จัดแสดงที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติสมิธโซเนียน

แบบจำลองเมกาโลดอนยาว 15 เมตร ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. ฮันส์-ดีเตอร์ ซูส์/พิพิธภัณฑ์สมิธโซเนียนกำลังคำนวณขนาดสูงสุดแบบจำลองหัวเม็กเฮดในเมืองเพิร์ทอาศัยตัวอย่างฟันหลายชิ้นที่พบในท้องถิ่นและจากต่างประเทศ โดยวาดภาพนักล่าที่มีความยาว 14 เมตร

อย่างไรก็ตาม ในการคำนวณ ขนาด สูงสุด ของสายพันธุ์ ขั้นแรกเราประมาณขนาดกรามสูงสุดที่เป็นไปได้สำหรับเม็ก จากนั้นจึงขยายขนาดขึ้น โดยใช้อัตราส่วนขนาดกรามต่อความยาวลำตัวเดียวกันกับฉลามขาวที่มีชีวิต

ขนาดกรามสูงสุดของเม็กสามารถคำนวณได้โดยการขยายขนาด “ฟันที่เกี่ยวข้อง” ที่รู้จัก (ตัวอย่างฟันหลายซี่ที่พบรวมกันและมาจากฉลามตัวเดียว) โดยมีฟันเม็กที่กว้างที่สุดเท่าที่เคยพบมา

เมื่อเราทำสิ่งนี้ ขนาดโดยประมาณที่เราทำได้คือระหว่าง 19–20 ม. และนี่ก็มากกว่าตัวเลขประมาณการอื่นๆ ล่าสุดมาก

เชื้อสายของฉลามยักษ์
นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบฟันของเม็กเป็นส่วนหนึ่งของสายพันธุ์ต่อเนื่องที่เรียกว่าสายเลือดฉลามเมกะทูธ สิ่งนี้มีพื้นฐานมาจากการค้นพบฟอสซิลฟันหลายพันซี่ที่ดูเหมือนจะรวมตัวเป็นรูปร่างใหม่เมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งชี้ให้เห็นถึงวิวัฒนาการของสายพันธุ์ใหม่

ฟันเมกาโลดอนที่เพิ่งค้นพบจากเมืองเอ็กซ์มัธ รัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย ขอบหยักที่แสดงไว้นี้มีความยาว 145 มม. เจฟฟ์ ดีคอน/พิพิธภัณฑ์ WA
จุดเริ่มต้นของเชื้อสายนี้เริ่มต้นในยุคดาเนียนเมื่อประมาณ 63 ล้านปีก่อน ซึ่งเป็นช่วงที่ฉลามตัวแรกในสกุลOtodusปรากฏตัวขึ้น นี่คือเหตุผลว่าทำไมเม กาโลดอนซึ่งเป็นเชื้อสายนี้จึงถูกจำแนกอย่างเป็นทางการว่าเป็นOtodus megalodon อย่างไรก็ตาม ฉลามถูกจัดอยู่ในสกุลต่างๆ รวมถึงCarcharoclesและProcarcharodonและยังคงเป็นประเด็นถกเถียง ต่อ ไป

ด้วยความยาวลำตัวประมาณ 4 เมตร ฉลาม โอโทดัส ตัวแรก ในเชื้อสายเมกะทูธจึงมีขนาดเล็กกว่าฉลามอื่นๆ อีกหลายตัวที่อาศัยอยู่ในขณะนั้น แล้วพวกมันมีวิวัฒนาการจนกลายเป็นยักษ์ใหญ่ที่เป็นเม็กได้อย่างไร?

ศาสตราจารย์ Kenshu Shimada แห่งมหาวิทยาลัย DePaul แนะนำว่าขนาดที่ใหญ่โตของ meg อาจเกี่ยวข้องกับลักษณะแปลก ๆ ของฉลาม lamnid ซึ่งก็คือลูกของพวกมันกินกันตั้งแต่อยู่ในครรภ์

พฤติกรรมนี้เรียกว่า “การกินเนื้อในมดลูก” เป็นแหล่งโภชนาการที่พร้อมสำหรับการเจริญเติบโตของทารกในครรภ์ และอาจกระตุ้นให้เมกาโลดอนเติบโต เพิ่มขึ้น กล่าวคือ ยังเป็นการบังคับให้มารดาต้องกินอาหารมากขึ้น เนื่องมาจากความต้องการสารอาหารที่เพิ่มขึ้นจากลูกที่เติบโตอย่างรวดเร็ว

สิ่งนี้คงไม่ช่วยให้เม็กอยู่รอดได้เมื่ออุณหภูมิโลกเย็นลงเมื่อประมาณสามล้านปีก่อน มนต์สะกดแห่งความหนาวเย็นน่าจะคร่าชีวิตแหล่งอาหารของ meg ไปมาก และทำให้เกิดการสูญพันธุ์ในที่สุด

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หินปูนโผล่ขึ้นมาตามชายฝั่งในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียทำให้เกิดฟันเมกาโลดอนอันน่าตื่นเต้นใหม่ๆ หลายซี่ เราหวังว่าสิ่งเหล่านี้จะบอกเราเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องราวของเม็กและรูปแบบต่างๆ ของมันที่ว่ายผ่านทะเลในออสเตรเลียโบราณ
การสร้างเมกาโลดอนขนาด 16 เมตรขึ้นใหม่ ภาพประกอบโดย โอลิเวอร์ เดมัธ/แจ็ค คูเปอร์
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา มีงาน วิจัยหลายฉบับ ได้ประมาณขนาดของเมก ฟันของมันมีรูปร่างเหมือนสามเหลี่ยมแบนขนาดใหญ่ที่มีขอบ หยักเหมือนกับฟันของฉลามขาว ที่มีชีวิต ฉลามขาวฉลามมาโกและฉลามพอร์บีเกิลล้วนอยู่ในวงศ์ Lamnidae และถูกเรียกว่า “lamnids”

