โดย อนุช อาภาภิรม คอลัมน์ วิกฤติศตวรรษที่21
ในมติชนสุดสัปดาห์ วันศุกร์ที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2555 ปีที่ 32 ฉบับที่ 1671 หน้า 35
เมื่อเข้าสู่ยุคอุตสาหกรรม มนุษย์ได้ดัดแปลงโลกไปอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน โดยการนำเครื่องจักรกลมาใช้ในการผลิตปริมาณมาก เพื่อสนองความต้องการของประชากรที่เพิ่มมากขึ้น
การผลิตปริมาณมากได้ช่วยให้มนุษย์มีเวลาว่างมากขึ้นสำหรับการศึกษา ทำการวิจัยและพัฒนาเครื่องจักรและกระบวนการผลิตให้ดียิ่งขึ้นไปอีก เกิดเป็นวงจรของการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต
ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รวมทั้งทางการแพทย์ การมีประชากรมากขึ้น การกลายเป็นเมืองมากขึ้น ระดับการศึกษาของผู้คนสูงขึ้น หรืออีกนัยหนึ่งคือการนำทรัพยากรธรรมชาติมาใช้และทำให้เกิดของเสียเพิ่มมากขึ้น
เครื่องจักรที่มนุษย์นำมาใช้เพื่อปฏิวัติการผลิต เรียกรวมๆ ว่า "เครื่องจักรความร้อน" เป็นเครื่องจักรที่เปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังเชิงกลหรือการเคลื่อนที่ แหล่งเชื้อเพลิงสำคัญคือ เชื้อเพลิงฟอสซิล ได้แก่ ถ่านหิน น้ำมันปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ
เชื้อเพลิงเหล่านี้เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน เมื่อเผาไหม้เพื่อให้เกิดพลังงานเชิงกลจะเกิดของเสียสำคัญอย่างหนึ่ง ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เชื่อกันว่าเป็นสาเหตุสำคัญให้เกิดมหันตภัยภาวะโลกร้อน ในปัจจุบัน
จากที่กล่าวข้างต้นจะเห็นว่ามีเหตุปัจจัยของภาวะโลกร้อนอยู่ 2 ประการที่ซ้อนกันอยู่ ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และวงจรของการเติบโตเชิงกำลัง แต่มักไปให้ความสำคัญแก่ คาร์บอนไดออกไซด์ และเห็นว่ารักษาการเติบโตเชิงกำลังเป็นคำตอบ เช่น พัฒนาเทคโนโลยีให้มีประสิทธิภาพทางการผลิตขึ้นอีก
ในเบื้องต้นนี้จะกล่าวถึงสภาพภูมิอากาศโลกกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อทำความเข้าใจเรื่องนี้เป็นพื้นฐาน
เรื่องของภูมิอากาศโลก
มีการศึกษาภูมิอากาศโลกย้อนไปตั้งแต่การเริ่มอุบัติขึ้นของโลกเมื่อราว 4.5 พันล้านปีมาแล้ว เรียกว่า วิชาภูมิอากาศดึกดำบรรพ์ (Paleoclimatology) โดยอาศัยการปะติดปะต่อตัวอย่างหลักฐานที่ได้จาก หิน ดินตะกอน แผ่นน้ำแข็ง วงไม้ ปะการัง หอย และซากดึกดำบรรพ์ต่างๆ เป็นต้น นอกจากนี้ ยังเปรียบเทียบกับภูมิอากาศบนดาวเคราะห์อื่น มีดาวอังคาร เป็นต้น
การศึกษานี้มีจุดประสงค์เพื่อที่จะมองเห็นแบบรูป กลไกการควบคุมอุณหภูมิของโลก เข้าใจลักษณะของภูมิอากาศโลกปัจจุบันได้ดีขึ้น และที่สำคัญสามารถทำนายลักษณะลมฟ้าอากาศโลกในอนาคตได้
การศึกษาวิชานี้ต้องใช้ความร่วมมือกันทั่วโลก ในการแลกเปลี่ยนข่าวสารข้อมูลและผลการศึกษาในพื้นที่ต่างๆ ทั้งบนบก ในอากาศ ผิวน้ำ และใต้ทะเลลึก ผลการศึกษามีมากด้วยกัน แต่อาจสรุปได้เป็น 3 ประการ ได้แก่
