พบ ‘แบคทีเรีย’ อาศัยใน ‘หมอก’ ช่วยย่อยสลาย ‘มลพิษทางอากาศ’ 

นักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่า “หมอก” เป็นเพียงพาหะขนส่งสารอาหารหรือพัดพาจุลินทรีย์ให้เคลื่อนที่ไปตามอากาศ แต่แท้จริงแล้วภายในหยดน้ำของหมอก กลับเต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่รวมตัวกันเป็นระบบนิเวศลอยฟ้า และมี “แบคทีเรีย” ที่ช่วยย่อยสลาย “มลพิษทางอากาศ” ได้อีกด้วย

คณะนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอาริโซนาสเตท และมหาวิทยาลัยซัสเควฮันนาทำการศึกษาสภาพอากาศในรัฐเพนซิลเวเนียโดยมุ่งเน้นไปที่ “หมอกที่เกิดจากการแผ่รังสีความร้อน” (Radiation Fog) ซึ่งเป็นหมอกประเภทที่เกิดขึ้นในคืนที่ท้องฟ้าแจ่มใสและนิ่งสงบ ทีมวิจัยได้เก็บตัวอย่างหมอกรวม 32 ครั้ง ตลอดระยะเวลาสองปี ทั้งก่อน ระหว่างเกิด และหลังจากการก่อตัวของหมอก เพื่อเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ในอากาศอย่างละเอียด

ผลการวิเคราะห์พบ ปริมาณแบคทีเรียในหยดหมอกสูงอย่างน่าตกใจ โดยน้ำหมอกเพียงปริมาตรเท่าปลอกมือสวมนิ้วสามารถบรรจุแบคทีเรียได้ถึง 10 ล้านตัว แม้ว่าหยดหมอกน้อยกว่า 1% จะมีแบคทีเรียอาศัยอยู่ แต่เมื่อนำปริมาตรรวมของหยดหมอกทั้งหมดมารวมกัน ความเข้มข้นของแบคทีเรียกลับสูงเท่ากับในมหาสมุทรหรือแหล่งน้ำธรรมชาติ 

เฟอร์รัน การ์เซีย-พิเชล นักจุลชีววิทยาจาก มหาวิทยาลัยอาริโซนาสเตท กล่าวว่า “เมื่อคุณนำหยดหมอกทั้งหมดมารวมกัน ความเข้มข้นของแบคทีเรียก็เท่ากับในมหาสมุทรเลยทีเดียว”

ทีมวิจัยพบว่า หลังจากการเกิดหมอกสิ้นสุดลง ปริมาณแบคทีเรียในอากาศลอยตัวเพิ่มขึ้นเฉลี่ยถึง 45% เมื่อเทียบกับช่วงก่อนเกิดหมอก การส่องกล้องจุลทรรศน์ยังพบว่าแบคทีเรียในหยดน้ำมีขนาดใหญ่ขึ้นและมีการแบ่งเซลล์ในอัตราที่สูงกว่าปรกติมากกว่าสองเท่า 

กลุ่มแบคทีเรียหลักที่ครอบครองพื้นที่ในหยดหมอกมากที่สุด คือแบคทีเรียในสกุล “เมธิโลแบคทีเรีย” (Methylobacterium) กลุ่มแบคทีเรียที่พบได้ทั่วไปบนพืชและในดิน แบคทีเรียกลุ่มนี้มีสีสันสดใส เช่น สีชมพูหรือสีแดง ซึ่งรงควัตถุเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันรังสีอันรุนแรงในชั้นบรรยากาศ นอกจากนี้ พวกมันยังมีความสามารถพิเศษในการใช้องค์ประกอบคาร์บอนเดี่ยวมาเป็นอาหารเพื่อการดำรงชีวิต