ความคล้ายคลึงกันอย่างใกล้ชิดระหว่างฟัน meg และฉลามตัวอ่อนที่มีชีวิตเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่า meg นั้นเป็นฉลามตัวอ่อนชนิดโบราณจริงๆ หลักฐานนี้มีความสำคัญ เนื่องจากเป็นพื้นฐานในการประมาณขนาดของยักษ์โบราณนี้

นิทรรศการของพิพิธภัณฑ์สองแห่งที่เพิ่งเปิดให้ประชาชนทั่วไปจัดแสดง ได้แก่ แบบจำลองเมกาโลดอนอันตระการตา แห่งหนึ่งที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติสมิธโซเนียนในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. และอีกแห่งหนึ่งที่พิพิธภัณฑ์เวสเทิร์นออสเตรเลีย บูลา บาร์ดิป ในเมืองเพิร์ท

แม้ว่าโมเดลเหล่านี้ทั้งสองจะมีความโดดเด่น แต่ก็ไม่ได้แสดงถึงปลาฉลามตัวเดียวกันโดยสิ้นเชิง แล้วแต่ละอันถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร? และใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์อะไรบ้าง?

อ่านเพิ่มเติม: ฉลามยักษ์ Megalodon ที่ซุ่มซ่อนอยู่ในมหาสมุทรของเรา: จริงจัง!

รูปร่างของ “หัวเม็กเฮด” คล้ายกับหัวฉลามขาว แต่มีจมูกที่สั้นกว่าและกลมกว่ามาก การให้สีมีลักษณะแบบ “เงาตรงข้าม” โดยมีส่วนหลังสีเข้มและท้องสีอ่อนกว่า ซึ่งคล้ายกับฉลามขาวแต่มีความแตกต่างกันน้อยกว่า ยิ่งสีมีคอนทราสต์มากเท่าไร ผู้ล่าใต้น้ำก็จะยิ่งไม่มีใครสังเกตเห็นเหยื่อได้ง่ายขึ้นเท่านั้น เมื่อหลายสิบล้านปีก่อน ฉลามเสือทรายออกล่าในน่านน้ำนอกคาบสมุทรแอนตาร์กติก โดยร่อนผ่านระบบนิเวศทางทะเลที่เจริญรุ่งเรืองบนพื้นทะเลด้านล่าง

สิ่งที่เหลืออยู่ของพวกเขาในปัจจุบันคือฟันแหลมคมของพวกเขา แต่ฟันเหล่านั้นก็บอกเล่าเรื่องราวได้

พวกเขากำลังช่วยไขปริศนาว่าเหตุใดโลกเมื่อประมาณ 50 ล้านปีก่อนจึงเริ่มเปลี่ยนจากสภาพอากาศแบบ “เรือนกระจก”ที่อุ่นกว่าปัจจุบันไปสู่สภาวะ “โรงน้ำแข็ง” ที่เย็นกว่า

ทฤษฎีมากมายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศครั้งนี้มุ่งเน้นไปที่ทวีปแอนตาร์กติกา มีหลักฐานทางธรณีวิทยาว่าทั้ง Drake Passage ซึ่งเป็นน้ำระหว่างอเมริกาใต้และคาบสมุทรแอนตาร์กติก และเกตเวย์แทสมันระหว่างออสเตรเลียและแอนตาร์กติกาตะวันออก ได้กว้างขึ้นและลึกขึ้นในช่วงเวลานี้เมื่อแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัว ทางเดินที่กว้างและลึกยิ่งขึ้นนั้นจำเป็นสำหรับน้ำในมหาสมุทรหลักที่จะมาบรรจบกันและกระแสน้ำรอบขั้วโลกใต้จะก่อตัว กระแสน้ำนั้นซึ่งไหลรอบทวีปแอนตาร์กติกาในปัจจุบัน กักเก็บน้ำเย็นไว้ในมหาสมุทรใต้ ทำให้ทวีปแอนตาร์กติกาเย็นและเป็นน้ำแข็ง

แผนที่แสดงความแตกต่างของอุณหภูมิตั้งแต่อากาศหนาวจัดทั่วทวีปแอนตาร์กติกาไปจนถึงอุณหภูมิที่ร้อนเกินกระแสน้ำ
แผนที่อุณหภูมิพื้นผิวมหาสมุทรที่วัดโดยดาวเทียมแสดงกระแสน้ำ Circumpolar แอนตาร์กติก ซึ่งมีเส้นสีดำกำกับไว้ น้ำแข็งในทะเลแอนตาร์กติกาปรากฏเป็นสีฟ้าอ่อน Copernicus Marine Services/สหภาพยุโรป
ฉลามเสือทรายสายพันธุ์Striatolamia Macrota ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว ครั้งหนึ่งเคยพบเห็นอยู่ในน่านน้ำรอบๆ คาบสมุทรแอนตาร์กติก และซากฟอสซิลฟันฟอสซิลที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างประณีตบนเกาะที่ปัจจุบันคือเกาะ Seymourใกล้ปลายคาบสมุทร

จากการศึกษาสารเคมีที่เก็บรักษาไว้ในฟันฉลามเหล่านี้ ฉันและเพื่อนร่วมงานพบหลักฐานว่าช่อง Drake Passage เปิดเมื่อใดซึ่งทำให้น้ำในมหาสมุทรแปซิฟิกและมหาสมุทรแอตแลนติกผสมกัน และความรู้สึกของน้ำในขณะนั้น อุณหภูมิที่บันทึกไว้ในฟันฉลามเป็นอุณหภูมิที่อบอุ่นที่สุดสำหรับน่านน้ำแอนตาร์กติก และตรวจสอบการจำลองสภาพภูมิอากาศด้วยความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศสูง

ออกซิเจนจับอยู่ในฟันที่แหลมคมมาก
ฉลามเสือทรายมีฟันแหลมคมยื่นออกมาจากกรามเพื่อจับเหยื่อ ฉลามตัวเดียวมีฟันหลายร้อยซี่หลายแถว ตลอดชีวิตฟันจะหลุดออกหลายพันซี่เมื่อมีฟันซี่ใหม่งอกขึ้นมา

