ทะเลเปลี่ยนสี เพราะน้ำอุ่นขึ้น แพลงก์ตอนพืชหายไป ปลาย้ายที่อยู่

นักสมุทรศาสตร์ใช้กฎง่าย ๆ มานานแล้วว่า น้ำทะเลที่มีสีเขียวจะมีแพลงก์ตอนพืชจำนวนมากอาศัยอยู่ ส่วนน้ำทะเลที่เป็นสีน้ำเงินจะไม่มีสิ่งมีชีวิตตัวจิ๋วเหล่านี้อาศัยอยู่ ซึ่งโดยปรกติแล้ว บริเวณเส้นศูนย์สูตรมักจะมีน้ำทะเลสีเขียว ส่วนบริเวณขั้วโลกจะมีสีน้ำเงิน แต่ในตอนนี้ทุกอย่างกำลังเปลี่ยนไป

ข้อมูลจากดาวเทียมแสดงให้เห็นว่าน้ำทะเลมีสีเขียวมากขึ้นที่บริเวณขั้วโลก ส่วนบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรกลับมีสีน้ำเงินมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงของเฉดสีน้ำทะเลนี้ เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของ “คลอโรฟิลล์” ซึ่งผลิตโดยแพลงก์ตอนพืช

คลอโรฟิลล์เป็นเม็ดสีเขียวที่ทำให้สิ่งต่าง ๆ เช่น พืชและสาหร่ายมีสี สำหรับในมหาสมุทรแล้ว ความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์เป็นตัววัดไฟโตแพลงก์ตอนหรือพืชจุลทรรศน์ที่เป็นฐานของห่วงโซ่อาหารในมหาสมุทรและแปลงแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานผ่านการสังเคราะห์แสง

ซูซาน โลเซียร์ คณบดีคณะวิทยาศาสตร์แห่งสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจียและผู้เขียนร่วมของรายงาน กล่าวกับ ABC News ว่า แพลงก์ตอนพืช (Phytoplankton) เป็นสาหร่ายที่มีเม็ดสีสังเคราะห์แสง ซึ่งสะท้อนแสงสีเขียวและทำให้บริเวณน้ำโดยรอบดูเป็นสีเขียวเป็นหลัก หากไม่มีแพลงก์ตอนพืช น้ำจะดูเป็นสีฟ้า

ในการศึกษานี้นักวิจัยได้วิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมจากดาวเทียมตั้งแต่ปี 2003-2022 เกี่ยวกับมหาสมุทรที่เปิดโล่ง โดยใช้เครื่องมือ MODIS-Aqua ของนาซา ซึ่งสำรวจพื้นผิวมหาสมุทรทุก ๆ สองวันเพื่อวัดความยาวคลื่นของแสง การวัดแต่ละครั้งจะวัดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในแสงสะท้อน เผยให้เห็นความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์ที่พื้นผิว

การมีอยู่ของคลอโรฟิลล์ในมหาสมุทรเป็นตัวแทนของความเข้มข้นของไบโอแมสไฟโตแพลงก์ตอน สีต่าง ๆ บ่งชี้ว่าความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในละติจูดเฉพาะ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วพื้นที่กึ่งเขตร้อนจะสูญเสียคลอโรฟิลล์ แต่ในทางกลับกันบริเวณขั้วโลกที่อยู่ในบริเวณละติจูดสูงกำลังเปลี่ยนเป็นสีเขียวแทน ไห่เผิง จ่าว นักวิจัยหลังปริญญาเอก ผู้เขียนหลักของรายงานกล่าวกับ ABC News

นั่นหมายความว่ามีแพลงก์ตอนน้อยลงในน้ำทะเลสีฟ้าอุ่นที่อยู่ติดกับเส้นศูนย์สูตร และความอุดมสมบูรณ์ที่เพิ่มขึ้นในน้ำที่ขั้วโลก

ทั้งนี้ การทำงานกับภาพถ่ายดาวเทียมมักมีความซับซ้อนกันทางเทคนิค เช่น กลุ่มเมฆ เซ็นเซอร์หลุด ความแตกต่างของแสงแดด เพื่อแยกแยะปัจจัยเหล่านี้ออกจากกัน จ่าวและเพื่อนร่วมงานได้ยืมเครื่องมือสถิติทางเศรษฐศาสตร์ 2 ชนิด คือเส้นโค้งลอเรนซ์และค่าสัมประสิทธิ์จีนีมาใช้

