ธารน้ำแข็งอาร์กติกใกล้ล่มสลาย จุลินทรีย์เร่งการละลาย

นักวิทยาศาสตร์ในสฟาลบาร์ด หมู่เกาะของนอร์เวย์ในมหาสมุทรอาร์กติก เร่งศึกษาจุลินทรีย์ขั้วโลก ขณะที่ความร้อนจากภาวะโลกร้อนคุกคามระบบนิเวศธารน้ำแข็งที่เปราะบาง ดร. อาร์วิน เอ็ดเวิร์ดส์ นักวิจัยชั้นนำด้านนิเวศวิทยาธารน้ำแข็ง พูดถึงวันที่ร้อนอบอ้าวและมีหมอกหนาที่ธารน้ำแข็งในสฟาลบาร์ด ซึ่งความร้อนในฤดูร้อนที่ทำลายสถิติจนกลายเป็นสายน้ำละลายและหินถล่ม

แม้อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกจะยังไม่ทะลุเป้าหมาย 1.5 องศาเซลเซียส ตามข้อตกลงปารีส แต่อาร์กติกผ่านจุดนั้นไปนานแล้ว โดยสฟาลบาร์ดร้อนขึ้นเร็วกว่าอัตราเฉลี่ยของโลกถึง 7 เท่า นั้นหมายถึง เวลาที่เหลือในการทำความเข้าใจระบบนิเวศที่เปราะบางเหล่านี้กำลังจะหมดลง รวมถึงต้นทุนด้านสภาพภูมิอากาศซึ่งอาจสูงถึงหลายล้านล้านดอลลาร์ที่อาจเกิดขึ้น

เอ็ดเวิร์ดส์อธิบายว่า จุลินทรีย์ที่ปรับตัวต่อความหนาวเย็นเป็นผู้เฝ้ายามและผู้เร่งเร้าแห่งการล่มสลายของอาร์กติก งานวิจัยล่าสุด เชื่อมโยงจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในหิมะและน้ำแข็งเข้ากับวงจรป้อนกลับเชิงบวกที่สามารถเร่งการละลายได้ โดยกว่าร้อยละ 70 ของน้ำจืดบนโลกเก็บกักอยู่ในน้ำแข็งและหิมะ และมีผู้คนหลายพันล้านคนพึ่งพาแม่น้ำที่หล่อเลี้ยงจากธารน้ำแข็ง ซึ่งทั้งหมดนี้มีนัยสำคัญลึกซึ้งต่อทุกภูมิภาค

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่จุลินทรีย์ขั้วโลกทุกชนิดที่จะเร่งภาวะโลกร้อน หลักฐานใหม่บ่งชี้ว่าประชากรบางส่วนยังสามารถชะลอการปล่อยก๊าซมีเทนได้ในปัจจุบัน

ไม่กี่ทศวรรษก่อน นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ยังคงเชื่อว่าน้ำแข็งและหิมะในอาร์กติกแทบจะปราศจากสิ่งมีชีวิต บนธารน้ำแข็งลองเยียร์บรีนใกล้เมืองที่ตั้งถิ่นฐานถาวรเหนือสุดของโลก

เอ็ดเวิร์ดส์ชี้ว่า หิมะใหม่ทุกเกล็ดมีจุลินทรีย์อยู่ และที่น่าทึ่งคือ จุลินทรีย์ สามารถกระตุ้นการก่อตัวของเกล็ดหิมะได้ แต่ละลูกบาศก์เซนติเมตรของหิมะบนธารน้ำแข็งมีเซลล์มีชีวิตนับร้อยถึงนับพัน และโดยทั่วไปมีไวรัสมากกว่านั้นถึงสี่เท่า เป็นถิ่นอาศัยของจุลินทรีย์ที่ซับซ้อนไม่ต่างจากดินผิวหน้า

สิ่งมีชีวิตที่สามารถอยู่รอดได้ที่นี่ถือว่าพัฒนาการทางวิวัฒนาการสูงมาก

ในฤดูร้อน ผิวหิมะสามารถเป็นที่อยู่ของสาหร่ายสีแดงที่ว่ายขึ้นลงผ่านชั้นผิวเพื่อหาดวงอาทิตย์สำหรับสังเคราะห์แสงโดยไม่ถูกเผาไหม้ การเบ่งบานอย่างเข้มข้นสร้างปรากฏการณ์ที่รู้จักกันว่า “หิมะสีเลือด” ซึ่งอริสโตเติลเคยบรรยายไว้เป็นครั้งแรก

