‘พายุใต้น้ำ’ กัดเซาะ ‘ธารน้ำแข็ง’ ในแอนตาร์กติกา ละลายเร็วขึ้น ดันระดับน้ำทะเลพุ่ง

จากการศึกษาล่าสุดพบว่า “พายุใต้น้ำ” กำลังทำให้ชั้นน้ำแข็งของธารน้ำแข็งสำคัญสองแห่งในทวีปแอนตาร์กติกาละลายอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อระดับน้ำทะเลทั่วโลก

ลักษณะของทวีปแอนตาร์กติกาเปรียบเสมือนกำปั้นที่มีนิ้วโป้งเรียวเล็กยื่นออกไปทางทวีปอเมริกาใต้ และส่วนของนิ้วโป้งนี้เป็นที่ตั้งของธารน้ำแข็งสำคัญสองแห่งของทวีป คือ ธารน้ำแข็งไพน์ไอส์แลนด์ และ ธารน้ำแข็งทเวตส์ หรือรู้จักกันในชื่อว่า “ธารน้ำแข็งวันสิ้นโลก” (Doomsday Glacier) 

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา ธารน้ำแข็งยักษ์ทั้งสองแห่งกลับละลายอย่างรวดเร็ว เนื่องจากน้ำทะเลที่อุ่นขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่พวกมันโผล่ขึ้นมาจากก้นทะเลและลอยตัวเป็นชั้นน้ำแข็ง

การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Geosciences เป็นการศึกษาครั้งแรกที่วิเคราะห์อย่างเป็นระบบว่า มหาสมุทรกำลังละลายชั้นน้ำแข็งอย่างไรในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงและไม่กี่วัน แทนที่จะเป็นฤดูกาลหรือหลายปี 

“เรากำลังศึกษาปรากฏการณ์ในมหาสมุทรในช่วงเวลาสั้น ๆ คล้ายกับปรากฏการณ์ทางสภาพอากาศ ซึ่งเป็นเรื่องผิดปรกติสำหรับการศึกษาในทวีปแอนตาร์กติกา” โยชิฮิโร นาคายามะ ผู้เขียนงานวิจัยและผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมศาสตร์จากวิทยาลัยดาร์ทมัธกล่าว

นักวิจัยพบคำตอบว่า พายุใต้น้ำ หรือ “ซับเมโซสเกล” (submesoscales) กระแสน้ำวนในมหาสมุทรที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่า 9.5 กม. เป็นตัวการที่ทำให้น้ำแข็งละลายอย่างรวดเร็ว

“ลองนึกภาพเหมือนกระแสน้ำวนเล็ก ๆ ที่หมุนวนอย่างรวดเร็ว คล้ายกับเวลาที่คุณคนน้ำในแก้ว” แมตเทีย ปอยเนลลี ผู้เขียนงานวิจัย นักวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ระบบโลกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เออร์ไวน์ และผู้ร่วมงานวิจัยของนาซากล่าว 

กระแสน้ำวนเกิดขึ้นเมื่อน้ำอุ่นและน้ำเย็นมาปะทะกัน หากเปรียบเทียบกับถ้วยกาแฟ หลักการก็เหมือนกับการเทนมลงในถ้วยกาแฟแล้วเห็นกระแสน้ำวนเล็ก ๆ หมุนวนผสมกัน

ปรากฏการณ์นี้คล้ายกับการก่อตัวของพายุในชั้นบรรยากาศ ที่เกิดขึ้นเมื่ออากาศร้อนและเย็นปะทะกัน และเช่นเดียวกับพายุในชั้นบรรยากาศ กระแสน้ำวนเหล่านี้ก็อาจเป็นอันตรายมาก

กระแสน้ำวนเหล่านี้ก่อตัวขึ้นในมหาสมุทรเปิดและเคลื่อนตัวอย่างรวดเร็วใต้ชั้นน้ำแข็ง กระแสน้ำวนเหล่านี้อยู่ระหว่างฐานที่ซับซ้อนและขรุขระของชั้นน้ำแข็งกับพื้นทะเล ทำให้เกิดการกวนน้ำอุ่นจากส่วนลึกของมหาสมุทร ซึ่งช่วยเร่งการละลายเมื่อพายุปะทะกับน้ำแข็งที่เปราะบาง 

