ประเด็นเรื่องการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ถูกยกขึ้นมาพูดถึงและมีการถกเถียงกันมาอย่างยาวนาน นักวิจัยหรือนักวิชาการสายรักษ์โลกก็พยายามตีความไปในทางที่ว่าปัจจุบันโลกกำลังร้อนขึ้น และสาเหตุสำคัญที่ทำให้เป็นอย่างนี้ก็คือกิจกรรมของมนุษย์อย่างพวกเรา แต่ก็มีนักวิชาการบางส่วนที่พยายามตีแผ่ข้อมูลว่าจากคาบหรือวงรอบของการขึ้นๆ ลงๆ ของอุณหภูมิหรือสภาพอากาศ ในปัจจุบันนี้กำลังถึงจุดสูงสุด และกำลังเข้าสู่ภาวะที่จะกดหัวไปในทางที่โลกเย็นลง และภูมิอากาศของโลกกำลังเปลี่ยนแปลง

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (climate change) หมายถึง การเบี่ยงเบนของสภาพอากาศไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งติดต่อกันเป็นระยะเวลานานหลายปี เช่น 1) จากการสังเกตวัฒนธรรมในอดีตที่ผ่านมา ชาวไวกิ้ง พ.ศ. 1992-2392 (ค.ศ. 1450-1850) ย้ายถิ่นไปที่กรีนแลนด์ในช่วงอุณหภูมิอุ่น แต่เมื่ออากาศเย็นลงทำให้สภาพแวดล้อมไม่เหมาะในการดำรงชีวิต จำนวนประชากรจึงลดลง หรือจะเป็น 2) ข้อมูลการวัดอุณหภูมิเพื่อการปลูกองุ่นเพื่อทำไวน์ ของชาวยุโรป ก็มีมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 14 หรือ 3) ภาพเขียนสีในช่วงปี พ.ศ. 2092-2391 (ค.ศ. 1550-1849) แสดงเมฆและท้องฟ้าที่มืดมากกว่าปัจจุบัน และฤดูหนาวที่ไม่ค่อยพบเห็นในปัจจุบัน และ 4) การค้นพบฟันของฮิปโปซึ่งปัจจุบันอยู่เฉพาะในเขตร้อนของทวีปแอฟริกา ในแหล่งตะกอนที่อังกฤษ ซึ่งบ่งชี้ว่าในอดีตบริเวณนั้นคงมีสภาพอากาศเป็นแบบร้อนชื้นของช่วงระหว่างยุคน้ำแข็งหรือแบบกึ่งร้อนชื้น หลักฐานเหล่านี้ล้วนแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศทั้งสิ้น

ถึงแม้ว่าเครื่องมือในปัจจุบันจะวัดการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศได้อย่างแม่นยำ และหลักฐานทางวัฒนธรรมตามที่ต่างๆ จะมีนัยสำคัญอย่างชัดเจนเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ แต่เนื่องจากการตรวจวัดด้วยเครื่องมือมีการบันทึกย้อนหลังกลับไปได้เพียง 150 ปีที่ผ่านมา หรือหลักฐานทางประวัติศาสตร์ก็ย้อนหลังกลับไปได้ไม่เกิน 1,500 ปี ทำให้การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของ สภาพภูมิอากาศบรรพกาล (palaeoclimate) ไม่ชัดเจน นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามสืบค้น หลักฐานที่บ่งชี้ถึงสภาพภูมิอากาศในอดีต (climate proxy) จากข้อมูลทางธรณีวิทยา เพื่อขยายการบันทึกข้อมูลสภาพอากาศในอดีตเพิ่มขึ้น (Burroughs, 2001) ซึ่งหลักฐานหรือวิธีการแต่ละอย่างก็จะมีช่วงเวลาที่ใช้ได้แตกต่างกัน

คำที่สื่อถึงความเก่ามีอยู่หลายระดับ เช่น 1) เก่า (old) เก่าแบบไม่ค่อยมีประโยชน์ 2) ย้อนยุค (retrospect) คือ แก่กว่าเก่าและคนเริ่มคิดถึงอีกครั้ง 3) โบราณ (ancient) คือหลักร้อยหลักพันปี และ 4) บรรพกาล (paleo) หมายถึงเก่าเกินเป็นหมื่นปีขึ้นไป

อันที่จริง ผมก็ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญที่มีข้อมูลวิจัยทางด้านภูมิอากาศของโลกอยู่ในมือ ประเด็นเรื่องโลกกำลังร้อนขึ้นหรือเย็นลงจึงขออนุญาตไม่ก้าวล่วง แต่ในฐานะที่อยู่ในแวดวงทางธรณีวิทยาและมีโอกาสได้เฉียดฉิวไปรับฟังข้อมูลการศึกษาวิจัยด้านธรณีวิทยาที่เกี่ยวข้องกับภูมิอากาศอยู่บ้าง สิ่งที่ผมรู้สึกอินและรู้สึกตื่นเต้นไปด้วยเมื่อได้รับฟังข้อมูลต่างๆ ก็คือ กึ๋นหรือไอเดียที่นักวิทยาศาสตร์หรือนักธรณีวิทยาพยายามหยิบจับหลักฐานต่างๆ ที่มีอยู่บนโลกเพื่อมาอธิบายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอดีต ซึ่งก็เป็นเจตนารมณ์หลัก ที่อยากจะเผยแพร่เก็บเอาไว้ในบทความชิ้นนี้

