‘ไมโครพลาสติก’ ทำ ‘น้ำทะเล’ เปลี่ยนสี กระทบสัตว์ทะเล ห่วงโซ่อาหาร กลไกกักเก็บคาร์บอนโลก

สีของน้ำทะเลในมหาสมุทรแปซิฟิกบริเวณ “แพขยะใหญ่แห่งแปซิฟิก” เปลี่ยนเป็นสีฟ้าและสีเขียวที่สว่างขึ้นกว่าในอดีต ซึ่งนักวิจัยสันนิษฐานว่าปรากฏการณ์นี้มีสาเหตุหลักมาจาก “ไมโครพลาสติก” จำนวนมหาศาลที่ลอยสะสมอยู่ในมวลน้ำ

แพขยะใหญ่แห่งแปซิฟิก หรือ GPGP (Great Pacific Garbage Patch) เป็นบริเวณที่กระแสน้ำหมุนวนได้พัดพาขยะพลาสติกมารวมกันครอบคลุมพื้นที่ใหญ่กว่า 1.6 ล้านตารางกิโลเมตร มีน้ำหนักรวมเกือบ 80,000 ตัน โดยพลาสติกส่วนใหญ่ราว 94% ในพื้นที่นี้ถูกย่อยสลายจนกลายเป็นชิ้นส่วนขนาดเล็กจิ๋วหรือไมโครพลาสติก ซึ่งในบางจุดใกล้ผิวน้ำมีความหนาแน่นของไมโครพลาสติกสูงถึง 17 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์ลิตร

คณะนักวิจัยนำโดย เชีย ชีทแฮม ผู้เชี่ยวชาญระดับปริญญาเอก ร่วมกับแดเนียล คอยสต์เนอร์ นักวิทยาศาสตร์ด้านทัศนศาสตร์แห่งมหาสมุทร และเบิร์ก แฮมร์ จากมหาวิทยาลัยเบอร์เกน ทำการวิเคราะห์ชุดข้อมูลทัศนศาสตร์จากดาวเทียมสำรวจมหาสมุทรย้อนหลังตั้งแต่ปี 2002-2022 ซึ่งรวมถึงข้อมูลจากอุปกรณ์ MODIS บนดาวเทียม Aqua ของนาซา ร่วมกับข้อมูลจาก องค์การอวกาศยุโรป (ESA) พบว่า บริเวณแพขยะใหญ่มีค่าการสะท้อนแสงสีน้ำเงินเพิ่มขึ้นประมาณ 10% และแสงสีเขียวเพิ่มขึ้น 2-4% ส่งผลให้น้ำทะเลปรากฏเป็นเฉดสีฟ้าอมเขียวหรือสีเขียวไข่กาอย่างชัดเจน เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำทะเลในบริเวณที่ห่างออกไป

สีของมหาสมุทร เกิดขึ้นจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงอาทิตย์กับน้ำทะเลและสิ่งต่าง ๆ ที่บรรจุอยู่ข้างใน ดังนั้น สีจึงเป็นสิ่งบ่งชี้ถึงสิ่งที่อยู่ในมหาสมุทร โดยชิ้นส่วนไมโครพลาสติกแตกต่างจากสารธรรมชาติส่วนใหญ่ ตรงที่พลาสติกดูดกลืนแสงได้น้อยมาก แต่กระเจิงแสงได้อย่างรุนแรง โดยเฉพาะในความยาวคลื่นช่วงสีฟ้าและสีเขียว จึงส่งผลให้น้ำทะเลดูสว่างขึ้น

คอยสต์เนอร์ ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการ โดยการนำขยะพลาสติกมาปั่นผสมน้ำจนมีลักษณะเหมือนสมูทตี้ เพื่อนำไปยิงแสงและเลเซอร์ทดสอบว่าอนุภาคไมโครพลาสติกส่งผลต่อการกระเจิงของแสงอย่างไร การทดลองนี้ช่วยให้ทีมวิจัยสามารถคำนวณและคาดการณ์ระดับความเข้มข้นของพลาสติก ที่อาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสีน้ำทะเลจนดาวเทียมตรวจจับได้

เพื่อยืนยันข้อสันนิษฐาน คณะนักวิจัยได้สร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงสีน้ำทะเลมากกว่า 50,000 รูปแบบ โดยเปรียบเทียบระหว่างปัจจัยทางธรรมชาติ เช่น การเพิ่มขึ้นของแพลงก์ตอนพืช หรือสารอินทรีย์ละลายน้ำ กับกรณีที่มีอนุภาคไมโครพลาสติกปนเปื้อนอยู่ในมวลน้ำ พบว่า ในกรณีที่ใช้เพียงปัจจัยทางธรรมชาติ จะพบรูปแบบการสว่างขึ้นในโทนสีฟ้าอมเขียวเพียง 3% เท่านั้น แต่เมื่อใส่ปัจจัยของไมโครพลาสติกเข้าไปในแบบจำลอง โอกาสที่น้ำทะเลจะสว่างขึ้นเพิ่มสูงถึง 13% 

“เราพบว่าการเปลี่ยนแปลงทางธรรมชาติทำให้น้ำทั้งในแสงสีน้ำเงินและสีเขียวสว่างขึ้นได้ยากมาก แต่เมื่อเราใส่ขยะไมโครพลาสติกเข้าไปในแบบจำลอง รูปแบบการสว่างขึ้นของแสงสีน้ำเงินและเขียวใกล้แพขยะใหญ่แห่งแปซิฟิกกลับมีความเป็นไปได้เพิ่มขึ้นมากกว่า 4 เท่า” ชีทแฮมกล่าว

การค้นพบนี้ ยังมีส่วนช่วยอธิบาย “ปริศนาพลาสติกที่หายไป” (Missing plastic paradox) ปรากฏการณ์ความย้อนแย้งทางสิ่งแวดล้อมทางทะเล ระหว่างปริมาณขยะพลาสติกมหาศาลที่ถูกปล่อยลงสู่มหาสมุทร 

เนื่องจากประเมินกันว่ามีพลาสติกไหลลงสู่มหาสมุทรมากถึง 13 ล้านเมตริกตันต่อปี แต่กลับพบขยะลอยอยู่บนผิวน้ำเพียงราว 250,000 ตันเท่านั้น จึงเกิดคำถามว่าพลาสติกที่เหลือกระจายตัวและหายไปอยู่ที่ใดในระบบมหาสมุทร

เมื่อขยะพลาสติกชิ้นใหญ่แตกหักและย่อยสลาย จนกลายเป็นไมโครพลาสติก อนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้ไม่ได้ลอยสะสมอยู่เฉพาะบริเวณผิวน้ำเหมือนขยะชิ้นใหญ่ แต่กลับแพร่กระจาย แขวนลอย และจมลงสู่มวลน้ำลึก ส่งผลให้การสำรวจและเก็บกู้บนผิวน้ำไม่สามารถตรวจจับพลาสติกจิ๋วเหล่านี้ได้

นอกจากนี้ มลพิษไมโครพลาสติกยังส่งผลกระทบอย่างรุนแรง ต่อสิ่งมีชีวิตและห่วงโซ่อาหารในมหาสมุทร เนื่องจากสัตว์ทะเลเข้าใจผิดว่าไมโครพลาสติกเป็นอาหารและกินเข้าไป ทำให้อนุภาคพลาสติกสะสมในร่างกายสิ่งมีชีวิต 

อีกทั้ง ไมโครพลาสติกยังทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับสารพิษอันตรายในสิ่งแวดล้อม เมื่อสัตว์ขนาดเล็กถูกล่าโดยสัตว์ที่อยู่ในลำดับสูงกว่า สารพิษและไมโครพลาสติกจะถูกส่งผ่านสะสมขึ้นไปตามห่วงโซ่อาหาร จนกระทั่งปนเปื้อนกลับมาสู่มนุษย์ผ่านการบริโภคอาหารทะเล

ขณะเดียวกัน การสะสมของพลาสติกจิ๋วในมวลน้ำส่งผลกระทบและปฏิสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก อย่างแพลงก์ตอนพืชและสารอินทรีย์ ซึ่งเป็นตัวแปรสำคัญในการกักเก็บคาร์บอน การรบกวนกลไกทางธรรมชาตินี้ จึงส่งผลเสียต่อศักยภาพของมหาสมุทร ในการช่วยบรรเทาภาวะโลกร้อนและควบคุมสภาพภูมิอากาศของโลก

ขั้นต่อไป คณะนักวิจัยวางแผนที่จะลงพื้นที่แพขยะใหญ่แห่งแปซิฟิก เพื่อเก็บตัวอย่างน้ำและวัดค่าแสงเปรียบเทียบโดยตรง 

ปรากฏการณ์นี้ แสดงให้เห็นว่าปัญหามลพิษพลาสติกได้ลุกลาม จนเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางทัศนศาสตร์และสีของมหาสมุทรในระดับดาวเคราะห์ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าการศึกษานี้ จะช่วยกระตุ้นให้ประชาคมโลกเห็นภาพรวมของขนาดมลพิษที่แท้จริง และตระหนักถึงความจำเป็นในการจัดการขยะพลาสติกอย่างเร่งด่วน

ที่มา: CNN, News Scientist, Phys, ZME Science