นักวิทยาศาสตร์ค้นพบโลกแดงเดือดใต้พิภพแอนตาร์กติกา

โดย 0000000 

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบโลกแดงเดือดใต้พิภพแอนตาร์กติกาเผาไหม้อยู่ใต้น้ำแข็ง

โลกแห่งภูเขาไฟที่ซ่อนอยู่อาจทำให้น้ำแข็งกว่า 2 ล้านตารางกิโลเมตรทางด้านตะวันตก
ของแอนตาร์กติกาละลายลงก่อนหน้าปี 2017
นักวิทยาศาสตร์รู้ว่ามีภูเขาไฟราว 47 ลูกทางตะวันตก
ของแอนตาร์กติกา แต่ตัวเลขเพิ่มขึ้นอย่างน้อย 138 ลูก ทวีปที่หนาวเย็นเป็นน้ำแข็งนี้ คือภูมิภาคที่มีภูเขาไฟมากที่สุดแห่งหนึ่งในโลก นี่คือข้อเท็จจริงที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์กังวล

การค้นพบน่าตกใจนี้ไม่ได้เกิดจากนักผจญภัยไร้ความกลัว ผู้ซึ่งเดินทางลงไปใต้พืดน้ำแข็งของแอนตาร์กติกาแต่อย่างใด หากเกิดขึ้นมาจากนักธรณีวิทยาที่สร้างสรรค์ 3 คนจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระ สกอตแลนด์ ผู้รวบรวมข้อมูลมหาศาลจากการสำรวจครั้งก่อนๆ แล้วนำมาประกอบขึ้นด้วยวิธีใหม่

ผลที่ได้คือภูเขาไฟที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนรวม 91 แห่ง บางแห่งสูงเกือบ 4 กิโลเมตร การค้นพบชี้ว่าใต้ดินแอนตาร์กติกาตะวันตกคุกรุ่นมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยคิด ความร้อนจากใต้ทวีปลึกส่งผลให้พืดน้ำแข็งมหึมาทำปฏิกิริยากับภาวะโลกร้อน

ภูเขาไฟอาจทำให้น้ำแข็งไม่มั่นคงและนำไปสู่การระเบิด แล้วทำให้น้ำแข็งละลายอย่างถาวรได้ ปรากฏการณ์นี้อาจจะทำให้เกิดน้ำท่วมเมืองใหญ่ในซีกโลกเหนือนานหลายทศวรรษ

ภูเขาไฟละลายน้ำแข็งจากเบื้องล่าง

บรรดานักธรณีวิทยารู้อยู่แล้วถึงกลุ่มภูเขาไฟในแอนตาร์กติกาตะวันตก บางส่วนเห็นได้ชัดโดยตรง เพราะยอดของมันโผล่ขึ้นมาเหนือน้ำแข็ง แต่การจะเปิดเผยภูเขาไฟที่ซ่อนตัวนั้น นักวิทยาศาสตร์ทั้งสามจากเอดินบะระต้องค้นคว้าเพิ่มเติม

พวกเขาเปรียบเทียบค่าการวัดจากหลายแหล่งที่แตกต่างกัน เช่น จากเครื่องบินและดาวเทียม เพื่อมองทะลุน้ำแข็งลงไปยังชั้นหินที่อยู่ลึกด้านใต้ พวกเขาดูการวัดค่าสนามความโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็กเพื่อหารอยนูนรูปโคน จากการวิเคราะห์นี้ พบว่ามีภูเขาไฟไม่ต่ำกว่า 178 ลูก แต่นักวิทยาศาสตร์ยอมรับเฉพาะลูกที่สามารถยืนยันได้จากการวัดแบบอื่นๆ ด้วย ทำให้จำนวนลดลงเหลือ 138 ลูก ซึ่ง 1 ใน 3 เป็นภูเขาไฟที่รู้จักอยู่แล้ว

แม้จะมีภูเขาไฟกลุ่มใหญ่อยู่ในแอนตาร์กติกาตะวันตก นักวิทยาศาสตร์ก็ยังสังเกตไม่พบโดยตรง ว่ามีการปะทุของภูเขาไฟใต้พืดน้ำแข็ง ดังนั้นจึงยังไม่รู้ว่ามีภูเขาไฟมากแค่ไหนและลูกไหนที่ยังมีพลังอยู่บ้าง แต่ที่รู้ก็คือเคยมีการปะทุเกิดขึ้นมาก่อน ในปี 2007 นักธรณีวิทยาจากกลุ่มการสำรวจบริติชแอนตาร์กติกเปิดเผยถึงซากที่เหลือจากการปะทุ เมื่อเร็วๆ นี้ จากภูเขาไฟลูกหนึ่งในเทือกเขาฮัดสันของแอนตาร์กติกาตะวันตก