1) ชนิดพันธ์พืชและละอองเรณู

 นักวิทยาศาสตร์พบว่ามีสิ่งมีชีวิตหลายชนิดที่อ่อนไหวต่อสภาพภูมิอากาศ เช่น ต้นไม้มักอยู่ในสภาพอากาศที่แห้งและเย็น ส่วนหญ้าอยู่ในอากาศที่อุ่นและชื้นกว่า ดังนั้นการศึกษาชนิดของพันธ์พืชในแต่ละช่วงจึงสามารถบอกถึงสภาพภูมิอากาศในอดีตได้

นอกจากนี้บันทึกจากละอองเกสรดอกไม้ หรือ ละอองเรณู (pollen) ก็เป็นอีกหนึ่งหลักฐานที่สำคัญ เนื่องจากพันธ์ไม้แต่ละชนิดอยู่ได้ในสภาพอากาศที่แตกต่างกันและสามารถประเมินอายุได้จากวิธีคาร์บอน-14 ทำให้สามารถแปลความหมายของสภาพภูมิอากาศในแต่ละช่วงเวลาที่สนใจได้

2) อัตราส่วนออกซิเจนไอโซโทป

โดยปกติ ¹⁶O มีมากกว่า ¹⁸O อย่างมากในมหาสมุทร แต่เนื่องจาก ¹⁶O เบากว่า ¹⁸O ทำให้ปกติ ¹⁶O จะระเหยไปในบรรยากาศได้ง่าย แต่ในระหว่าง ยุคน้ำแข็ง (glacial) มี ¹⁶O ถูกกักไว้ตามธารน้ำแข็ง ทำให้ในทะเลมี ¹⁸O ปริมาณมากและสัดส่วนระหว่าง ¹⁸O/¹⁶O นั้นเพิ่มขึ้น

ในทางตรงกันข้ามใน ยุคระหว่างยุคน้ำแข็ง (interglacial) เกิดการหลอมละลายของธารน้ำแข็ง ทำให้น้ำนั้นไหลลงมหาสมุทรพร้อมกับ ¹⁶O ที่เพิ่มขึ้นและสัดส่วน¹⁸O/¹⁶O นั้นลดลง ซึ่งหลักฐานของอัตราส่วนระหว่าง ¹⁸O/¹⁶O จะถูกฝังกักเก็บไว้ในรูปของแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งเป็นองค์ประกอบของปะการัง ที่ทับถมอยู่ในชั้นตะกอนท้องทะเล ดังนั้นการศึกษาอัตราส่วนของออกซิเจนไอโซโทป จึงสามารถบอกได้ว่าสภาพอากาศในอดีตเป็นอย่างไร

3) ฟองอากาศในธารน้ำแข็ง

ฟองอากาศเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่หิมะกลายเป็นน้ำแข็ง การวิเคราะห์ฟองอากาศเปิดเผยองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศ นอกจากนี้บางครั้งยังพบฝุ่นที่แสดงถึงกิจกรรมของภูเขาไฟอีกด้วย

4) วงปีต้นไม้

การเติบโตของต้นไม้ในแต่ละปีจะประกอบด้วยการเติบโตแบบสีอ่อน (earlywood) และสีทึบ (latewood) โดยนอกจากจะบอกอายุได้แล้ว ยังสามารถประเมินการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้นในแต่ละช่วงเวลาได้ด้วย เช่น แถบกว้างสีอ่อนเกิดขึ้นระหว่างสภาพอากาศที่เปียกและอุ่น ส่วนแถบแคบสีทึบแสดงถึงสภาพอากาศหนาวและแห้ง โดยปกติต้นไม้จะมีบันทึกในช่วงหลัก 100 ปี เท่านั้น ดังนั้นต้องอาศัยต้นไม้หลายๆ ต้นต่อวงปีกันเพื่อจะได้ศึกษาลักษณะภูมิอากาศย้อนกลับไปเป็นเวลานาน

5) ชั้นดินเลน

ตะกอนกลางทะเลสาบจะมีองค์ประกอบของสาหร่ายซึ่งเจริญเติบโตได้ดีในฤดูใบไม้ผลิและตายลงไปทำให้ได้ขอบดำเป็นชั้นๆ กั้นการสะสมตัวของชั้นตะกอนในแต่ละรอบปี ตะกอนใกล้ขอบทะเลสาบจะมาจากลำน้ำทำให้ได้ตะกอนที่หนากว่าตะกอนกลางทะเลสาบในแต่ละปี หรือถ้าเป็นตะกอนที่มาจากลมถึงจะสามารถพัดไปกลางทะเลสาบได้แต่ก็จะเป็นชั้นดินที่สีขาวกว่าตะกอนทะเลสาบทั่วๆ ไป นักวิทยาศาสตร์สรุปว่า ตะกอนทะเลสสาบนี้บันทึกสภาพภูมิอากาศได้ยาวนานกว่าวงแหวนของต้นไม้ และเก็บรักษาข้อมูลได้หลากหลายกว่าในการวิเคราะห์ เช่น ละอองเกสรดอกไม้จากแผ่นดิน พืช แหล่งตะกอนใกล้แผ่นดิน การเปลี่ยนแปลงทางเคมีเนื่องจากสภาพอากาศ ตลอดจนชั้นเถ้าภูเขาไฟ ซึ่งสามารถกำหนดอายุได้

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth