ทะเลกำลังเป็นกรดอีกครั้ง…ต้นเหตุการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตครั้งใหม่
เมื่อ 66 ล้านปีที่แล้วเกิดการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของไดโนเสาร์ ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่ครองโลกของเราในช่วงเวลานั้นในขณะที่มนุษย์ยังไม่ถือกำเนิดขึ้นมา
การสูญสิ้นของไดโนเสาร์เป็นผลมาจากอุกกาบาตพุ่งชนโลกจนทำให้สิ่งมีชีวิตในโลกมากถึง 75% ตายเรียบ
แต่อย่าเพิ่งเข้าใจผิดว่าอุกกบาตลูกเดียวส่งผลให้สิ่งมีชีวิตบนโลกพบกับจุดจบ ที่จริงแล้วอุกกบาตลูกนั้นเป็นชนวนให้เกิดปัจจัยที่ทำให้สิ่งมีชีวิตล้มตายหลังจากนั้นมากกว่า เช่น เกิดแรงสั่นสะเทือนรุนแรงทำให้ภูเขาไฟปะทุไปทั่ว และพ่นเถ้าถ่าน รวมทั้งลาวาไหลปกคลุมโลกอย่างยาวนาน ซึ่งทำให้สัตว์และพืชบนพื้นดินล้มหายตายจากไปจนเกือบหมด
แต่คำถามก็คือแล้วสัตว์น้ำในทะเลล้มตายลงได้อย่างไร?
นักวิทยาศาสตร์สงสัยกันมานานแล้วว่า การลดลงอย่างหนักหน่วงของค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) ในทะเลเป็นสาเหตุที่ทำให้สัตว์ทะเลในยุคนั้นไม่รอดจากหายนะอุกกาบาตพุ่งชนโลกเช่นกัน
ดร.เจมส์ แร นักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์โลกและสิ่งแวดล้อม ที่มหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูว์ กล่าวว่า ทฤษฎีเรื่องค่า pH ในมหาสมุทรลดลงเพราะอุกกาบาตพุ่งชนโลกเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์คิดกันมานานแล้ว โดยในครั้งนั้นอุกกาบาตได้กระแทกเข้ากับหินที่อุดมไปด้วยกำมะถัน จนเพิ่มปริมาณกรดซัลฟูริกให้กับชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร
แม้จะมีผู้เสนอแนวคิดนี้มานานแล้ว แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครมีหลักฐานยืนยัน ดร.เจมส์ แร จึงทำการทดลองเพื่อจำลองเหตุการณ์ที่เคยเกิดขึ้น โดยทีมงานได้ทำการตรวจวัดปริมาณสารตกค้างในเปลือกหอยดึกดำบรรพ์จากช่วงก่อน ระหว่าง และหลังเหตุการณ์การสูญพันธุ์ เพื่อตรวจการเปลี่ยนแปลงความเป็นกรดของมหาสมุทรที่เกิดขึ้น
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าค่า pH ของมหาสมุทรลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งหมายความว่าทะเลมีความเป็นกรดมากขึ้น หลังการพุ่งชนของอุกกาบาต โดยค่า pH ลดลง 0.25 หน่วยในช่วง 100 – 1,000 ปี หลังจากการพุ่งชน ผลก็คือทำให้หอยไม่สามารถแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตมาเป็นเปลือกห่อหุ้มตัวมันและโครงกระดูกของมันได้ (1)