ข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญได้รับการเข้ารหัสภายในคุณสมบัติทางเคมีของฟันแต่ละซี่และเก็บรักษาไว้ที่นั่นเป็นเวลาหลายล้านปี

ตัวอย่างเช่น ชั้นนอกของฟันฉลามประกอบด้วยอีนาเมลอยด์ไฮดรอกซีอะพาไทต์ ซึ่งคล้ายกับเคลือบฟันในฟันของมนุษย์ ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนจากน้ำที่ฉลามอาศัยอยู่ ด้วยการวิเคราะห์ออกซิเจน เราสามารถระบุอุณหภูมิและความเค็มของน้ำโดยรอบในช่วงชีวิตของฉลามได้

ฟันจากเกาะซีมัวร์แสดงให้เห็นว่าน่านน้ำแอนตาร์กติก – อย่างน้อยเป็นที่ที่ฉลามอาศัยอยู่ – คงความอบอุ่นไว้นานกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ไว้

ฟันฉลามห้าขนาด
ภาพประกอบฟันฉลามเสือทรายที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ คริสติน่า สเปนซ์ มอร์แกน
เบาะแสอีกประการหนึ่งมาจากธาตุนีโอไดเมียมซึ่งดูดซับและแทนที่ธาตุอื่น ๆ ในเคลือบฟันด้านนอกของฟันในระหว่างการฟอสซิลในระยะเริ่มแรก แอ่งมหาสมุทรแต่ละแห่งมีอัตราส่วนไอโซโทปนีโอไดเมียมที่แตกต่างกัน 2 ไอโซโทปที่แตกต่างกันโดยพิจารณาจากอายุของหิน การดูอัตราส่วนฟันฉลามช่วยให้เราสามารถตรวจจับแหล่งที่มาของน้ำที่ฉลามตายได้

หากสภาวะคงที่ องค์ประกอบของนีโอไดเมียมจะไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม หากองค์ประกอบของนีโอไดเมียมเปลี่ยนแปลงในฟันฟอสซิลเมื่อเวลาผ่านไป นั่นบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงในสมุทรศาสตร์

ฉลามตัวใหญ่น้ำอุ่น
เราศึกษาฟัน 400 ซี่จากเกาะซีมัวร์ ตั้งแต่ปลาฉลามทุกวัย ตั้งแต่เด็กจนถึงผู้ใหญ่ จากบุคคลที่มีชีวิตอยู่ระหว่าง45 ล้านถึง 37 ล้านปีก่อน การรวมกันของขนาดฟันและเคมีทำให้เกิดเบาะแสที่น่าแปลกใจในอดีต

ฟันบางซี่มีขนาดใหญ่มาก บ่งบอกว่าเสือทรายแอนตาร์กติกโบราณเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าฉลามเสือทรายในปัจจุบันCarcharias taurusซึ่งสามารถเติบโตได้ยาวประมาณ 10 ฟุต

นอกจากนี้ อุณหภูมิของน้ำที่ฉลาม อาศัยอยู่ยังอุ่นกว่าการศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับหอยกาบแอนตาร์กติกที่แนะนำ อาจเป็นไปได้ว่าความแตกต่างคือระหว่างน้ำที่อยู่ใกล้ผิวน้ำและลึกลงไปที่พื้นทะเล หรือฉลามที่เราพบฟันอาจใช้ชีวิตส่วนหนึ่งในอเมริกาใต้

ปัจจุบันฉลามเสือทรายกำลังติดตามผืนน้ำอุ่น พวกเขาใช้เวลาช่วงฤดูร้อนและต้นฤดูใบไม้ร่วงระหว่างชายฝั่งแมสซาชูเซตส์และเดลาแวร์ แต่เมื่อน้ำเย็นลง พวกเขาก็อพยพไปยังชายฝั่งนอร์ธแคโรไลนาและฟลอริดา เนื่องจากฟันของพวกมันก่อตัวและเคลื่อนไปข้างหน้าอย่างต่อเนื่องเกือบจะเหมือนกับสายพานลำเลียง จึงมีฟันบางส่วนในกรามที่เป็นตัวแทนของแหล่งที่อยู่อาศัยที่แตกต่างจากที่ที่ฉลามอาศัยอยู่ เป็นไปได้ว่าฉลามเสือทรายโบราณก็อพยพเช่นกัน และเมื่อน่านน้ำแอนตาร์กติกเย็นลง พวกมันก็มุ่งหน้าไปทางเหนือไปยังผืนน้ำที่อุ่นกว่าที่ละติจูดล่าง

ฉลามโชว์ฟันของมัน
ฉลามเสือทรายสมัยใหม่หรือที่รู้จักกันในชื่อฉลามพยาบาลสีเทา แสดงให้เห็นฟันเป็นแถว เจเลนซิออน / วิกิมีเดีย , CC BY-SA
ฟันบ่งบอกว่าอุณหภูมิน้ำของฉลามในขณะนั้นใกล้เคียงกับอุณหภูมิของน้ำที่ฉลามเสือโคร่งทรายในปัจจุบันสามารถพบเห็นได้ในปัจจุบัน ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ยังสูงกว่าปัจจุบันถึง 3-6 เท่า ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์คาดว่าอุณหภูมิจะสูงขึ้นในภูมิภาคนี้

ในที่สุด นีโอไดเมียมในฟอสซิลฟันฉลามเสือโคร่งทรายถือเป็นหลักฐานทางเคมีที่เก่าแก่ที่สุดของน้ำที่ไหลผ่าน Drake Passage ซึ่งสอดคล้องกับหลักฐานการแปรสัณฐาน ช่วงเวลาแรกของการเปิด Drake Passage แต่ผลกระทบจากการระบายความร้อนล่าช้า บ่งชี้ว่ามีปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างระบบของโลกที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

แล้วญาติทางเหนือของพวกเขาล่ะ?
ฉลามเสือทรายถูกพบทั่วโลกในช่วงยุคอีโอซีน ซึ่งบ่งชี้ว่าพวกมันสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น ในมหาสมุทรอาร์กติกพวกมันอาศัยอยู่ในน้ำกร่อย ที่มีความเค็มน้อยกว่ามหาสมุทรเปิดเมื่อ 53 ล้านถึง 38 ล้านปีก่อน และมีขนาดเล็กกว่าญาติทางตอนใต้นอกทวีปแอนตาร์กติกามาก

