มหาสมุทร ภาวะโลกร้อนได้รับความสนใจมากกว่าที่เคยเป็นมา ตั้งแต่ทศวรรษ 1970 นักวิทยาศาสตร์ทำงานอย่างหนักเพื่อค้นหาสาเหตุเฉพาะ และปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อภาวะโลกร้อน หลังจากเข้าสู่ศตวรรษที่ 21 กิจกรรมของมนุษย์ทั่วโลกได้ทำลายสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติมากขึ้น และแม้แต่ตำราเรียนที่เขียนใหม่เกิดอะไรขึ้น หลังจากการสังเกต และการวิจัยของนักวิทยาศาสตร์เป็นเวลาหลายปี
สมาคมเนชั่นแนล จีโอกราฟิกของสหรัฐอเมริกา ได้ประกาศให้ทะเลรอบแอนตาร์กติกาได้รับการตั้งชื่อว่า มหาสมุทรใต้ หลังจากได้รับการยอมรับจากองค์กรระหว่างประเทศที่เกี่ยวข้อง ปัจจุบันมหาสมุทรใต้เป็นที่รู้จักในฐานะมหาสมุทรทั้ง 5 ของโลก ได้แก่ มหาสมุทรแอตแลนติก มหาสมุทรแปซิฟิก มหาสมุทรอินเดีย และมหาสมุทรอาร์กติก
ขณะนี้การเปลี่ยนแปลงนี้รวมอยู่ในตำราเรียน แผนที่และเอกสารในประเทศต่างๆ ทั่วโลก จุดประสงค์หลักของการย้ายครั้งนี้ คือเพื่อดึงดูดความสนใจของสาธารณชนต่อผืนน้ำในมหาสมุทรทางตอนใต้ ซึ่งระบบนิเวศน์ที่เปราะบาง และมีบทบาทในเชิงบวกที่ช่วยให้โลกผ่านพ้นความยากลำบากมาได้จนถึงทุกวันนี้ เนื่องจากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาของการวิจัย
นักวิทยาศาสตร์พบว่ามหาสมุทรใต้มีบทบาทอย่างมากในการดูดซับคาร์บอน และปริมาณคาร์บอนที่ดูดซับโดยมหาสมุทรใต้ นั้นมากกว่าปริมาณคาร์บอนที่ปล่อยออกมา ซึ่งอาจมีบทบาทสำคัญในสภาวะโลกร้อน เหตุใดจึงมีการเปลี่ยนแปลงอย่างน่าอัศจรรย์ในมหาสมุทรทางตอนใต้ กิจกรรมในมหาสมุทรใต้มีความหมายต่อมนุษย์อย่างไร
ผลการกักเก็บคาร์บอนของมหาสมุทรใต้เป็นอย่างไร มนุษย์สามารถใช้ประโยชน์จากการกักเก็บคาร์บอนดังกล่าวได้หรือไม่ บทความนี้จะตอบคำถามเหล่านี้ จากการเปลี่ยนแปลงของมหาสมุทรในมหาสมุทรใต้ การดูดซับคาร์บอนของน้ำทะเล และงานวิจัยที่เกี่ยวข้องในมหาสมุทรใต้ ต่อไปเรามาดูกันว่ามหาสมุทรทางตอนใต้ ซึ่งดูดซับคาร์บอนมากกว่าที่ปล่อยออกมาในแต่ละปีจะมีผลกระทบต่อโลกอย่างไร
สิ่งที่ดึงดูดนักวิทยาศาสตร์มายังมหาสมุทรใต้ คือสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาที่เป็นเอกลักษณ์ และกระแสน้ำในมหาสมุทรที่แรงกระแสน้ำวนแอนตาร์กติกเซอร์คัมโพลาร์ กำลังเคลื่อนตัวไปทางตะวันออก และจะแข็งแกร่งขึ้นเรื่อยๆ โดยมีความยาวรวมของมหาสมุทรในปัจจุบัน 21,000 กิโลเมตร เป็นผลให้มวลน้ำบางประเภทก่อตัวขึ้นตามชายฝั่งใกล้แอนตาร์กติกา
หนึ่งในนั้นคือน้ำใต้พื้นแอนตาร์กติก นอกจากนี้ ที่เกี่ยวข้องคือการบรรจบกันของแอนตาร์กติกรอบแอนตาร์กติกา ซึ่งน้ำเย็นที่ไหลไปทางเหนือบรรจบกับน้ำใต้แอนตาร์กติกที่ค่อนข้างอุ่น แพลงก์ตอนพืชจำนวนมากรวมทั้งโคพีพอดอื่นๆ และตัวเคยในแอนตาร์กติกถูกผลิตขึ้นที่นี่ ด้วยสิ่งมีชีวิตพื้นฐานเล็กๆ เหล่านี้ ภูมิภาคแอนตาร์กติกจึงค่อยๆ สร้างระบบนิเวศและห่วงโซ่อาหารของตนเอง
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในมหาสมุทรตอนใต้นั้นรวดเร็วมาก และการรบกวนของอุณหภูมิเพียงเล็กน้อย ก็สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญได้ ซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ และรูปแบบสภาพอากาศในช่วงเวลาต่างๆ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงของปรากฏการณ์เอลนีโญ-แอนตาร์กติกออสซิลเลชัน ซึ่งส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศ
และชีวนิเวศพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้ำทะเล แม้ว่ามหาสมุทรทางตอนใต้จะครอบคลุมพื้นที่เพียงร้อยละ 30 ของมหาสมุทรโลก แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า มหาสมุทร มีบทบาทอย่างมากต่อสภาพอากาศโลก เนื่องจากเป็นจุดตัดของกระแสน้ำในมหาสมุทร และเป็นจุดเชื่อมต่อที่สำคัญสำหรับการถ่ายเทความร้อน
