คนที่ไม่ค่อยได้ติดตามเรื่องทางด้านนี้อาจแปลกใจกับทฤษฎี “โลกร้อน นำไปสู่ยุคน้ำแข็ง” อย่างเช่นประธานาธิบดีทรัมป์ และคนอีกจำนวนมากที่เข้าใจว่า โลกร้อน ก็น่าส่งผลให้อากาศร้อนแค่นั้นเอง ตรงๆตัว จะไปทำเรื่องตรงข้ามคือไปก่อให้เกิดยุคน้ำแข็งได้อย่างไร

ศาสตราจารย์ ดร.วอลเลส โบรกเกอร์ (Wallace S. Broecker; 1931-) จากคณะวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมโลก มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย (Columbia University) ได้อธิบายกลไกทางธรรมชาติที่ควบคุมอุณหภูมิของบางโซนในละติจูดสูงๆไม่ให้แตกต่างจากโซนแถบร้อนมากจนเกินไป นั้นคือการไหลเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทรอันเกิดจากแรงดันของเกลือ หรือ Thermohaline Circulation โดยมีรากศัพท์มาจากคำว่า Thermo ที่แปลว่าความร้อนและ Haline ที่แปลว่าเกลือ

จุดเริ่มต้นของ Thermohaline Circulation เกิดขึ้นที่บริเวณทะเลทางตอนเหนือของมหาสมุทรแอตแลนติก สภาพภูมิอากาศที่หนาวเย็นได้ทำให้น้ำทะเลแข็งตัวและก่อให้เกิดแผ่นน้ำแข็งปกคลุมพื้นที่ผิวชั้นบนของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ และในขณะที่ผิวของน้ำทะเลกำลังก่อตัวเป็นน้ำแข็ง เกลือที่ละลายอยู่ในน้ำทะเลชั้นบนจะถูกดันลงไปอยู่ในน้ำทะเลชั้นล่างถัดลงมา ทำให้มวลของน้ำทะเลชั้นล่างหนักขึ้น เราสามารถทำการทดลองนี้ได้โดยการละลายเกลือลงในแก้วน้ำแล้วนำไปแช่แข็งในตู้ เย็น ส่วนที่เป็นน้ำแข็งจะมีรสจืดและแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า -2.0 องศาเซลเซียส ในขณะที่ส่วนที่เป็นน้ำจะมีรสเค็มมากขึ้นเนื่องจากเกลือที่ควรจะอยู่ในชั้น น้ำแข็งถูกดันให้ลงมาอยู่ในส่วนที่เป็นน้ำ (บริเวณที่ว่านี้คือจุด Deep water Formation) ในรุปด้านล่าง

นี่คือปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ทำให้มวลของผิวน้ำมหาสมุทรแอตแลนติกตอนเหนือจมลงเนื่องจากมวลน้ำมีน้ำหนักมากขึ้นเพราะความหนาแน่นของเกลือเพิ่มสูงขึ้น หลังจากนั้นมวลของน้ำเย็นจะเคลื่อนตัวใต้น้ำไปตามฝั่งตะวันตกของทวีปแอฟริกาจนถึงแหลมกู๊ดโฮป์ (Good Hope Cape)

มวลน้ำส่วนหนึ่งจะไหลแยกเข้าสู่มหาสมุทรอินเดีย ในขณะที่มวลน้ำอีกส่วนหนึ่งจะไหลเข้าสู่ขั้วโลกใต้และค่อยๆ เคลื่อนตัวไปทางทิศเหนือผ่านทวีปออสเตรเลีย ประเทศฟิลิปปินส์ และไหลเข้าสู่ตอนเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิก ท้ายที่สุดกระแสน้ำเย็นนี้จะลอยตัวขึ้นสู่ระดับผิวน้ำที่ชายฝั่งตะวันตกของอ ลาสกา (Alaska) และไหลย้อนกลับลงมาทางทิศใต้เลียบชายฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกา เพื่อวกกลับมาทางทิศตะวันตก ณ บริเวณเส้นศูนย์สูตรและไหลเข้าสู่ทะเลจีนใต้ผ่านช่องแคบมะละกาเพื่อมาบรรจบ กับกระแสน้ำเย็นที่ยกตัวขึ้นสู่ผิวน้ำที่มหาสมุทรอินเดีย จนกลายเป็นกระแสน้ำอุ่นไหลย้อนกลับไปยังมหาสมุทรแอตแลนติกตอนเหนืออีกครั้ง

ศาสตราจารย์ ดร.วอลเลส โบรกเกอร์ ได้เปรียบเทียบการไหลเวียนของกระแสน้ำโลกเสมือนสายพานลำเลียงความร้อน จากบริเวณเส้นศูนย์สูตรไปยังประเทศแถบตอนเหนือผ่านการไหลเวียนของกระแสน้ำ อุ่น ด้วยอิทธิพลของกระแสน้ำอุ่นเม็กซิโก (Mexico Gulf Stream) ทำให้ ลอนดอน (London) เมืองหลวงของประเทศอังกฤษมีสภาพอากาศที่อบอุ่นกว่า ซัปโปโร (Sapporo) เมืองท่องเที่ยวที่ตั้งอยู่ทางตอนเหนือของประเทศญี่ปุ่น ทั้งที่ลอนดอนตั้งอยู่ทางตอนเหนือมากกว่าซัปโปโร

อะไรจะเกิดขึ้นหากภาวะโลกร้อนรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ จนธารน้ำแข็งบนเกาะกรีนแลนด์ รวมทั้งน้ำแข็งที่ปกคลุมอยู่บนผิวทะเลขั้วโลกเหนือเริ่มละลายตัว?