ความแตกต่างของความเค็มของถิ่นที่อยู่ของฉลามเสือและขนาดของฉลามก็ปรากฏขึ้นในอ่าวเม็กซิโกในช่วงเวลานี้ ด้วย ความอดทนต่อสิ่งแวดล้อมเป็นลางดีต่อการอยู่รอดของฉลามเสือทรายยุคใหม่ในขณะที่โลกอุ่นขึ้นอีกครั้ง น่าเสียดายที่อุณหภูมิที่อุ่นขึ้นในวันนี้เร็วกว่าและอาจเกินความสามารถของฉลามเสือทรายในการปรับตัว แอนตาร์กติกาเป็นส่วนที่ห่างไกลที่สุดในโลก แต่เป็นศูนย์กลางของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ การทูตระหว่างประเทศ และการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม มันถูกค้นพบอย่างเป็นทางการเมื่อ 200 ปีที่แล้ว เมื่อวันที่ 27 มกราคม พ.ศ. 2363 เมื่อสมาชิกของคณะสำรวจชาวรัสเซียมองเห็นดินแดนในบริเวณที่รู้จักกันในชื่อหิ้งน้ำแข็งฟิมบุลทางฝั่งตะวันออกของทวีป

นักสำรวจในยุคแรกสนใจตำนานของเทอร์รา ออสตราลิสซึ่งเป็นทวีปทางตอนใต้อันกว้างใหญ่ที่นักวิชาการจินตนาการมานานหลายศตวรรษว่าเป็นตัวถ่วงให้กับซีกโลกเหนือ คนอื่นๆ แสวงหาความร่ำรวยทางเศรษฐกิจจากการล่าวาฬและแมวน้ำหรือความรุ่งโรจน์ของการพิชิตถิ่นทุรกันดารแห่งสุดท้ายของโลก ยังมีอีกหลายคนที่อยากจะเข้าใจสนามแม่เหล็กของโลกเพื่อเดินเรือในทะเลได้ดีขึ้น

ฉันเป็นนักธรณีวิทยาที่เชี่ยวชาญในการทำความเข้าใจช่วงเวลาและขอบเขตของยุคน้ำแข็งในอดีต งานส่วนใหญ่ของฉันมุ่งเน้นไปที่ประวัติศาสตร์น้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติกา และฉันได้รับสิทธิพิเศษให้ทำการวิจัยภาคสนามห้าฤดูกาลที่นั่น

ในอีกสองปีข้างหน้า ฉันจะทำงานร่วมกับทีมงานภาคสนามที่ประกอบด้วยนักศึกษาระดับปริญญาตรีทั้งหมดจากมหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลต์ เพื่อตรวจสอบว่าแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกตะวันออกเปลี่ยนรูปแบบการไหลเมื่อมันเปลี่ยนรูปร่างหรือไม่ การวิจัยทั้งหมดที่นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ดำเนินการจะดำเนินการภายใต้การอุปถัมภ์ของสนธิสัญญาแอนตาร์กติกซึ่งเป็นข้อตกลงระดับโลกที่ส่งเสริมความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์และการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม

แช่แข็งแต่อุดมสมบูรณ์
แอนตาร์กติกาแยกออกจากอเมริกาใต้เมื่อ 35 ล้านปีก่อน และภูมิอากาศเริ่มเปลี่ยนแปลง มันเริ่มที่จะเติบโตเป็นแผ่นน้ำแข็งซึ่งเป็นก้อนน้ำแข็งบนพื้นดินน้ำแข็งที่ครอบคลุมพื้นที่หลายพันตารางไมล์ เมื่อแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัวไปยังทวีปอื่นๆ แอนตาร์กติกาก็เย็นลงและแห้งมากขึ้น ตลอด 14 ล้านปีที่ผ่านมา ทวีปนี้เป็นทวีปที่หนาวเย็นและดำรงอยู่จนทุกวันนี้

แอนตาร์กติกาส่วนใหญ่ปกคลุมด้วยแผ่นน้ำแข็งบนบกและมีชั้นน้ำแข็งลอยอยู่ โนอา
แอนตาร์กติกาเป็นทวีปเดียวที่ถูกค้นพบอย่างแท้จริง เนื่องจากไม่มีประชากรมนุษย์พื้นเมือง เซอร์เจมส์ คุก นักสำรวจชาวอังกฤษเดินทางรอบทวีปในปี 1772-1775 แต่มองเห็นเพียงเกาะห่างไกลบางแห่งเท่านั้น คุกสรุปว่าหากมีที่ดินใดๆ ก็ตาม ดินแดนนั้นจะถูก “ประณามให้ได้รับความเข้มแข็งชั่วนิรันดร์จากธรรมชาติ และไม่เคยยอมจำนนต่อความอบอุ่นของดวงอาทิตย์”

คุกยังรายงานด้วยว่าน่านน้ำแอนตาร์กติกอุดมไปด้วยสารอาหารและสัตว์ป่า สิ่งนี้ดึงดูดผู้จับแมวน้ำและนักล่าวาฬ ซึ่งส่วนใหญ่มาจากอังกฤษและสหรัฐอเมริกา ซึ่งล่าแมวน้ำขนและแมวน้ำช้างของภูมิภาคนี้จนใกล้จะสูญพันธุ์ในทศวรรษต่อๆ มา การล่าสัตว์อย่างสนุกสนานนี้นำไปสู่การค้นพบแผ่นดินใหญ่แอนตาร์กติกและแผ่นน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดในโลก

การอ่านน้ำแข็ง
ปัจจุบัน แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกตะวันออกและ ตะวันตกรวมกันถือครองน้ำแข็ง 90% ของโลก ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้นประมาณ200 ฟุต (60 เมตร) หากน้ำแข็งทั้งหมดละลาย แอนตาร์กติกาเป็นทวีปที่หนาวที่สุด สูงที่สุด แห้งที่สุด ลมแรงที่สุด สว่างที่สุด และใช่ เป็นทวีปน้ำแข็งที่สุดในโลก และการวิจัยตลอด 200 ปีแสดงให้เห็นว่ามันเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบภูมิอากาศของโลก

แม้จะดูเหมือนเป็นภูมิประเทศที่แห้งเยือกแข็งไม่เปลี่ยนแปลง แต่การวิจัยและงาน ของฉันโดยคนอื่นๆ จำนวนมากแสดงให้เห็นว่าแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันออกค่อยๆ บางและหนาขึ้นตลอดหลายล้านปี สิ่งที่น่าสนใจคือ ข้อมูลของฉันยังแนะนำว่าในขณะที่น้ำแข็งเคลื่อนตัวและถอยกลับ มันจะเคลื่อนที่ในรูปแบบเดียวกันทุกครั้ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง น้ำแข็งจะไหลผ่านดินแดนเดียวกันทุกครั้งที่เคลื่อนตัว

แม้ว่าแอนตาร์กติกาตะวันออกจะเพิ่มและสูญ เสียน้ำแข็งอย่างช้าๆ แต่ก็มีขนาดใหญ่มากจนเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น การทำความเข้าใจว่าน้ำแข็งเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในอดีตเป็นกุญแจสำคัญในการทำนายว่าน้ำแข็งจะละลายมากน้อยเพียงใดและเร็วแค่ไหนในปีต่อๆ ไป

คำถามเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในแอนตาร์กติกาตะวันตก ซึ่งก้นแผ่นน้ำแข็งอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล ทำให้เสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลและอุณหภูมิมหาสมุทรได้ง่ายมาก ด้วยตัวมันเอง แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกตะวันตกมีศักยภาพที่จะทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น16 ฟุต (5 เมตร) หากถล่มลงมา

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้น บางส่วนของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตก เช่น ธารน้ำแข็งทเวทส์และเกาะไพน์ก็มีความเสี่ยงที่จะพังทลายเป็นพิเศษ เมื่อสิ้นสุดยุคน้ำแข็งสุดท้าย บางส่วนของแอนตาร์กติกาตะวันตกจะบางลงโดยเฉลี่ย 1.5 ถึง 3 ฟุต ( 0.5 – 1 เมตร) ต่อปี ทุกวันนี้ ด้วยการวัดด้วย GPS ดาวเทียม และทางอากาศ นักวิทยาศาสตร์กำลังมองเห็น บางส่วนของแอนตาร์กติกาตะวันตกบางลง3 ถึง 20 ฟุต (1 ถึง 6 เมตร) ต่อปี

แอนตาร์กติกากำลังสูญเสียน้ำแข็งในอัตราเร่ง ส่วนหนึ่งเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
จากบันทึกทางธรณีวิทยา เรายังทราบด้วยว่าแผ่นน้ำแข็งนี้สามารถพังทลายลงอย่างรวดเร็ว และบางครั้งก็บางลงในอัตราที่เกินกว่า30 ฟุต (10 เมตร) ต่อปี แบบจำลองล่าสุดแสดงให้เห็นว่าระดับน้ำทะเลอาจเพิ่มขึ้น1 เมตรภายในปี 2100 และ 15 เมตรภายในปี 2500หากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกยังคงเพิ่มขึ้นในอัตราปัจจุบัน และแผ่นน้ำแข็งประสบกับการพังทลายลงอย่างรวดเร็วเหมือนในอดีต

ค้นหาแรงบันดาลใจในการทูตทางวิทยาศาสตร์
แม้จะมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อมในทวีปแอนตาร์กติกา แต่ทวีปแห่งนี้ก็ยังมีหลักฐานว่าประเทศต่างๆ สามารถร่วมมือกันเพื่อค้นหาแนวทางแก้ไขได้ ระบบสนธิสัญญาแอนตาร์กติกเป็นตัวอย่างสำคัญของโลกของความร่วมมือระหว่างประเทศอย่างสันติและเป็นวิทยาศาสตร์

ข้อตกลงสำคัญนี้ลงนามในปี 2504 ยกเว้นทวีปแอนตาร์กติกาเพื่อจุดประสงค์ด้านสันติภาพและวิทยาศาสตร์ และไม่ยอมรับการอ้างสิทธิ์ในที่ดินในทวีปนี้ นอกจากนี้ยังเป็นข้อตกลงที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ฉบับแรกที่เคยลงนาม โดยห้ามการใช้แอนตาร์กติกาในการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์หรือการกำจัดกากกัมมันตภาพรังสี

เซอร์ เออร์เนสต์ แชคเคิลตันนักสำรวจแอนตาร์กติกผู้ยิ่งใหญ่กล่าวว่า “การมองโลกในแง่ดีคือความกล้าหาญทางศีลธรรมที่แท้จริง” และผู้เขียนสนธิสัญญาแอนตาร์กติกก็เป็นผู้มองโลกในแง่ดีอย่างกล้าหาญอย่างแน่นอน พวกเขาได้รับการสนับสนุนจากความสำเร็จของปีธรณีฟิสิกส์สากลระหว่างปี 1957-1958 ซึ่งเป็นโครงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ทั่วโลกที่ 12 ประเทศสร้างฐานมากกว่า 50 แห่งในทวีปแอนตาร์กติกา รวมถึงสถานี McMurdoและสถานีขั้วโลกใต้อามุนด์เซน-สกอตต์

ธงของ 12 ประเทศสมาชิกสนธิสัญญาแอนตาร์กติกดั้งเดิมที่สถานีแมคเมอร์โด แอนตาร์กติกา โครงการแอนตาร์กติกของสหรัฐฯ/ร็อบ โจนส์
ภายใต้สนธิสัญญาดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จากเกาหลีเหนือ รัสเซีย และจีนสามารถเยี่ยมชมสถานีวิจัยของสหรัฐฯ ในทวีปแอนตาร์กติกาได้อย่างอิสระ นักวิจัยจากอินเดียและปากีสถานเต็มใจแบ่งปันข้อมูลเกี่ยวกับธารน้ำแข็งแอนตาร์กติก