นักวิทยาศาสตร์ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์และข้อมูลจริงจากเครื่องมือในมหาสมุทร เพื่อวิเคราะห์ผลกระทบของพายุใต้น้ำเหล่านี้

พวกเขาพบว่า เมื่อพายุเหล่านี้เกิดร่วมกับกระบวนการอื่น ๆ ทำให้ธารน้ำแข็งทั้งสองแห่งละลายไป 20% ในช่วงเวลาเพียง 9 เดือน ทั้งนี้นักวิจัยไม่สามารถหาปริมาณน้ำแข็งที่ละลายจากพายุเพียงอย่างเดียวได้ เนื่องจากไม่สามารถคาดเดาลักษณะของพายุได้ แต่ยืนยันได้ว่าพายุใต้น้ำนี้มีบทบาทสำคัญในช่วงเวลาสั้น ๆ

นักวิจัยยังเน้นย้ำถึงวงจรป้อนกลับที่น่าเป็นห่วง เมื่อพายุละลายน้ำแข็ง มันจะเพิ่มปริมาณน้ำจืดเย็นที่ไหลลงสู่มหาสมุทร ซึ่งจะผสมกับน้ำที่อุ่นกว่าและเค็มกว่าด้านล่าง ทำให้เกิดความปั่นป่วนในมหาสมุทรมากขึ้น และจะยิ่งทำให้น้ำแข็งละลายเพิ่มมากขึ้น

“วงจรป้อนกลับนี้อาจทวีความรุนแรงขึ้นในสภาพภูมิอากาศที่ร้อนขึ้น” เลีย ซีเกลแมน ผู้เขียนงานวิจัยจากสถาบันสมุทรศาสตร์สคริปส์ มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก กล่าว

ผลที่ตามมาอาจร้ายแรง เนื่องจากชั้นน้ำแข็งมีบทบาทสำคัญในการยับยั้งธารน้ำแข็ง ทำให้การไหลของธารน้ำแข็งลงสู่มหาสมุทรช้าลง ธารน้ำแข็งวันสิ้นโลกเพียงแห่งเดียวมีน้ำมากพอที่จะทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นได้มากกว่า 60 ซม. ขณะเดียวกันธารน้ำแข็งแห่งนี้ยังทำหน้าที่เป็นเหมือนจุกที่ยับยั้งแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาขนาดใหญ่ หากธารน้ำแข็งพังทลายลงอาจจะทำให้ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นประมาณ 1.8 ม. 

งานวิจัยนี้มีความสำคัญ ช่วยให้เข้าใจบทบาทของลักษณะทางธรณีวิทยาขนาดเล็กในมหาสมุทรที่ทำให้ฐานของชั้นน้ำแข็งละลาย เพราะชั้นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาเป็นหนึ่งในสถานที่ที่เข้าถึงได้ยากที่สุดในโลก ซึ่งหมายความว่านักวิทยาศาสตร์ต้องพึ่งพาการจำลองเป็นอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีข้อมูลจริงมากกว่านี้ เพื่อทำความเข้าใจผลกระทบของกระแสน้ำวนเหล่านี้ และทำความเข้าใจรูปแบบพายุใต้น้ำในแต่ละฤดูกาลและแต่ละปีที่อาจมีการเปลี่ยนแปลงไป รวมถึงข้อมูลสภาพอากาศในมหาสมุทรอื่น ๆ ตลอดจนปัจจัยอื่น ๆ ที่ทำให้เกิดการละลายของน้ำแข็งในทวีปอันกว้างใหญ่นี้ 

การศึกษาปรากฏการณ์ทางทะเลขนาดเล็กเหล่านี้ ถือเป็นขอบเขตการวิจัยใหม่ ๆ ในด้านปฏิสัมพันธ์ระหว่างมหาสมุทรและน้ำแข็ง ที่จะช่วยให้เข้าใจการสูญเสียน้ำแข็ง ซึ่งสุดท้ายแล้วจะทำให้ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้นและส่งผลกระทบไปทั่วโลก

ที่มา: CNN, New Scientist, The Cooldown