(ก) พบว่าโลกนี้มีกลไกบางอย่างที่รักษาอุณหภูมิของมันไว้ได้ค่อนข้างคงที่
กลไกการรักษาอุณหภูมิของโลก คือการทำให้น้ำอยู่ในภาวะของเหลวมาโดยตลอด เมื่อเทียบกับดาวอังคารและดาวศุกร์จะเห็นได้ชัด นั่นคือ บนดาวอังคารนั้นเชื่อกันว่าในช่วงแรกมีน้ำในภาวะของเหลวอยู่ แต่ในปัจจุบันอุณหภูมิที่นั่นต่ำจนน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง
ส่วนที่ดาวศุกร์เป็นตรงข้ามกัน เชื่อกันว่าบนดาวศุกร์ก็เคยมีน้ำเป็นของเหลว แต่ด้วยเหตุปัจจัยอย่างใดอย่างหนึ่ง น้ำนั้นได้ระเหยเป็นไอไปหมด บรรยากาศดาวศุกร์ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ มีส่วนทำให้อุณหภูมิพื้นผิวดาวนั้นร้อนขึ้นจนคนอยู่ไม่ได้
น้ำนั้นเกิดขึ้นปกคลุมผิวโลกเมื่อ 3.8 พันล้านปี หลังจากโลกเกิดขึ้นไม่นาน การที่น้ำรักษาสถานะของเหลวไว้ได้เป็นเวลานานหลายพันปี ควรนับว่าเป็นเรื่องน่าอัศจรรย์อย่างหนึ่ง ที่เปิดทางให้เกิดสิ่งมีชีวิตและวิวัฒนาการเป็นชีวิตที่ซับซ้อนขึ้นเรื่อยๆ จนมีมนุษย์ และมีเชื้อเพลิงฟอสซิลสำหรับมนุษย์ได้สร้างอารยธรรมอุตสาหกรรมในปัจจุบันขึ้น
(ข) เหตุการณ์สำคัญของภูมิอากาศโลก
ในช่วงหลายพันล้านปีมานี้มีเหตุการณ์ทางภูมิอากาศที่น่าสนใจดังนี้
1. ยามแสงอาทิตย์อ่อน จากการศึกษาดวงดาวที่เพิ่งเกิดใหม่ พบว่ามันจะแผ่รังสีอ่อน ดวงอาทิตย์ตอนที่เกิดใหม่ก็คงเป็นเช่นเดียวกัน เห็นกันว่าดวงอาทิตย์แรกเกิดเมื่อราว 4.5 พันล้านปีมาแล้วจนถึงราว 2 พันล้านปีมา มีแสงอ่อน ประมาณว่าราวร้อยละ 70 ของปัจจุบัน
ในรังสีที่อ่อนเช่นนั้น น้ำบนผิวโลกก็ควรจะเป็นน้ำแข็งไปทั้งหมด แต่กลับปรากฏว่าน้ำบนโลกยังคงเป็นของเหลว เหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น
มีคณะนักภูมิอากาศพยายามให้คำอธิบายต่างๆ คำอธิบายที่ได้รับการยอมรับแรกๆ กล่าวว่าบรรยากาศโลกครั้งนั้นประกอบด้วยก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์มาก ได้ดูดซับความร้อนไว้ สร้างภาวะเรือนกระจก จนทำให้น้ำคงสถานะของเหลวไว้ได้
ต่อมามีนักวิทยาศาสตร์อีกคณะ เสนอว่าสาเหตุควรมาจากการที่บรรยากาศโลกครั้งนั้นมีเมฆน้อย เนื่องจากการก่อตัวของเมฆต้องอาศัยสารจากสิ่งมีชีวิต เมื่อมีเมฆน้อยก็ทำให้รังสีจากดวงอาทิตย์กระทบกับผิวน้ำที่คลุมทั้งโลกอย่างเต็มที่ น้ำสามารถเก็บความร้อนได้ดี จึงทำให้รักษาสถานะของเหลวไว้ได้
แต่ก็มีผู้โต้แย้งว่าเงื่อนไขทั้ง 2 ประการนี้ไม่พอเพียงที่จะทำให้น้ำไม่กลายเป็นน้ำแข็ง
ท้ายสุดมีบางคนกล่าวว่าตอนนั้นโลกอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์และค่อยๆ ถอยห่างออก แต่ก็สร้างปัญหาที่จะต้องแก้เพิ่มขึ้นอีกมาก ดังนั้น มันจึงเป็นปริศนาต่อไป
2. วิกฤติออกซิเจนและโลกกลายเป็นก้อนน้ำแข็งครั้งแรก มีพืชเซลล์เดียวที่สร้างอาหารจากการสังเคราะห์ด้วยแสงอุบัติขึ้นตั้งแต่ราว 3.5 พันล้านปีมาแล้ว แต่ออกซิเจนที่เป็นของเสียนั้นทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับแร่โลหะโดยเฉพาะเหล็กและถูกดึงหายไปจากบรรยากาศ