ต้องขอบคุณสนธิสัญญาแอนตาร์กติก 10% ของพื้นผิวโลกได้รับการคุ้มครองให้เป็นที่หลบภัยของสัตว์ป่าและถิ่นทุรกันดาร ฉันได้ก้าวเท้าไปยังสถานที่ต่างๆ ในทวีปแอนตาร์กติกา ซึ่งฉันรู้ว่าไม่มีใครเคยไปมาก่อน และสนธิสัญญาได้แยกพื้นที่ที่ไม่มีใครเคยไปเยี่ยมชม ทิวทัศน์ของทวีปแอนตาร์กติกาไม่เหมือนที่ใดในโลก การเปรียบเทียบที่ดีที่สุดอาจเป็นดวงจันทร์

แต่ในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายเหล่านี้ชีวิตก็ยังพบหนทางที่จะดำรงอยู่ได้ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีวิธีแก้ไขแม้กระทั่งความท้าทายที่น่ากลัวที่สุด หากแอนตาร์กติกาได้สอนอะไรเราใน 200 ปีข้างหน้า เราก็สามารถร่วมมือและร่วมมือกันเพื่อเอาชนะปัญหาต่างๆ ได้ ดังที่Ernest Shackleton เคยกล่าวไว้ว่า “ความยากลำบากเป็นเพียงสิ่งที่ต้องเอาชนะ”

[ ขอบคุณสำหรับการอ่าน! เราสามารถส่งเรื่องราวของ The Conversation ให้คุณทุกวันทางอีเมลที่ให้ข้อมูล ลงทะเบียนวันนี้ ] ในขณะที่รัฐมนตรีต่างประเทศสหรัฐฯ แอนโทนี บลิงเกน ดึงความสนใจไปที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในแถบอาร์กติกในการประชุมกับเจ้าหน้าที่ระดับชาติคนอื่นๆภัยคุกคามที่ยิ่งใหญ่กว่านั้นก็ปรากฏที่อีกซีกโลกหนึ่ง

การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าเป็นทวีปแอนตาร์กติกาที่อาจบังคับให้ประเทศต่างๆ ตัดสินใจในปัจจุบันเกี่ยวกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและความอยู่รอดในอนาคตของแนวชายฝั่งและเมืองชายฝั่งของพวกเขา ตั้งแต่นิวยอร์กไปจนถึงเซี่ยงไฮ้

การคำนวณนั้นอาจมาเร็วกว่าที่ผู้คนจะตระหนัก

แม้ว่าการสูญเสียน้ำแข็งในอาร์กติกเมื่ออุณหภูมิโลกสูงขึ้นส่งผลโดยตรงต่อสิ่งมีชีวิตและกระตุ้นให้เกิดวงจรป้อนกลับแต่ปัจจัยสำคัญที่ทำให้ระดับน้ำทะเลเพิ่มสูงขึ้นคือทวีปแอนตาร์กติกา มันกักเก็บน้ำแข็งบนบกได้มากพอที่จะทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้นมากกว่า 200 ฟุต (60 เมตร) หรือประมาณ 10 เท่าของปริมาณในแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ และเราเห็นสัญญาณของปัญหาแล้ว

นักวิทยาศาสตร์รู้มานานแล้วว่าแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกมีจุดพลิกผันทางกายภาพ ซึ่งเกินกว่าที่การสูญเสียน้ำแข็งจะเร่งเกินกว่าจะควบคุมได้ การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature พบว่าแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาอาจถึงจุดเปลี่ยนที่สำคัญภายในไม่กี่ทศวรรษ ซึ่งเป็นช่วงที่เด็กนักเรียนชั้นประถมศึกษาในปัจจุบันต้องเลี้ยงดูครอบครัว

ผลลัพธ์ที่ได้หมายถึงข้อโต้แย้งทั่วไปในการไม่ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในขณะนี้ ที่ว่าความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในอนาคตสามารถช่วยเราได้ในภายหลัง มีแนวโน้มที่จะล้มเหลว

เส้นยาวเกิดจากการไหลของธารน้ำแข็ง
ภาพถ่ายดาวเทียมแสดงเส้นไหลยาวในขณะที่ธารน้ำแข็งเคลื่อนน้ำแข็งเข้าสู่หิ้งน้ำแข็งรอสส์ของทวีปแอนตาร์กติกาทางด้านขวา แผ่นสีแดงบ่งบอกถึงพื้นหิน USGS
การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่า หากการปล่อยก๊าซยังคงดำเนินต่อไปตามระดับปัจจุบัน ภายในปี 2060 แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกจะก้าวข้ามขีดจำกัดวิกฤตและทำให้โลกต้องเผชิญกับระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นซึ่งไม่สามารถย้อนกลับได้ในช่วงเวลาของมนุษย์ การดึงคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศ ณ จุดนั้นไม่สามารถหยุดการสูญเสียน้ำแข็งได้และแสดงให้เห็นภายในปี 2100 ระดับน้ำทะเลอาจสูงขึ้นเร็วกว่าปัจจุบันถึง 10 เท่า

จุดเปลี่ยน
แอนตาร์กติกามีชั้นน้ำแข็งป้องกัน หลาย แห่งที่แผ่ออกไปในมหาสมุทรต่อหน้าธารน้ำแข็งที่ไหลอย่างต่อเนื่องของทวีป ซึ่งทำให้ธารน้ำแข็งบนบกไหลลงสู่ทะเลได้ช้าลง แต่ชั้นวางเหล่านั้นอาจบางและแตกได้เมื่อน้ำอุ่นเคลื่อนเข้ามาข้างใต้

เมื่อชั้นน้ำแข็งแตกตัวอาจทำให้เกิดหน้าผาน้ำแข็งสูงตระหง่านที่อาจไม่สามารถยืนได้ด้วยตัวเอง