หัวหน้าคณะนักวิจัย นิโคลัส คาสซาร์ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยดุ๊ก อธิบายการเปลี่ยนแปลงจากเศรษฐศาสตร์ไปสู่สมุทรศาสตร์ว่า “เราคิดว่าลองนำแนวคิดเหล่านี้ไปใช้เพื่อดูว่าสัดส่วนของมหาสมุทรที่มีคลอโรฟิลล์มากที่สุดเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาหรือไม่”

นักวิจัยได้ตรวจสอบว่ารูปแบบที่สังเกตพบได้รับผลกระทบจากตัวแปรต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิผิวน้ำทะเล ความเร็วลม ความพร้อมของแสง และความลึกของชั้นน้ำทะเลที่ผสมกันอย่างไร จนพบว่าน้ำทะเลที่อุ่นขึ้นมีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์ ส่วนตัวแปรอื่น ๆ ไม่มีความเกี่ยวข้องใด ๆ อย่างมีนัยสำคัญกับความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์

อย่างไรก็ตาม โลเซียร์กล่าวว่าระยะเวลาในการศึกษานั้นสั้นเกินไปที่จะตัดอิทธิพลของปรากฏการณ์สภาพภูมิอากาศ ที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ เช่น เอลนีโญออกไปได้ 

“การวัดผลในอีกหลายทศวรรษข้างหน้าจะมีความสำคัญในการกำหนดอิทธิพลที่นอกเหนือไปจากความผันผวนของสภาพอากาศ” โลเซียร์กล่าว

จากการศึกษามากมายนับตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา พบว่าผืนดินมีสีเขียวมากขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากต้นไม้ที่เจริญเติบโตเพิ่มขึ้น เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นและปัจจัยอื่น ๆ ตามที่นักวิจัยระบุ แต่สำหรับในมหาสมุทรแล้ว นักวิจัยกลับมีข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงน้อยกว่ามาก เพราะถึงแม้ว่าภาพถ่ายดาวเทียมจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับการผลิตคลอโรฟิลล์ที่ผิวน้ำ แต่ภาพยังไม่สมบูรณ์ นักวิจัยกล่าว

หากแนวโน้มนี้ยังคงดำเนินต่อไป ห่วงโซ่อาหารในทะเลอาจได้รับผลกระทบ นักวิจัยกล่าว เนื่องจากแพลงก์ตอนพืชอยู่ที่ฐานของห่วงโซ่อาหาร จึงสามารถใช้แพลงก์ตอนพืชเพื่อระบุการมีอยู่ของปลาได้เช่นกัน

“หากคาร์บอนจมลงไปลึกขึ้นหรืออยู่ในที่ที่น้ำไม่โผล่ขึ้นมาเป็นเวลานาน คาร์บอนจะถูกกักเก็บไว้นานกว่ามาก ในทางตรงกันข้าม คาร์บอนในระดับผิวน้ำสามารถกลับสู่ชั้นบรรยากาศได้เร็วขึ้น ทำให้ผลกระทบของแพลงก์ตอนพืชต่อการกักเก็บคาร์บอนลดลง” จ่าวกล่าว

ความมั่นคงด้านอาหารเป็นอีกประเด็นหนึ่ง ประเทศแถบเส้นศูนย์สูตรหลายแห่งพึ่งพาการประมงที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งดำรงอยู่ได้จากการบานของแพลงก์ตอน การลดลงอย่างต่อเนื่องของผู้ผลิตหลักอาจรบกวนห่วงโซ่อาหาร ทำให้ปริมาณปลาที่จำเป็นต่ออาหารและเศรษฐกิจลดลง

แพลงก์ตอนพืชเป็นฐานของห่วงโซ่อาหารทางทะเล แคสซาร์เตือนว่าหากปริมาณลดลง ระดับบนสุดของห่วงโซ่อาหารก็อาจได้รับผลกระทบด้วย ซึ่งอาจหมายถึงการกระจายตัวของแหล่งประมงใหม่ที่อาจเกิดขึ้นได้

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยกล่าวว่าการศึกษานี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น จำเป็นต้องมีบันทึกที่ยาวนานขึ้น การสังเกตที่เจาะลึกขึ้น และแบบจำลองทางสรีรวิทยาของไฟโตแพลงก์ตอนที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อคาดการณ์ผลกระทบทางนิเวศทั้งหมด

ที่มา: ABC News, Coastal Review, Earth