั่งทั้งหมดของกรีนแลนด์ ทีมงานใช้เวลาหลายสัปดาห์ นำยานสำรวจหรือโพรบจำนวน 250 – 300 ลำ ขนส่งด้วยเครื่องบินหย่อนลงไปในฟยอร์ด เพื่อวัดว่าอุณหภูมิและปริมาณเกลือในน้ำเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในระดับความลึกที่ต่างกัน ในขณะวัดความลึก ทำแผนที่ของฟยอร์ดที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ไปด้วย
น้ำสีน้ำตาลกลางภาพเกิดจากตะกอนที่ผุดขึ้นมาเนื่องจากน้ำจืดที่ละลายไหลซึมมาจากใต้ธารน้ำแข็ง
Credits: NASA/JPL-Caltech
ข้อมูลนี้ จะช่วยเสริมการสำรวจอื่น ๆ ในภูมิภาครวมถึงการวัดค่า OMG ผ่านทางเรือ และข้อมูลเชิงสังเกตการณ์ที่รวบรวมจากดาวเทียม Landsat ของนาซา และการสำรวจ US Geologic Survey ทำให้เราเข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างน้ำแข็งกับมหาสมุทรมากขึ้น
“เมื่อมหาสมุทรพูด ธารน้ำแข็งกรีนแลนด์ก็รับฟัง”
จอช วิลลิส (Josh Willis) นักสำรวจหลักของ OMG กล่าวประโยคซึ่งสะท้อนว่า กลุ่มธารน้ำแข็ง 74 แห่งในฟยอร์ดลึกนี้ ‘รู้สึก’ หรือ ‘ได้รับอิทธิพล’ ของมหาสมุทรจริง ๆ และการค้นพบนี้จะช่วยให้เราคาดการณ์ได้ว่าน้ำแข็งจะละลายเร็วเพียงใด และจะสิ่งนี้เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับทั้งคนรุ่นนี้และรุ่นต่อไป
ก่อนหน้านี้ นาซาเคยติดตามหาปัจจัยอื่นที่ช่วยอธิบายว่าทำไมระดับน้ำทะเลจึงสูงขึ้นกว่าที่คาดมาแล้ว (ตามไปอ่านได้ในบทความ นาซาไขปริศนา “ทำไมระดับน้ำทะเลพุ่งสูงเกินคาด” ช่วยรับมือ ‘เมืองจมน้ำ’ ในอนาคต) ทำให้เราเห็นได้ว่าอาจมีหลายปัจจัยมาก ๆ ที่ยังซ่อนอยู่ ยังไม่ถูกค้นพบ
เดิมเราเคยคิดง่าย ๆ ว่าแค่อุณหภูมิสูงขึ้น น้ำแข็งก็ละลายเร็วขึ้น แต่จากการค้นพบในช่วงหลัง ดูเหมือนว่าเรื่องนี้จะซับซ้อนและน่ากังวลกว่าที่คาด ชี้ในเห็นว่าภาวะโลกร้อนและธารน้ำแข็งละลายเป็นอีกเรื่องที่เราควรต้องติดตามเพื่อเตรียมรับมือกันต่อไป
อ้างอิง
พิสูจน์อักษร : สุชยา เกษจำรัส