ณ จุดนี้มีความไม่เสถียรที่อาจเกิดขึ้นได้สองประการ แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกบางส่วนมีพื้นดินต่ำกว่าระดับน้ำทะเลบนพื้นหินที่ลาดเอียงเข้าไปด้านในเข้าหาศูนย์กลางของทวีป ดังนั้นน้ำทะเลที่อุ่นขึ้นจึงสามารถกัดกินบริเวณขอบด้านล่างของแผ่นน้ำแข็งได้ ทำให้เกิดความไม่มั่นคงและส่งผลให้แผ่นน้ำแข็งถอยกลับลงมาอย่างรวดเร็ว เหนือน้ำ การละลายของพื้นผิวและฝนอาจทำให้เกิดรอยแตกในน้ำแข็งได้

เมื่อหน้าผาน้ำแข็งสูงเกินกว่าจะพยุงตัวเองได้ พวกมันอาจพังทลายลงอย่างหายนะ โดยเร่งอัตราการไหลของน้ำแข็งลงสู่มหาสมุทร

ภาพประกอบแสดงให้เห็นว่าน้ำอุ่นสามารถเข้าไปอยู่ใต้ธารน้ำแข็งและทำให้ธารน้ำแข็งไม่เสถียรได้อย่างไร
น้ำลึกทรงกลมที่อุ่นกว่าสามารถเข้าไปใต้ชั้นน้ำแข็งและกัดกินบริเวณฐานของธารน้ำแข็งได้ หลอกลวงและอื่น ๆ อัล 2560. การเปลี่ยนแปลงดาวเคราะห์โลก
การศึกษาใช้การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ตามฟิสิกส์ของแผ่นน้ำแข็ง และพบว่าอุณหภูมิที่อุ่นขึ้นเหนือ 2 C (3.6 F) แอนตาร์กติกาจะเห็นการสูญเสียน้ำแข็งที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งเกิดจากการที่น้ำแข็งสูญเสียอย่างรวดเร็วผ่านธารน้ำแข็ง Thwaites ขนาดมหึมา ธารน้ำแข็งแห่งนี้ระบายพื้นที่ขนาดเท่าฟลอริดาหรืออังกฤษ และเป็นจุดสนใจของการศึกษาอย่างเข้มข้นโดย นักวิทยาศาสตร์ ของสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักร

เพื่อให้เข้าใจในบริบทนี้ โลกกำลังอยู่ในภาวะโลกร้อนเกิน 2 องศาเซลเซียสภายใต้นโยบายปัจจุบันของประเทศต่างๆ

การคาดการณ์อื่นๆไม่ได้คำนึงถึงความไม่แน่นอนของหน้าผาน้ำแข็ง และโดยทั่วไปแล้วจะมีค่าประมาณที่ต่ำกว่าสำหรับอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล ในขณะที่การรายงานข่าวส่วนใหญ่ที่ตามมาหลังการเผยแพร่เอกสารฉบับใหม่มุ่งเน้นไปที่ความแตกต่างระหว่างสองแนวทางนี้ ทั้งสองแนวทางได้ข้อสรุปพื้นฐานที่เหมือนกัน นั่นคือ ขนาดของการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลสามารถลดลงได้อย่างมากโดยการบรรลุเป้าหมายของข้อตกลงปารีส และความไม่มั่นคงทางกายภาพในแอนตาร์กติก แผ่นน้ำแข็งสามารถนำไปสู่การเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วของระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น

ภัยพิบัติไม่ได้หยุดลงในปี 2100
การศึกษาใหม่ซึ่งนำโดย Robert DeConto, David Pollard และ Richard Alley เป็นหนึ่งในไม่กี่คนที่มองข้ามศตวรรษนี้ พวกเราคนหนึ่งเป็นผู้เขียนร่วม

มันแสดงให้เห็นว่าหากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสูงในปัจจุบันยังคงไม่ลดลงจนถึงปี 2100 ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นจะระเบิดเกิน 2.3 นิ้ว (6 ซม.) ต่อปีภายในปี 2150 ภายในปี 2300 ระดับน้ำทะเลจะสูงกว่าที่คาดไว้ถึง 10 เท่าหากประเทศต่างๆ ปฏิบัติตาม เป้าหมายข้อตกลงปารีส แผ่นน้ำแข็งที่อุ่นขึ้นและนุ่มนวลขึ้น และมหาสมุทรที่อุ่นขึ้นซึ่งกักความร้อนไว้เป็นเวลาหลายศตวรรษ ล้วนป้องกันการแข็งตัวของชั้นน้ำแข็งป้องกันของทวีปแอนตาร์กติกา นำไปสู่โลกที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

เส้นทางส่วนใหญ่ในการบรรลุข้อตกลงปารีสคาดหวังว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจะเกินเป้าหมายในการรักษาอุณหภูมิให้ร้อนต่ำกว่า 1.5 C (2.7 F) หรือ 2 C (3.6 F) จากนั้นจึงวางใจในความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในอนาคตเพื่อกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก อากาศในภายหลังเพื่อลดอุณหภูมิอีกครั้ง ส่วนที่เหลือจำเป็นต้องลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกลง 50% ภายในปี 2573

แม้ว่าประเทศส่วนใหญ่ รวมถึงสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และสหภาพยุโรป ได้ตั้งเป้าหมายดังกล่าวไว้แล้ว แต่นโยบายปัจจุบันทั่วโลกจะส่งผลให้มีการลดลงเพียง 1% ภายในปี 2573

การวิเคราะห์สภาพภูมิอากาศและสถาบัน NewClimate
มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างรวดเร็ว
นักวิจัยคนอื่นๆแนะนำว่าหน้าผาน้ำแข็งในแอนตาร์กติกาอาจไม่พังเร็วเท่ากับในกรีนแลนด์ แต่ด้วยขนาดและอัตราการอุ่นขึ้นในปัจจุบัน ซึ่งเร็วกว่าบันทึกประวัติศาสตร์มาก จะเกิดอะไรขึ้นหากพวกมันพังทลายเร็วกว่าเดิม?

