เคยสงสัยไหมว่า ทำไมอากาศในกรุงลอนดอนของอังกฤษถึงอบอุ่นกว่าเมืองซัปโปโรของญี่ปุ่นทั้งที่อยู่ใกล้ขั้วโลกเหนือมากกว่า
กลไกทางธรรมชาติที่ควบคุมอุณหภูมิของประเทศในแถบละติจูดสูงๆ ไม่ให้แตกต่างจากประเทศในแถบร้อนมากจนเกินไปนั้น คือการไหลเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทรอันเกิดจากแรงดันของเกลือที่เรียกว่า กระแสน้ำเทอร์โมฮาไลน์(Thermohaline Circulation)
กระแสน้ำนี้จะไหลเวียนไปในทุกๆ มหาสมุทรสำคัญของโลกเหมือนสายพานลำเลียงขนาดยักษ์ (Global Conveyor Belt) คอยนำน้ำอุ่นจากบริเวณเส้นศูนย์สูตรไปแลกเปลี่ยนกับน้ำเย็นจากแถบขั้วโลกและในทางกลับกัน
คำว่า Thermohaline นี้ มีรากศัพท์มาจากคำว่า Thermo ที่แปลว่าความร้อน และ Haline ที่แปลว่าเกลือ จุดเริ่มต้นของกระแสน้ำเทอร์โมฮาไลน์เกิดขึ้นที่บริเวณทะเลทางตอนเหนือของมหาสมุทรแอตแลนติกใกล้เกาะกรีนแลนด์ อากาศเย็นบริเวณนั้นจะทำให้ผิวของน้ำทะเลกำลังก่อตัวเป็นน้ำแข็ง
เกลือที่ละลายอยู่ในน้ำทะเลชั้นบนจะถูกดันลงไปอยู่ในน้ำทะเลชั้นล่างถัดลงมา ทำให้มวลของน้ำทะเลชั้นล่างหนักขึ้น (เราสามารถทำการทดลองนี้ได้โดยการละลายเกลือลงในแก้วน้ำแล้วนำไปแช่แข็งในตู้เย็น ส่วนที่เป็นน้ำแข็งจะมีรสจืดและแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า -2.0 องศาเซลเซียส ในขณะที่ส่วนที่เป็นน้ำจะมีรสเค็มมากขึ้น เนื่องจากเกลือที่ควรจะอยู่ในชั้นน้ำแข็งถูกดันให้ลงมาอยู่ในส่วนที่เป็นน้ำด้านล่าง) นี่คือปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ทำให้มวลของผิวน้ำมหาสมุทรแอตแลนติกตอนเหนือจมลงเนื่องจากมวลน้ำมีน้ำหนักมากขึ้นเพราะความหนาแน่นของเกลือเพิ่มสูงขึ้น
จากนั้นกระแสน้ำเย็นจะเคลื่อนตัวไปในระดับลึก อ้อมผ่านทางใต้ของทวีปแอฟริกาแล้วแยกออกเป็นสองสาย สายหนึ่งเข้าสู่มหาสมุทรอินเดีย อีกสายไหลเข้าวนรอบขั้วโลกใต้ จากนั้นจะเริ่มเคลื่อนตัวเข้าสู่ตอนเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิก ที่สุดปลายของกระแสน้ำเย็นสายนี้จะเริ่มลอยตัวขึ้นสู่ระดับผิวน้ำที่ชายฝั่งตะวันตกของอะแลสกาเนื่องจากน้ำเริ่มมีอุณหภูมิสูงขึ้น
กระแสน้ำที่อุ่นและลอยตัวขึ้นบนนี้จะไหลย้อนกลับลงมาผ่านทะเลจีนใต้ไหลไปสมทบกับกระแสน้ำอุ่นที่ไหลกลับจากมหาสมุทรอินเดีย สุดท้ายกระแสน้ำอุ่นนี้จะไหลย้อนกลับไปยังมหาสมุทรแอตแลนติก ไหลผ่านชายฝั่งตะวันออกของสหรัฐฯ จนไปถึงตอนเหนือของมหาสมุทรแอตแลนติก แล้วเริ่มวัฏจักรนี้อีกครั้ง
คลิปแสดงการไหลเวียนของกระแสน้ำ จากสำนักอุตุนิยมวิทยาสหราชอาณาจักร
เฉพาะส่วนของสายพานลำเลียงกระแสน้ำในมหาสมุทรแอตแลนติก จะมีชื่อเรียกแยกเฉพาะออกมาว่า AMOC ซึ่งย่อมาจากคำว่า Atlantic Meridional Overturning Circulation
อะไรจะเกิดขึ้นหากภาวะโลกร้อนรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ จนธารน้ำแข็งรวมทั้งน้ำแข็งที่ปกคลุมอยู่บนผิวทะเลเริ่มละลายตัว?