แต่เมื่อกระบวนการทางเคมีนี้ดำเนินไปนานเป็นพันล้านปี แร่เหล็กที่จะทำปฏิกิริยาและดูดซับออกซิเจนออกไปก็ร่อยหรอจนหมด เกิดออกซิเจนอิสระหรือการเติมออกซิเจนครั้งใหญ่ขึ้นในบรรยากาศ จนเกิดยุคที่เรียกว่าวิกฤติออกซิเจนเมื่อราว 2.4 พันล้านปีมาแล้ว
ซึ่งเป็นวิกฤติสำหรับแบคทีเรียจำนวนมากที่ไม่ใช้ออกซิเจนสำหรับหายใจ ต้องเผชิญกับอากาศเป็นพิษ สูญพันธุ์ไปเป็นอันมาก
ปรากฏการณ์นี้บางคนสันนิษฐานว่ามีส่วนทำให้อุณหภูมิของโลกเย็นลง จนกระทั่งทำให้ผิวน้ำทั้งโลกเป็นน้ำแข็งครั้งแรก เป็นยุคน้ำแข็งที่รุนแรงและยาวนานที่สุดราว 300 ล้านปี
แต่เมื่อถึงเวลานี้ก็พอดีกับดวงอาทิตย์ได้เริ่มแผ่รังสีแรงขึ้นโดยลำดับ โลกได้เย็นลงเป็นก้อนหิมะอีกครั้ง เมื่อ 716 ล้านปีมาแล้ว พบหลักฐานว่ามีนำแข็งจับทั่วไปในบริเวณเส้นศูนย์สูตร เป็นช่วงของ "โลกก้อนหิมะ" (Snowball Earth) และในราว 635 ล้านปีมาแล้วน้ำแข็งนี้ได้ละลายลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากก๊าซเรือนกระจกมีเทน
3. การล่มสลายของป่าเขตร้อนเมื่อราว 305 ล้านปีมาแล้ว คาดว่าเนื่องจากอากาศเย็นลงและแห้งแล้ง พืชที่ล้มตายเหล่านี้ได้ถูกน้ำซัดไหลมารวมกัน และด้วยเหตุปัจจัยที่เหมาะสมบางทีไม้เหล่านี้กลายเป็นถ่านหิน เป็นเชื้อเพลิงที่ก่อให้เกิดการปฏิวัติอุตสาหกรรมขึ้น
4) ภาวะโลกอุ่นเมื่อ 55 ล้านปีที่ผ่านมา ในช่วงนี้อุณหภูมิโลกได้เพิ่มขึ้นราว 6 องศาเซลเซียสในระยะราว 2 หมื่นปี หรือเพิ่มขึ้น 0.0003 เซลเซียสต่อปี เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจก นักวิทยาศาสตร์มักนำภาวะโลกร้อนปัจจุบันไปเทียบกับภาวะโลกอุ่นในขณะนั้น
5) การเปลี่ยนผ่านของยุคธารน้ำแข็งเมื่อราว 1.5 ถึง 6 แสนปีมาแล้ว ระยะเปลี่ยนผ่านกลางยุคเพลโตซีน (Mid-Pletocene Transition - MPT) การเปลี่ยนผ่านระหว่าง 1.25 ล้านปีถึง 6 แสนปี (การศึกษากล่าวว่าอยู่ระหว่าง 1 ล้านถึง 7 แสนปีมาแล้ว) เกิดการเปลี่ยนแปลงระบบภูมิอากาศโลกครั้งสำคัญ นั่นคือ ก่อนหน้าเอ็มพีที ช่วงเวลาของการสลับกันระหว่างยุคน้ำแข็ง กับยุคระหว่างยุคน้ำแข็งที่อบอุ่นกว่า กินเวลาราว 41,000 ปี
แต่หลังการเปลี่ยนแปลงนี้แล้วเวลาของวงจรนี้ยืดออกไปนานเป็นถึงราว 1 แสนปี และเราก็อยู่ในช่วงโครงสร้างภูมิอากาศแบบนี้ (ดูข่าวชื่อ 1.5 Million Years of Climate History Revealed After Scienctists Solve mystery of the Deep ใน sciencedaily.com 090812 )
(ค) พบการเชื่อมโยงของคาร์บอนไดออกไซด์กับภาวะโลกร้อน
นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่เชื่อมโยงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มนุษย์ปล่อยออกมาเข้ากับภาวะโลกร้อน ได้แก่ อาร์เรเนียส ตั้งแต่ปี 1986 เขาได้ทำนายไว้ค่อนข้างแม่นยำว่า อิทธิพลของคาร์บอนไดออกไซด์จะมีน้อยที่บริเวณศูนย์สูตรและเพิ่มขึ้นเมื่อห่างออกจากเส้นศูนย์สูตร และอิทธิพลนี้โดยทั่วไปจะสูงในฤดูหนาว และกับพื้นดินมากกว่ามหาสมุทร และว่าปริมาณกรดคาร์บอนิกที่เพิ่มขึ้น จะทำให้ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกลางวันกับกลางคืนลดลง (ดูบทความชื่อ Global Warming Science And The Dawn Of Flight: Svante Arrhenius ใน doc-snow.hubpages.com )
