ข้อ จำกัด ของกันชนธรรมชาติของมหาสมุทรคืออะไร?

ในยุคปัจจุบันที่ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มสูงขึ้น คำถามนี้ยิ่งกดดันเป็นพิเศษ จากการประมาณการจากอากาศที่ติดอยู่ในแกนน้ำแข็ง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศอยู่ที่ประมาณ 190 ส่วนในล้านส่วน (ppm) ในช่วงยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายเมื่อประมาณ 20,000 ปีที่แล้ว และ 280 ppm ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม ตอนนี้อยู่ที่ประมาณ 370 ppm และคาดว่าจะถึง 700 ppm ภายในปี 2100

ในความพยายามที่จะกำหนดปริมาณการเปลี่ยนแปลง

ที่ขับเคลื่อนด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มหาสมุทรสามารถรับมือได้ นักวิจัยกำลังมองหาฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตในทะเลขนาดเล็กที่เรียกว่า foraminifera ซึ่งถูกเก็บรักษาไว้ตั้งแต่ยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นหาหลักฐานของการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของมหาสมุทรทั่วโลกอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งอาจบ่งชี้ว่าระบบบัฟเฟอร์ของมหาสมุทรนั้นไม่ตรงกันในบางครั้งในอดีต

ผลการศึกษาใหม่เกี่ยวกับเปลือก foraminifera นำไปสู่สถานการณ์ที่ปลอบโยน ซึ่งมหาสมุทรเป็นเวลาหลายพันปี สามารถจัดการกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศโดยไม่เปลี่ยนค่า pH หลักฐานนี้บินต่อหน้างานที่ทำเมื่อหลายปีก่อน นักวิจัยที่วิเคราะห์ไอโซโทปโบรอนในเปลือกหอยได้ข้อสรุปในปี 1995 ว่ามหาสมุทรมีสภาพเป็นกรดมากขึ้นตั้งแต่ยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย

งานวิจัยเมื่อเร็วๆ นี้มุ่งเน้นไปที่การอนุรักษ์ไมโครฟอสซิล ซึ่งเป็นเศษซากแคลเซียมคาร์บอเนตของสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลด้วยกล้องจุลทรรศน์ หลักการพื้นฐานคือ: เมื่อความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศสูงขึ้น มหาสมุทรจะกลายเป็นกรดมากขึ้น และเปลือกแคลเซียมคาร์บอเนตจะละลายได้ง่ายกว่า เคมีที่อยู่เบื้องหลังเอฟเฟ็กต์นี้ค่อนข้างซับซ้อน เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่มหาสมุทร 

บางส่วนจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอเนตที่ละลายอยู่ ซึ่งจะลดปริมาณไอออนในน้ำ 

เมื่อความเข้มข้นของไอออนคาร์บอเนตลดลง เปลือกจะละลายและปล่อยไอออนออกมาในน้ำ

“เราต้องการใช้ประโยชน์จากเอฟเฟ็กต์นี้” แอนเดอร์สันกล่าว

จากการตรวจสอบซากดึกดำบรรพ์ของเปลือกหอย เขาและเพื่อนร่วมงาน David Archer แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกอนุมานความเข้มข้นของไอออนคาร์บอเนตในมหาสมุทรและจากค่าดังกล่าว ความเป็นกรดของมหาสมุทร นักวิทยาศาสตร์ได้บรรยายการค้นพบของพวกเขาในธรรมชาติเมื่อ วันที่ 7 มีนาคม

Anderson และ Archer พัฒนาเทคนิคใหม่ในการเปรียบเทียบความอุดมสมบูรณ์ของซากดึกดำบรรพ์ที่สมบูรณ์ของ foraminifer 29 สายพันธุ์ที่พบในตัวอย่างตะกอนทั้งในปัจจุบันและธารน้ำแข็งที่ระดับความลึกของมหาสมุทรต่างๆ ในมหาสมุทรแอตแลนติก แปซิฟิก และมหาสมุทรอินเดีย เป็นเวลาหลายปีที่นักวิจัยได้ศึกษาข้อมูล foraminifera เพื่อหาอุณหภูมิของทะเลโบราณ เนื่องจากอุณหภูมิพื้นผิวมหาสมุทรเป็นตัวทำนายเดียวที่ใหญ่ที่สุดของฟอสซิลในตัวอย่าง Anderson กล่าว การสลายตัวเป็นปัจจัยสำคัญอันดับสอง เขากล่าว