ภาวะโลกร้อนที่กำลังดำเนินไปอย่างต่อเนื่องในเวลานี้จากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศโลก ส่งผลให้ธารน้ำแข็งของเกาะกรีนแลนด์เกิดการละลายอย่างรวดเร็ว น้ำจืดปริมาณมหาศาลได้ไหลลงสู่มหาสมุทรแอตแลนติกตอนเหนือบริเวณนอกชายฝั่งตะวันออกเฉียงใต้ของกรีนแลนด์ อันเป็นจุดเริ่มต้นขับเคลื่อนของสายพานลำเลียงน้ำเทอร์โมฮาไลน์ในส่วนของ AMOC
เมื่อความเค็มของน้ำทะเลบริเวณดังกล่าวเจือจางลงจนกระทั่งความหนาแน่นของมวลน้ำชั้นบนเริ่มมีค่าน้อยกว่ามวลน้ำชั้นล่าง จะทำให้กระบวนการจมตัวของมวลน้ำบริเวณดังกล่าวค่อยๆ ช้าลง การไหลเวียนของทั้งระบบก็จะช้าลงด้วย ในที่สุดอาจเลวร้ายจนถึงขั้นกระแสน้ำสำคัญนี้เกิดการหยุดชะงักไปตลอดกาล
ล่าสุดทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน ประเทศเดนมาร์ก นำโดยสองนักฟิสิกส์อย่าง โยฮันเนส โลห์มันน์ (Johannes Lohmann) และ ปีเตอร์ ดิทเลฟเซน (Peter D. Ditlevsen) พบว่า กระแสน้ำ AMOC ในเวลานี้ได้อ่อนกำลังลงถึงระดับต่ำสุดในรอบหนึ่งพันปี และยังทวีอัตราเร่งจนเข้าใกล้จุดวิกฤต (Tipping Points) ผลลัพธ์ที่ได้จากแบบจำลองทางภูมิอากาศชี้ว่ากระแสน้ำ AMOC จะอ่อนกำลังลงไป 34-45% ภายในช่วงสิ้นศตวรรษนี้ และอาจหยุดชะงักไปอย่างถาวรในช่วงต้นของศตวรรษหน้า
การไหลเวียนช้าลงจนหยุดชะงักของ AMOC จะส่งผลต่อเนื่องไปถึงกระแสน้ำเทอร์โมฮาไลน์ จนในที่สุดสายพานลำเลียงน้ำทั่วโลกก็จะหยุดไหลตามไปด้วย ผลที่เกิดขึ้นคือประเทศต่างๆ ที่อยู่ทางตอนเหนือ เช่น หมู่เกาะอังกฤษ กลุ่มประเทศยุโรป รัสเซีย รวมทั้งมลรัฐทางตอนเหนือของประเทศอเมริกาจะต้องเผชิญกับสภาพอากาศที่หนาวเหน็บ ความร้อนที่สะสมตัวมากขึ้นในแถบศูนย์สูตรจะก่อพายุหมุนเขตร้อนที่ทรงพลังไม่ว่าจะเป็นไต้ฝุ่นในแถบแปซิฟิกตะวันตก เฮอริเคนในมหาสมุทรแอตแลนติกทางตะวันออกของสหรัฐฯ ไปจนถึงไซโคลนในมหาสมุทรอินเดีย รวมถึงแถบอื่นของโลก ทำให้เกือบทุกประเทศโดยเฉพาะประเทศในแถบซีกโลกเหนือต้องผจญกับภัยพิบัติไม่แพ้กัน
ความเปลี่ยนแปลงดังกล่าวยังส่งผลถึงการล้มตายของสายพันธุ์สิ่งมีชีวิตในทะเลแถบขั้วโลกที่อาศัยกระแสน้ำอุ่นในการนำพาแร่ธาตุและสารอาหารจากเขตร้อนไปหล่อเลี้ยงอีกด้วย
ทีมงานตีพิมพ์เผยแพร่ผลงานวิจัยครั้งนี้ลงในวารสาร PNAS และ Nature
ภาพปก: Ulrik Pedersen / NurPhoto via Getty Images
พิสูจน์อักษร: ลักษณ์นารา พักตร์เพียงจันทร์
อัางอิง:
