ฟองอากาศในชั้นน้ำแข็งล้านปี ไขปริศนาภูมิอากาศยุคดึกดำบรรพ์

ที่มาของภาพ, PNRA_IPEV

คำบรรยายภาพ, อากาศและอนุภาคต่าง ๆ ที่ก่อตัวขึ้นเมื่อหลายแสนปีก่อน ติดอยู่ในชั้นน้ำแข็ง

Article facts

  • Writer, จอร์จินา แรนนาร์ด
  • Role, ผู้สื่อข่าวภูมิอากาศและวิทยาศาสตร์

ชั้นน้ำแข็งที่มีอายุถึง 1.2 ล้านปี ซึ่งอาจจะเก่าแก่ที่สุดในโลก ถูกขุดขึ้นมาจากส่วนลึกใต้พื้นทวีปแอนตาร์กติกา โดยทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรป หลังพวกเขาทำการขุดเจาะในสภาพอากาศเย็นยะเยือก -35 องศาเซลเซียส จนได้แกนน้ำแข็งทรงกระบอกความยาว 2.8 กิโลเมตร ซึ่งยาวยิ่งกว่าหอไอเฟลเสียอีก

ภายในแกนน้ำแข็งดังกล่าว มีฟองอากาศที่เป็นความหวังของบรรดานักวิทยาศาสตร์ โดยมันอาจเป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่จะช่วยไขปริศนาเรื่องภูมิอากาศของโลกยุคดึกดำบรรพ์ ซึ่งเป็นประเด็นที่ถกเถียงกันมานานได้

ผลงานครั้งนี้มาจากความพยายามของทีมนักวิทยาศาสตร์จาก 10 ประเทศในภูมิภาคยุโรป ซึ่งนำโดยสถาบันวิทยาศาสตร์ขั้วโลก (CNR-ISP) ของอิตาลี หลังใช้เวลาเฉพาะในช่วงฤดูร้อนของทวีปแอนตาร์กติก 4 ปี เร่งทำการขุดเจาะลงไปยังชั้นน้ำแข็งโบราณให้ได้ก่อนใคร เพราะยังมีทีมนักวิทยาศาสตร์คู่แข่งจากอีก 7 ชาติ ที่ต้องการสิ่งเดียวกัน

ที่มาของภาพ, PNRA_IPEV

คำบรรยายภาพ, แกนน้ำแข็งที่ถูกขุดขึ้นมา ถูกนำไปเก็บในถ้ำที่ตั้งอยู่บนแผ่นน้ำแข็งขั้วโลก โดยภายในถ้ำมีอุณหภูมิติดลบเย็นยะเยือก

แกนน้ำแข็งที่ถูกนำขึ้นมา อาจช่วยไขปริศนาสำคัญเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของภูมิอากาศโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วง 900,000 – 1,200,000 ปีก่อน ที่วงจรของธารน้ำแข็งถูกรบกวน จนนักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มเชื่อว่าบรรพบุรุษของมนุษย์เกือบจะสูญพันธุ์ไปในเหตุการณ์นั้น

“มันเป็นความสำเร็จที่เหลือเชื่อ” ศาสตราจารย์การ์โล บาร์บานเต จากมหาวิทยาลัยกาฟอสการีแห่งเวนิสของอิตาลี ผู้ประสานงานประจำทีมวิจัยของยุโรปกล่าว “คุณได้ชิ้นน้ำแข็งอายุเก่าแก่ล้านปีมาไว้ในมือ บางครั้งคุณจะมองเห็นชั้นเถ้าถ่านจากการระเบิดของภูเขาไฟยุคโบราณอยู่ข้างใน ทั้งยังมีฟองอากาศเล็ก ๆ ติดอยู่ด้วย ซึ่งฟองเหล่านี้กักเก็บอากาศที่บรรพบุรุษของเราหายใจเข้าไปเมื่อล้านปีก่อน”

Skip เรื่องแนะนำ and continue readingเรื่องแนะนำ

Discontinuance of เรื่องแนะนำ

ทีมนักวิทยาศาสตร์ต้องขนย้ายอุปกรณ์ขุดเจาะรวมทั้งอุปกรณ์สำหรับห้องปฏิบัติการ ด้วยรถเลื่อนบนหิมะหรือสโนว์โมบิล (snowmobile) เพื่อไปตั้งค่ายพักยังสถานที่ขุดเจาะ ซึ่งอยู่ห่างจากสถานีวิจัยที่ใกล้ที่สุดออกไป 40 กิโลเมตร

บริเวณดังกล่าวเรียกว่า Itsy-bitsy Dome C เป็นที่ราบสูงทางตะวันออกของทวีปแอนตาร์กติกา ซึ่งส่วนยอดของมันยกตัวสูงเหนือระดับน้ำทะเลเกือบ 3,000 เมตร

แกนน้ำแข็งที่ทีมนักวิทยาศาสตร์ขุดขึ้นมา มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเรียนรู้ทำความเข้าใจปรากฏการณ์ความเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศในอดีต โดยฟองอากาศและอนุภาคฝุ่นละอองที่ติดอยู่ในนั้น จะเผยถึงระดับอุณหภูมิและปริมาณก๊าซเรือนกระจกในยุคต่าง ๆ ซึ่งจะช่วยให้เราได้ทราบถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ ที่เกิดขึ้นตลอดช่วงหนึ่งล้านปีที่ผ่านมา

ที่มาของภาพ, PNRA_IPEV

คำบรรยายภาพ, ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ ทำงานติดต่อกันครั้งละหลายสัปดาห์ ท่ามกลางอุณหภูมิ -35 องศาเซลเซียส เพื่อขุดเจาะชั้นน้ำแข็ง

ข้อมูลที่ได้จากแกนน้ำแข็งอื่น ๆ รวมทั้งแกนน้ำแข็งที่ขุดเจาะในโครงการ EPICA ของสหภาพยุโรป เคยบ่งชี้มาแล้วว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลกยุคปัจจุบัน มีความเกี่ยวข้องกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ซึ่งมาจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลของมนุษย์

อย่างไรก็ตาม โครงการขุดเจาะชั้นน้ำแข็งโบราณในครั้งนี้ถือเป็นส่วนต่อขยายจากโครงการเดิม ทำให้มีชื่อโครงการว่า Beyond EPICA เนื่องจากมุ่งขุดเจาะลึกลงไปกว่าเก่า เพื่อย้อนอดีตให้ทราบถึงประวัติศาสตร์ภูมิอากาศโลกในช่วงเวลาที่เก่าแก่กว่าเดิม 400,000 ปี

ศ.บาร์บานเต ให้คำอธิบายเพิ่มเติมว่า “มีเรื่องราวในอดีตรออยู่มากมายในโครงการแห่งอนาคตของเรา เรามองย้อนอดีตเพื่อที่จะเข้าใจได้มากขึ้นว่า ภูมิอากาศโลกทำงานอย่างไร และเราจะประยุกต์ใช้ข้อมูลนี้สำหรับแผนการเพื่ออนาคตได้อย่างไร”

ดร.โรเบิร์ต มัลเวนีย์ นักวิทยาศาสตร์จากองค์กรสำรวจแอนตาร์กติกแห่งอังกฤษ (BAS) หนึ่งในสมาชิกทีมวิจัยที่ทำการขุดเจาะครั้งล่าสุด เผยว่าทีมงานได้มีโอกาสลุ้นระทึกในวันท้าย ๆ ของการทำงาน เพราะมีโอกาสขุดเจาะชั้นน้ำแข็งได้ลึกกว่าที่ข้อมูลเรดาร์เคยคาดการณ์ไว้

แกนน้ำแข็งที่ขุดเจาะได้ จะถูกเครื่องจักรดึงขึ้นมาช้า ๆ จากชั้นน้ำแข็งด้านล่าง จากนั้นทีมวิจัยจะใช้ผ้าทำความสะอาดแกนน้ำแข็งดังกล่าวอย่างเบามือ ก่อนจะนำไปตัดเป็นท่อนสั้นที่มีความยาวชิ้นละ 1 เมตร เพื่อเตรียมขนส่งทางเรือออกจากทวีปแอนตาร์กติกา โดยจะแช่แข็งไว้ในอุณหภูมิ -50 องศาเซลเซียส ก่อนแจกจ่ายไปยังสถาบันวิจัยต่าง ๆ ของยุโรป เพื่อทำการวิเคราะห์ ซึ่งสถาบันเหล่านี้รวมถึง BAS ในเมืองเคมบริดจ์ของสหราชอาณาจักรด้วย

ที่มาของภาพ, PNRA_IPEV

คำบรรยายภาพ, แกนน้ำแข็งยาวเหยียดถูกตัดเป็นชิ้นสั้น ๆ ชิ้นละ 1 เมตร เพื่อแบ่งให้สถาบันวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ นำไปวิเคราะห์
คำบรรยายภาพ, แผนที่ทวีปแอนตาร์กติกและขั้วโลกใต้ แสดงให้เห็นตำแหน่งของสถานีวิจัยคอนคอร์เดีย (Concordia) ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างอิตาลีกับฝรั่งเศส จุดที่ทำการขุดเจาะชั้นน้ำแข็งอยู่ห่างจากสถานีดังกล่าว 40 กิโลเมตร

จุดประสงค์หลักในการวิเคราะห์ครั้งนี้ นักวิทยาศาสตร์ต้องการทราบว่าเกิดอะไรขึ้นกับภูมิอากาศโลกในยุคไพลสโตซีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่เรียกว่า “การเปลี่ยนผ่านกลางยุคไพลสโตซีน” (Mid-Pleistocene Transition) เมื่อราว 900,000 – 1,200,000 ปีก่อน

ในตอนนั้นรอบของวงจรการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ จากช่วงธารน้ำแข็งก่อตัวที่หนาวเย็นไปเป็นช่วงธารน้ำแข็งละลายที่อากาศอบอุ่นขึ้น เริ่มขยายตัวกินเวลายาวนานผิดปกติ จากเดิมที่วงจรจะครบรอบทุก 41,000 ปี กลายเป็นมาครบรอบในทุก 100,000 ปี ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ยังคงไม่พบคำตอบว่าเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น

นักวิทยาศาสตร์บางรายถึงกับตั้งสมมติฐานว่าการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ด้านภูมิอากาศดังกล่าว อาจทำให้บรรพบุรุษของมนุษย์เกือบต้องสูญพันธุ์ไป เพราะจำนวนประชากรน่าจะลดฮวบลงเหลือเพียงราว 1,000 คนเท่านั้น

ศ.บาร์บานเตบอกว่า ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ยังคงไม่มีหลักฐานยืนยันว่าสองเหตุการณ์ร้ายแรงข้างต้นเกี่ยวข้องกันหรือไม่ แต่สมมติฐานดังกล่าวได้ส่งเสริมให้เห็นความสำคัญของเหตุการณ์เปลี่ยนผ่านกลางยุคไพลสโตซีนว่าเป็นช่วงเวลาที่ควรค่าแก่การศึกษา

ศ.โจเอรี โรเกล จากมหาวิทยาลัยอิมพีเรียล คอลเลจ ลอนดอน (ICL) ซึ่งไม่มีส่วนร่วมในการวิจัยครั้งนี้ แสดงความเห็นกับบีบีซีว่า “ผลวิเคราะห์แกนน้ำแข็งชุดใหม่ น่าจะออกมาตามที่หลายคนได้คาดเดาเอาไว้แล้ว แต่ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามันจะช่วยขยายขอบเขตความรู้ของเราเกี่ยวกับโลกยุคดึกดำบรรพ์ให้กว้างขวางขึ้น”