ตอนนี้ปรากฎว่าความเข้มข้นของคาร์บอเนตไอออนอาจถูกล้อออกจากข้อมูลเดียวกัน แอนเดอร์สันกล่าวว่า foraminifera ที่ “เปราะบาง” บางชนิดสร้างเปลือกหอยที่หรูหราราวกับโคมระย้า ดังนั้นพวกมันจึงละลายได้เร็วกว่าเปลือกของสายพันธุ์ “ฮัสกี้” ที่หนาและแข็งกว่า นักวิจัยพบว่า แม้จะมีความไวต่อการละลายที่แตกต่างกันของสปีชีส์ต่างๆ กัน แต่ตะกอนสมัยใหม่และโบราณก็มีอัตราส่วนของเปลือกที่สมบูรณ์ใกล้เคียงกันสำหรับสปีชีส์ต่างๆ จากหลักฐานนี้ นักวิจัยสรุปได้ว่าไม่มีหลักฐานการเปลี่ยนแปลงค่า pH ทั่วโลกในมหาสมุทรลึก ซึ่งคาร์บอนในทะเลส่วนใหญ่จบลงเป็นเวลาหลายพันปี

จากข้อมูลของแอนเดอร์สัน การค้นพบนี้บ่งชี้ว่าหากความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในทะเลเพิ่มขึ้นในช่วง 20,000 ปีที่ผ่านมา อย่างที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนโต้แย้ง ระบบแคลเซียมคาร์บอเนตของมหาสมุทรจะรองรับการเปลี่ยนแปลงค่า pH ในทะเลลึกได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าความผันผวนของค่า pH ในระยะสั้นอาจเกิดขึ้น แต่หลักฐานบ่งชี้ว่ามหาสมุทรสามารถรับมือกับการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในระยะยาวได้

อย่างไรก็ตาม ปัญหาของความเป็นกรดในมหาสมุทรนั้นไม่ได้ง่ายขนาดนั้น Wallace S. Broecker และ Elizabeth Clark จากหอดูดาวโลก Lamont-Doherty Earth ของมหาวิทยาลัยโคลัมเบียใน Palisades รัฐนิวยอร์ก เพิ่งตรวจสอบการสลายตัวของ foraminifera แต่จบลงด้วยผลลัพธ์ที่ตรงกันข้าม

แทนที่จะมองหาจำนวนสิ่งมีชีวิตที่เก็บรักษาไว้ในตะกอน Broecker และ Clark ชั่งน้ำหนักเปลือกหอยที่ไม่บุบสลายสำหรับ foraminifera สองสายพันธุ์ มวลเปลือกลดลงตั้งแต่ยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย ซึ่งสะท้อนถึงการ เพิ่มขึ้นของการละลายที่เกิดจากกรด Broecker และ Clark รายงานในGeochemistry Geophysics Geosystems เมื่อวันที่ 27 มีนาคม

Broecker ตั้งข้อสังเกตว่าข้อมูลของ Anderson และ Archer มาจากฟอสซิลยุคน้ำแข็งที่รวบรวมไว้เมื่อนานมาแล้ว แม้ว่าวิธีการของพวกเขาอาจฟังดูดี แต่ตัวอย่างของพวกเขาอาจผิดพลาดได้ เขาแนะนำ

Elderfield ตกลงว่า Anderson และ Archer ใช้ชุดข้อมูลที่นักวิจัยบางคนสงสัย อย่างไรก็ตาม วิธีการใหม่ในการหาค่า pH ของมหาสมุทรโบราณนั้น “ฉลาดมาก” เขากล่าว ยิ่งไปกว่านั้น เขาตั้งข้อสังเกตว่า สมมติฐานในทั้งสองการศึกษาอาจทำให้การคำนวณของพวกเขาคลาดเคลื่อนได้

Credit : เว็บตรง