พวกเขาค้นพบชั้นที่ความลึก 100-700 เมตร ซึ่งสะท้อนออกมาเป็นคลื่นจากเรดาร์ที่ใช้เพื่อทำการ ตรวจตราชั้นใต้ดิน ชั้นที่ว่าแผ่ขยายเป็นพื้นที่รูปไข่ขนาด 2.3 หมื่นตารางกิโลเมตร โดยคลื่นนี้เข้มข้นที่สุดตรงกลางพื้นที่ นักธรณีวิทยาตีความชั้นที่ว่านี้ ว่าเป็นเถ้าจากการปะทุใหญ่ที่เกิดขึ้นราว 2,300 ปี ก่อนภูเขาไฟที่ทำให้เกิดการปะทุสูง 1 กิโลเมตร แต่ตอนนี้ยอดของมันฝังอยู่ใต้พืดน้ำแข็งลึกราว 100 เมตร

ความร้อนทำให้น้ำแข็งไถลตัว

นักวิทยาศาสตร์รู้ถึงผลของการปะทุของภูเขาไฟใต้พืดน้ำแข็ง เพราะเคยศึกษาการปะทุหลายครั้งจากภูเขาไฟกริมสวอตน์ (Grímsvötn) ในไอซ์แลนด์ที่อยู่ใต้พืดน้ำแข็งวาตนาโยคุตล์ (Vatnajökull Glacier) กริมสวอตน์ปะทุไม่ต่ำกว่า 3 ครั้งในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา คือในปี 1998 ปี 2004 และปี 2011 แต่ละครั้งผลลัพธ์ที่ได้ก็คือน้ำที่ละลายออกมาเป็นปริมาณมหาศาล

ในไอซ์แลนด์ น้ำไหลลงมหาสมุทรอย่างรวดเร็ว เพราะวาตนาโยคุตล์มีขนาดเล็กกว่า แต่สำหรับในแอนตาร์กติกาต่างออกไป ที่นั่นน้ำจะสะสมอยู่ใต้พืดน้ำแข็ง ทำให้พฤติกรรมของน้ำแข็งเปลี่ยนไปพืดน้ำแข็งส่วนที่มีน้ำอยู่ข้างใต้ ปกติแล้วจะไถลตัวเร็วกว่าพืดน้ำแข็งส่วนอื่นๆ เนื่องจากน้ำจะไปลดแรงเสียดทานข้างใต้ ในบางกรณีนั้น น้ำที่ละลายก็ทำให้น้ำแข็งเลื่อนออกไปได้มากกว่า 1 กิโลเมตร/ปี

อย่างไรก็ตาม ภูเขาไฟไม่ได้ส่งผลในแง่ลบต่อความมั่นคงของน้ำแข็งเท่านั้น ยิ่งพื้นผิวใต้ธารน้ำแข็งมีลักษณะขรุขระมากเท่าไหร่ มันก็จะยิ่งเคลื่อนตัวยากขึ้นเท่านั้น และภูเขาไฟที่มีความสูงยิ่งจะไปชดเชยการไหลของน้ำแข็งลงทะเลเพื่อกลายเป็นภูเขาน้ำแข็งแล้วละลาย

ทว่าผลของภูเขาไฟที่มีต่อพืดน้ำแข็งไม่ใช่สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์กังวลที่สุด ในไม่ช้านักวิทยาศาสตร์จะรู้ว่าผลของน้ำแข็งที่มีต่อภูเขาไฟจะกลายเป็นปัญหาที่ร้ายแรงกว่ามาก

การละลายจุดประกายการระเบิดของภูเขาไฟ

ไอซ์แลนด์ถูกน้ำแข็งปกคลุมหนาราว 1 กิโลเมตร จนกระทั่งเมื่อ 1.6 หมื่นปีก่อน เช่นเดียวกับภูเขาไฟในแอนตาร์กติกาตะวันตกในปัจจุบันน้ำแข็งของไอซ์แลนด์ละลายภายในเวลาราว 4,000 ปี เมื่อสิ้นสุดยุคน้ำแข็งครั้งล่าสุด การละลายทำให้ภูเขาไฟของไอซ์แลนด์คลุ้มคลั่ง เกิดการปะทุบ้าคลั่ง
นานราว 1,500 ปี จำนวนการปะทุมากกว่าอัตราปกติ ถึง 30-50 เท่า

