เหตุใดมหาสมุทรกำลังมีสีเข้มขึ้น

ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาพบว่า มหาสมุทรมากกว่า 1 ใน 5 ของโลกกำลังมีสีเข้มมากขึ้น จากงานวิจัยของมหาวิทยาลัยพลีมัธในสหราชอาณาจักร

กระบวนการนี้เป็นที่รู้จักในชื่อว่า “การเข้มขึ้นของมหาสมุทร” ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงบนชั้นบนสุดของมหาสมุทรและทำให้แสงทะลุผ่านน้ำได้ยากขึ้น

ชั้นบนสุดนี้เรียกว่า “โฟติกโซน (photic Zone)” มันเป็นบ้านของสิ่งมีชีวิตในทะเลราว 90% และมีความสำคัญอย่างมากต่อการรักษาสมดุลวัฏจักรชีวธรณีเคมีทั่วโลกให้อยู่ในสภาพที่ดี

งานศึกษาชิ้นนี้เผยแพร่ในวารสารโกลบอล เชนจ์ ไบโอโลจี (Global Change Biology) โดยระบุว่า 21% ของมหาสมุทรทั่วโลกมีสีเข้มมากขึ้นในช่วงปี 2003-2022

ข้อมูลจากงานวิจัยเชื่อว่าสาเหตุที่มหาสมุทรมีสีเข้มขึ้นเกิดจากปัจจัยต่าง ๆ เช่น การบานของสาหร่ายที่มีการเปลี่ยนแปลงในพลวัตการบาน ไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิผิวน้ำทะเล

เรามักพบเห็นสีเข้มขึ้นในบริเวณชายฝั่งซึ่งน้ำที่อุดมด้วยสารอาหารจะลอยขึ้นมาสู่ผิวน้ำ และฝนที่ตกมากขึ้นจะพัดเอาน้ำที่ไหลบ่าจากพื้นที่ภาคการเกษตรและตะกอนจากแผ่นดินลงไปในน้ำ ส่งผลให้แพลงก์ตอนเติบโตมากขึ้น

ฝนตกหนักรุนแรงกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในหลายพื้นที่ทั่วโลก อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงทางสภาพภูมิอากาศ (climate change)

ในมหาสมุทรเปิดโล่ง สีที่เข้มขึ้นยังมีความเชื่อมโยงกับอุณหภูมิผิวน้ำทะเลที่สูงขึ้นด้วย ซึ่งอาจนำไปสู่การปิดกั้นแสงที่เพิ่มมากขึ้น

เหตุใดมหาสมุทรมีสีเข้มขึ้น ?

ข้อมูลจากงานวิจัยเชื่อว่าสาเหตุที่มหาสมุทรมีสีเข้มขึ้นเกิดจากปัจจัยต่าง ๆ เช่น การบานของสาหร่ายที่มีการเปลี่ยนแปลงในพลวัตการบาน ไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิผิวน้ำทะเล

มักพบเห็นสีเข้มขึ้นในบริเวณชายฝั่งซึ่งน้ำที่อุดมด้วยสารอาหารจะลอยขึ้นมาสู่ผิวน้ำ และฝนที่ตกมากขึ้นจะพัดเอาน้ำที่ไหลบ่าจากพื้นที่ภาคการเกษตรและตะกอนจากแผ่นดินลงไปในน้ำ ส่งผลให้แพลงก์ตอนเติบโตมากขึ้น

ฝนตกหนักรุนแรงกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในหลายพื้นที่ทั่วโลก อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงทางสภาพภูมิอากาศ

ในมหาสมุทรเปิดโล่ง สีที่เข้มขึ้นยังมีความเชื่อมโยงกับอุณหภูมิผิวน้ำทะเลที่สูงขึ้นด้วย ซึ่งอาจนำไปสู่การปิดกั้นแสงที่เพิ่มมากขึ้น

พื้นที่ใดได้รับผลกระทบบ้าง ?

งานศึกษาพบว่า มากกว่า 9% ของมหาสมุทรซึ่งมีขนาดพื้นที่ใกล้เคียงกับทวีปแอฟริกา มีความสว่างลดลงมากกว่า 50 เมตร ขณะที่อีก 2.6% ของมหาสมุทร มีความสว่างลดลงมากกว่า 100 เมตร

การศึกษายังระบุด้วยว่าเห็นความเปลี่ยนแปลงในความลึกโฟติกโซนชัดเจนมากที่สุดอย่างมีนัยสำคัญบริเวณยอดของกระแสน้ำกัลฟ์สตรีม (Gulf stream) ทั้งในภูมิภาคอาร์กติกและแอนตาร์กติกา ซึ่งเป็นพื้นที่ที่โลกกำลังเผชิญกับปัญหาการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศมากที่สุด

สีที่เข้มขึ้นอย่างยังแพร่กระจายไปยังพื้นที่ชายฝั่งทะเลและทะเลปิด รวมถึงทะเลบอลติกด้วย

การศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าความมืดของมหาสมุทรไม่ได้จำกัดอยู่แค่บริเวณชายฝั่งทะเล แต่ยังส่งผลกระทบต่อมหาสมุทรเปิดด้วย

อย่างไรก็ตาม งานศึกษาพบว่าไม่ใช่ทุกส่วนของมหาสมุทรที่มีสีเข้มมากขึ้น แต่มีประมาณ 10% ของมหาสมุทรที่มีความสว่างมากขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันด้วย

ผู้เขียนงานศึกษาบอกว่าภาพผสมผสานเช่นนี้สะท้อนให้เห็นถึงความซับซ้อนของระบบมหาสมุทร และมีปัจจัยอย่างอย่างที่ส่งผลต่อความใสของน้ำ

ปรากฏการณ์นี้ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลอย่างไร ?