สิ่งแรกที่จะเกิดขึ้นคือความเค็มของน้ำทะเลจะเริ่มเจือจางลงเรื่อยๆ จนกระทั่งความหนาแน่นของมวลน้ำชั้นบนมีค่าน้อยกว่ามวลน้ำชั้นล่าง ทำให้การจมตัวลงของมวลน้ำหยุดชะงัก และส่งผลให้ Thermohaline Circulation อันเป็นที่มาของกระแสน้ำอุ่นไหลช้าลงเรื่อยๆจนอาจถึงขั้นหยุดไหล ประเทศที่อยู่ทางตอนเหนือเช่นหมู่เกาะอังกฤษและกลุ่มประเทศยุโรปตะวันตก รวมทั้งมลรัฐทางตอนเหนือของประเทศอเมริกาจะต้องเผชิญกับสภาพอากาศที่หนาวเย็นลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ หลังจากนั้นก็กลไกย้อนกลับในเชิงลบ หรือ Negative Feedback จะเริ่มต้นทำงาน กล่าวคืออุณหภูมิที่ลดลงของน้ำทะเลจะทำให้การดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เพิ่มมากขึ้น ปริมาณของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศจึงลดลงส่งผลให้อุณหภูมิเฉลี่ยในชั้นบรรยากาศลดต่ำลง

นอกจากนี้ การเพิ่มปริมาณของพื้นที่สีขาวอันเกิดจากการปกคลุมของหิมะในซีกโลกเหนือยัง ทำหน้าที่เสมือนกระจกสะท้อนพลังงานจากแสงอาทิตย์กลับไปสู่อวกาศ ทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกยิ่งลดต่ำลงเรื่อยๆ จนท้ายที่สุด โลกเราก็จะกลับเข้าสู่ยุคน้ำแข็งอีกครั้ง

เรื่องนี้หลายท่านอ่านแล้วอาจเริ่มคุ้นๆว่าเคยเห็นที่ไหน ใช่แล้ว ภาพยนตร์เรื่อง The day after tomorrow ได้เอาทฤษฎี “โลกร้อน นำไปสู่ยุคน้ำแข็ง” นี้ไปเป็นแกนหลักของเรื่องเพียงแต่แก้ไขว่าปรากฏการณ์ที่ว่านี้เกิดเร็วจนรับมือไม่ทัน เพื่อให้บทภาพยนตร์น่าตื่นเต้นมากขึ้น แต่อย่างไรก็ตาม มันก็คือความเป็นไปได้สูงตามงานวิจัย

ตลอดหลายปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากเกาะติดกับการทดสอบทฤษฎีนี้ โดยจับจ้องไปทีกระแสน้ำ AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) ซึ่งเป็นกระแสน้ำ Thermohaline Circulation เฉพาะส่วนที่อยู่ในมหาสมุทรแอตแลนติกตั้งแต่เหนือเส้นสูตรสูตรไปถึงใกล้ขั้วโลกเหนือเพราะเป็นส่วนสำคัญที่สุดของกระแสน้ำวนทั้งระบบ มีจุดจมตัว Deep Water Formation จำนวน 2 จุดเป็นแหล่งเริ่มต้นทั้งหมดของ
Thermohaline Circulation (ดูภาพประกอบแผนที่ด้านบน) โดยจุดแรกอยู่ในทะเล Labrador ระหว่างกรีนแลนด์กับแคนาดา จุดที่สองอยู่ทางตะวันออกของไอซ์แลนด์ไปถึงฝั่งสกีอตแลนด์ และจุดแรกนี่แหละนี่เป็นจุดที่นักวิทยาศาสตร์กังวลเสมอมาว่าเป็นจุดที่น้ำจิดจากกรีนแลนด์จะไหลลงไปเติมจนวงจรน้ำทั้งระบบหยุดไหล

หลายปีที่ผ่านมาจึงมีการริเริ่มโครงการ OSNAP หรือ Overturning in the Subpolar North Atlantic Program มูลค่า 32 ล้านเหรียญโดยวางทุ่นสังเกตการณ์ยาวเหยียดตั้งแต่ชายฝั่งแคนาดาไปถึง Scottish shelf ทุ่นนี้วัดทั้งความเค็ม ความเร็วกระแสน้ำ ไปถึงอุณหภูมิ และเมื่อเวลาผ่านไป 5 ปี ข้อมูลที่แนวทุ่นเก็บมาได้ก็ถูกนำมาวิเคราะห์ และผลก็ออกมาทำให้โล่งใจกว่าที่คิดไว้

นั่นคือการจมตัวของกระแสน่ำบริเวณที่ Deep Water Formation ตรงทะเล Labrador มีส่วนสำคัญกับทั้งระบบอยู่เพียง 12% เท่านั้น ส่วนสำคัญ 88% ของระบบหมุนเวียนน้ำขนาดยักษ์นี้อยู่ในโซนตะวันออกของไอซ์แลนด์ แบบนี้หมายถึงว่า เมื่อธารน้ำแข็งบนเกาะกรีนแลนด์ละลาย น้ำจืดเย็นเจี๊ยบที่ไหลลงทะเล จะไม่สามารถทำให้เกิดการชะลอความเร็วหรือไปถึงขั้นทำให้ Thermohaline Circulation ทั้งระบบหยุดหมุนได้ เพราะเป็นส่วนที่เล็กกว่านั่นเอง

ลงทุนลงแรงไปก็เพียงเพื่อให้มั่นใจว่าทฤษฎี “โลกร้อน นำไปสู่ยุคน้ำแข็ง” ถึงจะเป็นจริงได้แต่ก็ไม่ได้เกิดขึ้นง่ายๆ

เรียบเรียงโดย @MrVop