คำอธิบายอยู่ลึกลงไปใต้ดิน แม็กมาจะแข็งตัวเกินไปจนไม่เคลื่อนที่ หรือเหลวมากพอจะก่อให้เกิดการปะทุนั้น ขึ้นอยู่กับสมดุลระหว่างความดันและอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิสูง ความดันต่ำ แม็กมาก็จะเป็นของเหลวมากขึ้น ตอนที่น้ำแข็งของไอซ์แลนด์ละลายนั้น ความดันในห้องแม็กมาทั้งหมดหายไป ผลลัพธ์ก็คือเกิดการปะทุมากมาย ซึ่งยิ่งไปเร่งการพังทลายของน้ำแข็งที่เหลือ

ปัจจุบันนี้ นักวิทยาศาสตร์ต่างเกรงว่าจะเกิดสิ่งเดียวกันขึ้นกับแอนตาร์กติกาตะวันตก เพราะน้ำแข็งเปราะบางมากต่อให้ไม่มีผลจากภูเขาไฟร่วมด้วยก็ตาม ที่เป็นอย่างนี้ก็เพราะน้ำแข็งบางส่วนวางตัวอยู่บนพื้นมหาสมุทร ไม่ได้อยู่บนดิน และในมหาสมุทรนั้น อุณหภูมิและระดับน้ำเพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ จึงส่งผลต่อน้ำแข็ง 2 ทางด้วยกัน คือน้ำในมหาสมุทรที่ร้อนขึ้น ทำให้การเกาะตัวของน้ำแข็งจากการจับแข็งกับชั้นหินอ่อนแอลง และระดับน้ำที่เพิ่มสูงขึ้นยังดึงน้ำแข็งขึ้นด้านบนด้วย ทำให้มันหลุดออกมาเป็นเกาะขนาดมหึมา

ภูเขาไฟทำให้น้ำท่วมยุโรป

กรณีร้ายแรงที่สุดก็คือแรงผลักเล็กน้อยที่เกิดจากภาวะโลกร้อนที่มนุษย์สร้างขึ้นที่มีต่อแอนตาร์กติกาตะวันตก จะไปกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่หยุดไม่ได้ ทำให้พืดน้ำแข็งของทั้งภูมิภาคหายไปหมด ผลก็คือมหาสมุทรในอีกไม่กี่ร้อยปีข้างหน้าจะสูงถึง 3-5 เมตร แม้ว่าธารน้ำแข็งจะหายไปแค่ส่วนที่เปราะบางที่สุด น้ำทะเลก็ยังสูงขึ้นได้ราว 1.2 เมตร ซึ่งอาจเกิดขึ้นในอีกไม่กี่สิบปีข้างหน้า

นักวิทยาศาสตร์รู้ดีอยู่แล้วว่ากระบวนการนี้ได้เริ่มขึ้นแล้ว น้ำแข็งจากแอนตาร์กติกาตะวันตกกำลังละลายด้วยอัตราที่เพิ่มขึ้น แต่ว่าจะเกิดผลอย่างไรต่อภูเขาไฟนั้นยังไม่รู้ ตอนนี้นักธรณีวิทยาจำเป็นต้องพุ่งเป้าไปยังภูเขาไฟที่ซ่อนตัวอยู่ เพื่อดูว่ามีหายนะอะไรรอคอยอยู่บ้าง

หากภูเขาไฟของแอนตาร์กติกาถูกกระตุ้นแล้วละก็ มันจะเกิดภาวะเลวร้ายที่สุดต่อยุโรปและอเมริกาเหนือ เพราะน้ำหนักของพืดน้ำแข็งมหึมาของแอนตาร์กติกาตะวันตกดึงดูดน้ำทะเลที่อยู่รายล้อมเอาไว้ เมื่อน้ำแข็งละลาย น้ำก็จะไหลห่างออกมาจากทวีปโดยไหลผ่านมหาสมุทรแอตแลนติก แล้วไปท่วมชายฝั่งทางตอนเหนือ