แม้ว่าผลกระทบที่แน่ชัดของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะยังไม่ชัดเจน แต่นักวิทยาศาสตร์บอกว่าสายพันธุ์ทางทะเลจำนวนมากและระบบนิเวศของโลกอาจได้รับผลกระทบ

“มีงานวิจัยที่แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของมหาสมุทรได้เปลี่ยนสีไปในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา อาจเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงในชุมชนแพลงก์ตอน” ดร. โทมัส เดวีส์ รองศาสตราจารย์ด้านการอนุรักษ์ทางทะเล กล่าว

“แต่ผลการวิจัยของเรามีหลักฐานว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทำให้เกิดสีเข้มที่ขยายพื้นที่มากขึ้น ซึ่งลดพื้นที่ของมหาสมุทรสำหรับสัตว์ที่ต้องพึ่งพาแสงอาทิตย์และแสงจันทร์เพื่อความอยู่รอดและการสืบพันธุ์”

ชั้นน้ำด้านบนนี้เป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตทางทะเลส่วนใหญ่ และเป็นที่ที่สิ่งมีชีวิตคล้ายพืชที่เรียกว่าไฟโตแพลงก์ตอนทำการสังเคราะห์แสง สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้เป็นฐานของห่วงโซ่อาหาร และสามารถพบได้ใกล้ผิวน้ำ เนื่องจากพวกมันต้องการแสงแดดในการสังเคราะห์แสง

นี่คือเหตุผลว่าเหตุใดสัตว์ทะเลจำนวนมากจึงออกหาอาหารและสืบพันธุ์ในโฟติกโซนซึ่งมีอาหารมากมาย

นอกจากนี้ไฟโตแพลงก์ตอนยังสร้างออกซิเจนประมาณครึ่งหนึ่งของชั้นบรรยากาศ และมีความสำคัญต่อการหมุนเวียนคาร์บอน รวมถึงสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทร

“สาเหตุแท้จริงที่น่ากังวล”

ดร.เดวีส์กล่าวว่า สีของมหาสมุทรที่เข้มขึ้นอาจส่งผลกระทบต่ออากาศที่มนุษย์หายใจเข้าไป ปลาที่พวกเรากิน และความสามารถของโลกในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

“การค้นพบของเราแสดงให้เห็นถึงสาเหตุแท้จริงที่น่ากังวล”

ด้านศาสตราจารย์ทิม สมิธ หัวหน้าฝ่ายวิทยาศาสตร์ชีวธรณีเคมีทางทะเลและการสังเกตการณ์ประจำห้องปฏิบัติการพลีมัธ กล่าวว่า สัตว์ทะเลบางชนิดอาจขึ้นสู่ผิวน้ำมากขึ้น เนื่องจากต้องการแสง และพฤติกรรมนี้จะทำให้เกิดการแย่งชิงอาหาร รวมถึงทรัพยากรอื่น ๆ มากขึ้น

“สิ่งนั้นอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในระบบนิเวศทางทะเลทั้งหมด” ศาสตราจารย์สมิธ กล่าว

การศึกษานี้ดำเนินการอย่างไร ?

ในการศึกษาเรื่อง “สีที่เข้มขึ้นของมหาสมุทรทั่วโลก” นักวิจัยได้วิเคราะห์ข้อมูลดาวเทียมช่วงเวลาเกือบ 2 ทศวรรษ ควบคู่ไปกับการสร้างแบบจำลองมหาสมุทรขั้นสูง

ฐานข้อมูลสีของมหาสมุทรของนาซา (NASA) ได้แบ่งมหาสมุทรทั่วโลกออกเป็น 9 กิโลเมตรพิกเซล ช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนบนผิวมหาสมุทรในแต่ละพิกเซล ขณะที่อัลกอริทึมที่ออกแบบมานั้นช่วยวัดความสว่างของน้ำทะเล ซึ่งถูกใช้เพื่อประเมินความลึกของโฟติกโซนในแต่ละตำแหน่ง

แบบจำลองการฉายรังสีของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ยังถูกนำมาใช้เพื่อตรวจสอบว่าการเปลี่ยนแปลงของสภาพแสงทั้งในตอนกลางวันและกลางคืนนั้น อาจส่งผลกระทบต่อสัตว์ทะเลอย่างไร

การศึกษาพบว่าระดับแสงในเวลากลางคืนมีความเปลี่ยนแปลงน้อยกว่าเวลากลางวัน แต่พวกเขาก็พบว่ามันมีนัยสำคัญต่อระบบนิเวศวิทยาด้วย