และการถ่ายเทคาร์บอนระหว่างชั้นบรรยากาศและมหาสมุทรลึก เป็นที่ทราบกันดีว่าการดูดซับความร้อนจากน้ำทะเลของโลกมีบทบาทสำคัญในสภาพภูมิอากาศ นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมข้อมูลจากเรือหลายรีมในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา โดยสรุปได้ว่ามหาสมุทรใต้เป็นกันชนสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยดูดซับความร้อนส่วนเกินได้มากถึง 75 เปอร์เซ็นต์
และการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากมนุษย์ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทุ่น Argo อัตโนมัติขององค์การบริหารมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศแห่งชาติ ได้แสดงให้เห็นว่ามหาสมุทรทางตอนใต้ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่วัดได้จากเครื่องวิเคราะห์น้ำทะเลบนเรือ การกักเก็บคาร์บอนมีขนาดเล็กกว่า
ในการศึกษาก่อนหน้า ถ้าเป็นเช่นนั้น คาร์บอนไดออกไซด์หายไปได้อย่างไร ในขั้นต้น โปรแกรมการวัดนี้อิงตามหลักฐานจากการศึกษาฟลักซ์ของคาร์บอนที่มหาสมุทรทางตอนใต้ ดูดซับหรือปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โดยส่วนใหญ่ เป็นแพลงก์ตอนและกระบวนการทางชีววิทยาอื่นๆ ที่ไม่ใช้การปล่อยคาร์บอนตามธรรมชาติในน้ำลึก
ซึ่งสอดคล้องกับระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศที่มนุษย์สร้างขึ้น จากนั้นผ่านน่านน้ำกึ่งเขตร้อนอันอบอุ่นไปยังผืนน้ำที่เป็นน้ำแข็งรอบแอนตาร์กติกา กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง และพร้อมๆ กันโดยมีความเข้มต่างกันในมหาสมุทรใต้ การศึกษานี้อาศัยการวัดปริมาณฟลักซ์ของคาร์บอนจากเรือเดินสมุทร ซึ่งสุ่มตัวอย่างด้วยทุ่นชีวธรณีเคมีของ Argo ในสถานที่
ซึ่งไม่เหมาะสมต่อการปฏิบัติงานอย่างปลอดภัยของเรือ แต่มีบีคอนดังกล่าวไม่มากนัก และมีข้อมูลในอดีตน้อยมากที่สามารถเปรียบเทียบข้อมูลการสุ่มตัวอย่างได้ โครงการนี้ยังต้องอาศัยการประมาณการความดันระดับน้ำทะเลจากดาวเทียมอย่างมาก เช่นเดียวกับสถิติลมค้า ซึ่งเพิ่มความไม่แน่นอนอย่างมากให้กับผลลัพธ์ในบางภูมิภาค
ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับมหาสมุทรใต้ จะต้องดำเนินการตรวจวัดโดยตรงตลอดทั้งปี เพื่อแก้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงของคาร์บอนในมหาสมุทรใต้ การวิจัยดำเนินการในภายหลังโดยหน่วยวิจัยมหาสมุทรและบรรยากาศ องค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมแห่งเครือจักรภพของออสเตรเลีย ซึ่งใช้โดรนพื้นผิว
โดรนสามารถควบคุมได้จากระยะไกล และนักวิทยาศาสตร์สามารถวางแผนเส้นทางการบินล่วงหน้าได้ ในขณะที่รวบรวมข้อมูลจากเครื่องมือ และเซนเซอร์บนเครื่องบินโดรน ซึ่งได้รับการดัดแปลงเป็นพิเศษสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเลที่รุนแรงของมหาสมุทรใต้ สามารถรวบรวมข้อมูลรายชั่วโมงได้อย่างสมบูรณ์ ผลที่ได้คือ มีความคลาดเคลื่อนอย่างมากระหว่างผลการศึกษานี้
ข้อสรุปก่อนหน้านี้ขององค์การบริหารมหาสมุทร และชั้นบรรยากาศแห่งชาติ และ UAV สูญเสียเซนเซอร์ความเร็วลมไปครึ่งหนึ่ง และข้อมูลบางส่วนก็ไม่ชัดเจน โชคดีที่มันกลับมาได้อย่างราบรื่น ภารกิจนี้แสดงให้เห็นว่า การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศช่วยลดการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในมหาสมุทรภายใต้ แบบจำลองสภาพภูมิอากาศของลมที่แรงกว่าในมหาสมุทรใต้ และเร่งการหมุนเวียนกลับด้าน
ตั้งแต่ปี 2015 ถึง 2016 ผลกระทบจากสภาพอากาศในฤดูหนาวที่สังเกตได้จากทุ่น นั้นไม่ใช่เรื่องปกติในการตรวจวัดด้วยโดรนในปี 2019 นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่า สิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับการลดลงของดัชนีการสั่นของแอนตาร์กติก ส่งผลให้น้ำทะเลที่อุดมด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นน้อยลง เห็นได้ชัดว่าการตรวจสอบวิจัยนี้ยังไม่ชัดเจนเพียงพอ ท้ายที่สุด การวัดผลทั้งหมดจะกำหนดได้อย่างไร
บทความที่น่าสนใจ : ดวงตาจักรวาลจีน ศึกษาและอธิบายโครงการดวงตาจักรวาลจีนของจีน