เมื่อหอยไม่สามารถสร้างปเลือกได้มันจึงตายกันอย่างขนานใหญ่ และในเมื่อสัตว์ประเภทหอยเป็นแหล่งอาหารสำคัญของสัตว์น้ำประเภทอื่น ๆ จึงทำให้เกิดการขาดแคลนอาหารไปแบบดื้อ ๆ กลายเป็นภาวะชะงักงันในระบบนิเวศทั้งหมด
การตายทั้งระบบนิเวศเป็นอีกหนึ่งหัวข้อที่ถกเถียงกันมานาน ทีมวิจัยของ ดร.เจมส์ แร ยังได้พิสูจน์ทฤษฎีนี้ด้วยเช่นกัน เนื่องจากก่อนหน้านี้มี 2 ทฤษฎีที่ยังมีความขัดแย้งกัน
ทฤษฎีแรกมีชื่อว่า “Strangelove Ocean” ซึ่งตั้งชื่อตามภาพยนต์เรื่อง Dr.Strangelove เมื่อปี พ.ศ. 2507 เกี่ยวกับหายนะล้างโลกจากสงครามนิวเคลียร์ ทฤษฎีนี้เชื่อว่า หลังจากเหตุการณ์การสูญพันธุ์ของสัตว์โลก วัฏจักรคาร์บอนได้หยุดชะงักลง เนื่องจากดวงอาทิตย์ถูกฝุ่นและควันปิดกั้นไม่ให้แสงส่องลงมาสู่พื้นโลก ทำให้การสังเคราะห์แสงของสาหร่ายในมหาสมุทรลดลงและตายไปเป็นจำนวนมาก
สาหร่ายถือเป็นสิ่งมีชีวิตระดับฐานของห่วงโซ่อาหารในมหาสมุทร เมื่อพวกมันตายลง สิ่งมีชีวิตที่กินมัน เช่น แพลงก์ตอน รวมถึงสัตว์ใหญ่กว่าที่กินกันเป็นทอด ๆ ตามห่วงโซ่อาหารก็จะเริ่มตายลง หรือหายากมากขึ้น และทำให้ระบบนิเวศของมหาสมุทร “ตาย” เป็นระยะเวลายาวนานเกือบ 3 ล้านปี (1)
ทฤษฎีที่สองมีชื่อว่า “Living Ocean” ที่เสนอว่าแม้เหตุการณ์การสูญพันธุ์จะทำให้ห่วงโซ่อาหารสะดุดลงและทำให้วัฏจักรคาร์บอนรวนเรไปบ้าง แต่ไม่ถึงกับทำให้ระบบนิเวศของมหาสมุทรไม่มีชีวิต เพราะยังมีสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในระดับความลึกของมหาสมุทรที่ยังไม่ถูกรบกวนจากปรากฎการณ์วันโลกาวินาศ
โดยพวกมันดำรงชีพจากการนอนก้นของอาหารที่พื้นมหาสมุทร เพียงแต่ระบบหมุนเวียนของคาร์บอนจากผิวมหาสมุทรสู่ก้นมหาสมุทร (carbon pump) ชะลอตัวลง ซึ่งส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตใต้น้ำเช่นกัน เพราะพวกมันต้องใช้คาร์บอนในการสังเคราะห์แสง อย่างไรก็ตามระบบนิเวศของมหาสมุทรยังฟื้นตัวอย่างรวดเร็วหลังจากเหตุการณ์ในครั้งนั้น (2)
แต่จากการศึกษาของ ดร.เจมส์ แร และทีมงานพบว่า สิ่งที่เกิดขึ้นหลังการพุ่งชนของอุกกาบาตคือปรากฎการณ์ที่อยู่กึ่งกลางระหว่างทฤษฎี “Strangelove Ocean” กับทฤษฎี “Living Ocean” หรือเรียกได้ว่าการค้นพบใหม่นี้เป็นการประนีประนอมของทั้งสองทฤษฎีเข้าด้วยกัน
จากข้อมูลใหม่แสดงให้เห็นว่าความเป็นกรดในมหาสมุทรเป็นสาเหตุของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของสิ่งมีชีวิตในทะเลจนส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตมูลฐานในระบบห่วงโซ่อาหาร คือหอยที่ไม่สามารถสร้างเปลือกได้ เนื่องจากทะเลเป็นกรดเกินไป (ค่า pH มีความเชื่อมโยงกับปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ และแคลเซียมคาร์บอเนตในทะเล) เมื่อพวกมันตายเป็นจำนวนมากจึงกลายเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่กระทบไปถึงสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ทำให้ทะเลแทบจะตายไปนานถึง 40,000 ปี