“แบคทีเรียในหมอก” สามารถย่อยสลายสารมลพิษทางอากาศ โดยเฉพาะ “ฟอร์มาลดีไฮด์” (Formaldehyde) ซึ่งเป็นสารเคมีอันตรายที่ระเหยง่าย สารนี้เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงคาร์บอน ส่งผลให้เกิดหมอกควันโอโซน และเป็นอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจของมนุษย์ แบคทีเรียในหมอกจะดักจับและกลืนกินฟอร์มาลดีไฮด์ เพื่อนำไปใช้เป็นพลังงานและธาตุอาหารในการเติบโต

เนื่องจาก ฟอร์มาลดีไฮด์ในปริมาณสูงเป็นพิษต่อตัวแบคทีเรียเอง พวกมันจึงเปลี่ยนสารพิษนี้ให้กลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อลดความเป็นพิษลง โดยกระบวนการขจัดสารพิษนี้ เกิดขึ้นในน้ำหมอกด้วยความเร็วสูงกว่าที่เคยตรวจวัดในเมฆถึง 200 เท่า นักวิจัยเปรียบเทียบว่าปรากฏการณ์นี้คือผลประโยชน์แบบชนะทั้งสองฝ่ายที่เกิดขึ้นร่วมกัน เพราะแบคทีเรียได้กำจัดสารพิษรอบตัว ส่วนมนุษย์ก็ได้อากาศที่สะอาดขึ้น

เดเรก สตรอบ รองศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยซัสเควฮันนากล่าวว่า “ผู้คนมักคิดว่าหมอกเป็นเพียงหยดน้ำธรรมดา แต่มีสิ่งต่าง ๆ เกิดขึ้นมากมายภายในหยดน้ำเหล่านั้น ซึ่งเราเพิ่งจะเริ่มทำความเข้าใจ” 

การสำรวจจุลินทรีย์ในหมอกไม่ได้จำกัดอยู่เพียงในเขตอบอุ่นเท่านั้น งานวิจัยอีกชิ้นที่ หอสังเกตการณ์อเมซอน ทอลล์ ทาวเวอร์ กลางป่าแอมะซอน ในประเทศบราซิล ค้นพบเชื้อราและแบคทีเรียหลายสิบชนิดในน้ำหมอกเช่นกัน ซาร่าห์ อีแวนส์ จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนสเตตตั้งข้อสังเกตว่า “การอาศัยอยู่ในหยดหมอกอาจเป็นชีวิตที่ดีมาก คุณได้รับการปกป้องจากดวงอาทิตย์ มีความชื้น และอาจมีสารอาหารอื่น ๆ”

การค้นพบนี้ ช่วยยืนยันว่าจุลินทรีย์ในหมอกกำลังเผาผลาญพลังงานและส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในชั้นบรรยากาศ แต่ในอีกด้านหนึ่ง งานวิจัยยังตั้งข้อสังเกตถึงเทคโนโลยีการดักจับหมอก เพื่อนำมาทำน้ำดื่มว่าอาจต้องเพิ่มความระมัดระวัง เนื่องจากแบคทีเรียบางชนิดในหมอกอาจเป็นเชื้อก่อโรคฉวยโอกาสได้ อีกทั้งการดักจับหมอกอาจเป็นการลดจำนวนแบคทีเรียที่มีประโยชน์ต่อการฟอกอากาศในธรรมชาติลง ซึ่งเป็นประเด็นที่ต้องศึกษาเพิ่มเติมต่อไป

“หากเราเก็บเกี่ยวหมอก เรากำลังกำจัดเพื่อนตัวน้อยของเราในอากาศ เรายังไม่รู้ว่าจะส่งผลกระทบใหญ่หลวงหรือไม่ แต่เราควรนำเรื่องนี้มาพิจารณา” เฟอร์รัน การ์เซีย-พิเชล นักจุลชีววิทยาจาก มหาวิทยาลัยอาริโซนาสเตทกล่าวเตือน

สายหมอกในวันนี้ จึงไม่ได้เป็นเพียงสัญลักษณ์ของความลึกลับอีกต่อไป แต่เป็นห้องปฏิบัติการมีชีวิตที่ช่วยเจือจางมลพิษและค้ำจุนสมดุลของชั้นบรรยากาศโลก

ที่มา: Scientific American, The Week, Weather, ZME Science