ต่อมาวิทยาศาสตร์แห่งภาวะโลกร้อนที่เป็นเรื่องของการอยากรู้อยากเห็นของนักวิทยาศาสตร์
ได้กลายเป็นเรื่องความเป็นความตายของมนุษย์ไป
เหตุใดจึงว่าการกระทำของมนุษย์
มีส่วนสำคัญทำให้เกิดภาวะโลกร้อน
ในปัจจุบันเรายังมีความเข้าใจเกี่ยวกับภูมิอากาศโลกค่อนข้างน้อย แต่ก็มีหลักฐานบางประการที่บ่งชี้ว่ามนุษย์น่าจะเป็นตัวการของภาวะโลกร้อน
นั่นคือ การดูการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศในระยะใกล้เมื่อเทียบกับที่ผ่านมาในอดีต ซึ่งจะพบว่าการเปลี่ยนแปลงในอดีตนั้นมักใช้เวลานานเป็นหมื่นหรือแสนปี
แต่เมื่อเป็นการกระทำของมนุษย์ จังหวะจะเร็วขึ้นมาก โดยดูได้จากหลังการปฏิวัติอุตสาหกรรมที่มนุษย์เพิ่มการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในปริมาณมากขึ้น ได้เกิดปรากฏการณ์ ดังต่อไปนี้คือ
ก) สัดส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มอย่างรวดเร็ว ในหลังยุคน้ำแข็งท้ายสุดเมื่อราว 11,000 ปีมาแล้ว ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศลดต่ำลงมาก และค่อยๆ ไต่ขึ้นสูงสุดระหว่าง 276-283 ส่วนในล้านส่วนเมื่อราว 2,500 ปีมาแล้ว และดำรงอยู่ในระดับนี้จนถึงต้นศตวรรษที่ 19 ที่มนุษย์ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลมากขึ้น
พบว่าในปี 1807 ระดับคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ที่ 283 ส่วนในล้านส่วน และพุ่งพรวดเป็น 391 ส่วนในล้านส่วนในปี 2011 ซึ่งเป็นระดับสูงสุดในรอบ 8 แสนปีหรือกระทั่งหลายล้านปีมานี้ (ดูบทตัดตอนหนังสือของ Daniel Rirdan ชื่อ The Blueprint : Averting Global Collapse ใน danielrirdan.com, 2012 )
ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 อุณหภูมิเปลี่ยนของโลกเพิ่มขึ้น 0.8 องศาเซลเซียส ในนี้ 2 ใน 3 เพิ่มขึ้นหลังปี 1980
ข) การเชื่อมโยงระหว่างภาวะโลกร้อนกับลมฟ้าอากาศรุนแรง พบว่าปรากฏการณ์ลมฟ้าอากาศแปรปรวนนี้ เกิดขึ้นไม่มากระหว่างปี 1951 ถึง 1980 มีการกำหนดความผิดปกติของลมฟ้าอากาศ (Weather Anomaly) โดยใช้การเบี่ยงเบนจากปกติ 3 ประการ พบว่า ระหว่างปี 2006-2011 พื้นที่ที่เข้าเกณฑ์นี้มีสูงระหว่างร้อยละ 4 ถึงร้อยละ 13 ของพื้นที่โลก รูปแบบลมฟ้าอากาศสุดขั้วเช่นนี้ไม่ปรากฏมาก่อนในช่วง 3 ทศวรรษก่อนปี 1980 ภาวะผิดปกติของลมฟ้าอากาศไม่สามารถอธิบายด้วยสาเหตุใดได้นอกจากภาวะโลกร้อน (ดูบทความของ Mark Drajern ชื่อ Global Wraming Causing Extreme Heat Waves, NASA Scientist Says ใน bloomberg.com 060812 )
จากข้อเท็จจริงนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่ง มี ดร.เจมส์ เลิฟล็อก เป็นต้น เห็นว่าปัญหาโลกร้อนเป็นเรื่องสายเกินแก้ ทำได้เพียงแต่รับมือไปตามสถานการณ์ แต่บางคนมีความหวังมากกว่านั้น
.