ในขณะเดียวกัน เมื่อคาร์บอนไม่สมดุล ทำให้ระบบหมุนเวียนของคาร์บอนจากผิวสมุทรสู่ก้นสมุทร (carbon pump) ลดลง และใช้เวลายาวนานประมาณ 1 ล้านปี กว่าระบบ carbon pump จะฟื้นตัวได้ (2)
ทำไมเราจึงต้องพูดถึงสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อ 66 ล้านปีที่แล้ว? นั่นก็เพราะปรากฎการณ์ทะเลตาย ทะเลเป็นกรดกำลังเกิดขึ้นอีกครั้ง โดยไม่ต้องรอให้อุกกาบาตพุ่งชน ซึ่ง ดร.เจมส์ แร ชี้ว่า “มหาสมุทรกำลังถูกทำให้เป็นกรดอีกครั้งในวันนี้ เนื่องจากมีการป้อนคาร์บอนไดออกไซด์จากพลังงานฟอสซิล (เช่น น้ำมัน) ดังนั้นเราจึงต้องกังวลถึงสิ่งที่เกิดขึ้นนี้ว่ากำลังจะส่งผลอะไรต่อสิ่งมีชีวิตทางทะเลในอนาคต” (1)
สิ่งที่ ดร.เจมส์ แร ได้กล่าวถึงคือผลกระทบต่อมหาสมุทรจากภาวะโลกร้อนอันเกิดจากน้ำมือมนุษย์ นี่ไม่ใช่ความหวาดกลัวจนเกินเหตุ เพราะมีข้อมูลยืนยันอย่างชัดเจนจากการศึกษาแบบจำลองของทีมวิจัยที่พบว่า ค่า pH ของพื้นผิวมหาสมุทรเมื่อ 66 ล้านปีที่แล้วลดลงอย่างรวดเร็วจาก 7.8 เป็นประมาณ 7.5 ซึ่งถือเป็นการปรับลดลงในปริมาณที่มากจนน่าวิตก (2)
แต่ที่น่าวิตกกว่าข้อมูลจำลองจาก 66 ล้านปีที่แล้ว ก็คือในเวลานี้การปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์นับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรมได้ลดค่า pH ของมหาสมุทรลงจากประมาณ 8.2 เหลือเพียง 8.1 หรือมีความเป็นกรดเพิ่มขึ้นถึง 30% (2)
ไม่เพียงเท่านั้น การปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมหาศาลในช่วงหลังนี้เอง ยังส่งผลให้ระบบ carbon pump เริ่มรวน เนื่องจากคาร์บอนที่ละลายสู่น้ำทะเลมีมากเกินไปจนทำให้ค่า pH ในทะเลลดลงอย่างมากในช่วง 25 ปีที่ผ่านมา (3)
และหากเกิดปราฎการณ์ทะเลเป็นกรดเหมือนกับเมื่อ 66 ล้านปีที่แล้ว ไม่เฉพาะมนุษย์เท่านั้นที่จะจบสิ้นลง แต่สิ่งมีชีวิตอื่นอีกมากมายมหาศาลจะพบจุดจบด้วย และจะต้องใช้เวลาอีกหลายแสนปีเพื่อให้วัฏจักรคาร์บอนกลับมาเป็นปกติอีกครั้ง
อ้างอิง
- Williams, Leoma. (October 23, 2019). “Ocean acidification behind last great marine mass extinction”. BBC Wildlife magazine.
- Johnson, Scott K. (October 25, 2019). “End-Cretaceous mass extinction saw big swings in ocean pH”
- Nellemann, Christian et al. (2009): Blue Carbon. The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon. A Rapid Response Assessment. Arendal, Norway: UNEP/GRID-Arendal