ใต้หิมะ อีกหนึ่งถิ่นอาศัยที่อุดมไปด้วยจุลินทรีย์ซึ่งเจริญเติบโตได้แม้เผชิญอุณหภูมิต่ำมาก สารอาหารขาดแคลน “เกล็ดไครโอโคนิท” เหล่านี้ถูกเรียกว่า “ป่าฝนแช่แข็ง” ของน้ำแข็ง แต่ละเกล็ดคือระบบนิเวศขนาดจิ๋วที่พึ่งพาตนเอง ประกอบด้วยแบคทีเรีย เห็ดรา ไวรัส โปรติสต์ และสัตว์ขนาดเล็กอย่างทาร์ดิเกรดและหนอน จุลินทรีย์เหล่านี้สามารถสร้างอิทธิพลในระดับโลก

จุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในผิวน้ำแข็งและหิมะสร้างเม็ดสีเข้มเพื่อใช้แสงอาทิตย์และปกป้องตนเองจากรังสียูวี ยังดักจับฝุ่นและเศษซากสีเข้มอีกด้วย ปัจจัยเหล่านี้ร่วมกันทำให้หิมะและน้ำแข็งมืดลง ดูดซับความร้อนมากขึ้นและละลายเร็วขึ้น กระบวนการที่เรียกว่า “การมืดทางชีวภาพ”

จุลินทรีย์ยังตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของโลก เช่น สารอาหารที่เพิ่มขึ้นจากมลพิษทางอากาศ ควันไฟป่า หรือฝุ่นที่ลมพัดมาจากธารน้ำแข็งที่ถอยร่นและพื้นที่แห้งแล้งที่ขยายตัว เคมีของหิมะปัจจุบันไม่เหมือนกับหิมะยุคก่อนอุตสาหกรรมแล้ว โดยอุณหภูมิที่สูงขึ้นและฤดูละลายที่ยาวนานจากภาวะโลกร้อนยิ่งเร่งการเจริญของจุลินทรีย์ที่ทำให้น้ำแข็งมืด

ปัจจัยเหล่านี้รวมกันอาจก่อให้เกิดวงจรป้อนกลับเชิงบวกที่ทวีความรุนแรง จุลินทรีย์ทำให้น้ำแข็งมืด ส่งผลให้อุณหภูมิสูงขึ้นและละลายเร็วขึ้น เผยให้เห็นเศษซากที่อุดมด้วยสารอาหารซึ่งส่งเสริมการเจริญของจุลินทรีย์เพิ่มขึ้นอีก และทำให้น้ำแข็งมืดลงยิ่งกว่าเดิม

ทุกฤดูร้อน พื้นที่มืดทางชีวภาพซึ่งมองเห็นได้จากอวกาศ ครอบคลุมอย่างน้อย 100,000 ตารางกิโลเมตร ปรากฏบนแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ด้านตะวันตกเฉียงใต้ ตามการศึกษาในปี 2020 จุลินทรีย์ที่นั่นรับผิดชอบต่อการไหลบ่าของน้ำละลาย 4.4 ถึง 6.0 กิกะตัน คิดเป็นสูงสุดถึงร้อยละ 13 ของการละลายทั้งหมด จากมวลน้ำแข็งที่มีปริมาณน้ำเพียงพอที่จะทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้นกว่า 7 เมตร ผลกระทบเหล่านี้ถูกรับรู้ในรายงาน IPCC แต่ยังไม่ถูกรวมเข้าในแบบจำลองการคาดการณ์ภูมิอากาศ

ทั่วเทือกเขาแอลป์ของยุโรป หิมาลัย เอเชียกลาง และที่อื่น ๆ อย่างน้อย 2 พันล้านคนพึ่งพาน้ำจากการละลายของธารน้ำแข็งเพื่อการดื่ม การเกษตร และพลังงานน้ำ แต่แม้โลกจะบรรลุเป้าหมายปารีส ธารน้ำแข็งครึ่งหนึ่งก็จะไม่รอดพ้นศตวรรษนี้

นอกเหนือจากการทำให้น้ำแข็งมืดลงแล้ว ยังมีอีกหนึ่งภัยคุกคาม ก๊าซมีเทน ในหลายพื้นที่ของอาร์กติก ธารน้ำแข็งและชั้นดินเยือกแข็งปิดกั้นแหล่งก๊าซเรือนกระจกนี้ใต้ดินไม่ให้เล็ดรอด การศึกษาล่าสุดยังพบว่าจุลินทรีย์ที่เจริญได้ในโลกอันหนาวมืดและมีแรงกดสูงใต้ธารน้ำแข็งสามารถผลิตก๊าซมีเทนสดในปริมาณมหาศาล การละลายของชั้นดินเยือกแข็งและการถอยร่นของธารน้ำแข็งสามารถกระตุ้นการปล่อยก๊าซมีเทนจากใต้ดินลึกที่ไม่เคยคาดคิดมาก่อน

อ้างอิง

theguardian