ในขณะที่ประเทศต่างๆ เตรียมเพิ่มคำมั่นสัญญาในข้อตกลงปารีสก่อนการประชุมสหประชาชาติในเดือนพฤศจิกายนแอนตาร์กติกามีข้อความสำคัญสามข้อความที่เราอยากจะเน้นย้ำในฐานะ นักวิทยาศาสตร์ ขั้วโลกและ มหาสมุทร

ประการแรก ทุกเศษส่วนของปริญญามีความสำคัญ

ประการที่สอง การปล่อยให้ภาวะโลกร้อนเกิน 2 C ไม่ใช่ทางเลือกที่สมจริงสำหรับชุมชนชายฝั่งหรือเศรษฐกิจโลก แนวโน้มที่น่าสบายใจของการแก้ไขทางเทคโนโลยีเพื่อให้กลับสู่ภาวะปกติในภายหลังนั้นเป็นภาพลวงตาที่จะทำให้แนวชายฝั่งจมอยู่ใต้น้ำหลายฟุต พร้อมผลกระทบทางเศรษฐกิจที่ร้ายแรง

ประการที่สาม นโยบายในปัจจุบันต้องมองในระยะยาว เนื่องจากนโยบายเหล่านี้สามารถมีผลกระทบต่อน้ำแข็งในทวีปแอนตาร์กติกาและโลกอย่างถาวร ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา การมุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรวดเร็วส่วนใหญ่อยู่ที่อาร์กติกและวัฒนธรรมและระบบนิเวศของชนพื้นเมืองที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งอยู่ภายใต้ภัยคุกคาม

ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับทวีปแอนตาร์กติกา ก็เริ่มชัดเจนว่าทวีปนี้ซึ่งไม่มีมนุษย์อาศัยอยู่อย่างถาวรเลย จะเป็นตัวกำหนดสถานะของดาวเคราะห์ดวงนี้ที่เด็ก ๆ ในปัจจุบันและลูกหลานของพวกเขาจะอาศัยอยู่ ถามคนส่วนใหญ่ว่าพวกเขานึกถึงอะไรเมื่อนึกถึง “แหล่งกักเก็บคาร์บอน” ตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นระบบนิเวศที่ดูดซับและกักเก็บก๊าซเรือนกระจก และพวกเขาอาจจะอธิบายถึงป่าไม้ก็ได้ การปลูกป่าเป็นลักษณะทั่วไปของแผนการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

แต่มีแหล่งกักเก็บคาร์บอนธรรมชาติอีกประเภทหนึ่งที่สำคัญพอๆ กันและมักถูกมองข้าม นั่นก็คือพื้นที่พรุ เหล่านี้เป็นระบบนิเวศพื้นที่ชุ่มน้ำประเภทหนึ่งซึ่งมีดินพรุสีเข้มและดินร่วนเกิดขึ้น พื้นที่พรุกักเก็บคาร์บอนมากกว่าป่าทั้งหมดในโลกรวมกัน

และพวกมันทำมากกว่ากักเก็บคาร์บอน พวกเขาอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพ ทำน้ำให้บริสุทธิ์ และลดน้ำท่วมและการพังทลายของดิน นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญในการเกษตรอีกด้วย โดยเป็นผลดีต่อการปลูกพืชบางชนิดเช่น มันฝรั่งและแครอท

อย่างไรก็ตาม แม้แต่หน่วยงานทางวิทยาศาสตร์ระดับโลกก็ยังไม่ได้ให้ความสนใจกับพื้นที่พรุมากนัก จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ แผนที่ทั่วโลกและรายการพื้นที่ป่าพรุไม่สอดคล้องกัน แม้ว่าจะมีข้อมูลสำหรับซีกโลกเหนือมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับซีกโลกใต้และเขตร้อน ข้อมูลขอบเขตพื้นที่พรุคุณภาพสูงมีให้บริการเฉพาะบางประเทศและภูมิภาคบางส่วนเท่านั้น รวมถึงแคนาดา สวีเดน และไซบีเรียตะวันตก

ช่องว่างนี้จำเป็นต้องได้รับการเติมเต็มอย่างเร่งด่วน การค้นพบ ปริมาณ และการปกป้องพื้นที่ป่าพรุใหม่เป็นสิ่งจำเป็นในอนาคตสภาพภูมิอากาศที่ไม่แน่นอนซึ่งขึ้นอยู่กับแหล่งกักเก็บคาร์บอนตามธรรมชาติที่ครบถ้วน

ด้วยเหตุนี้ สำหรับปริญญาเอกของฉัน ฉันจึงตั้งใจที่จะหาปริมาณและทำแผนที่แหล่งสะสมของพื้นที่พรุที่เพิ่งค้นพบ ในที่ราบสูงแองโกลาซึ่งมีการศึกษากันอย่างกว้างขวาง ภูมิภาคนี้มีความสำคัญทางอุทกวิทยาและระบบนิเวศ สาเหตุหนึ่งก็คือเป็นแหล่งน้ำหลักที่ไหลลงสู่สามเหลี่ยมปากแม่น้ำ Okavangoซึ่งเป็นมรดกโลกของ UNESCO ทางตะวันตกเฉียงเหนือของบอตสวานา Okavango เป็นที่ราบลุ่มน้ำที่กว้างขวางและมีน้ำท่วมตามฤดูกาล ซึ่งเป็นหนึ่งในระบบสามเหลี่ยมปากแม่น้ำขนาดใหญ่เพียงไม่กี่ระบบที่ไม่ระบายลงสู่มหาสมุทร แต่จะไหลลงสู่ทะเลทรายของแอ่งคาลาฮารีแทน

ฉันทำงานร่วมกับศาสตราจารย์ Jennifer Fitchett และศาสตราจารย์ Stephan Woodborne หัวหน้างานระดับปริญญาเอกของฉัน โดยใช้การสำรวจระยะไกลเพื่อประเมินว่าพื้นที่ป่าพรุในที่ราบสูงแองโกลามีพื้นที่ประมาณ 1,634 ตารางกิโลเมตร หรือเท่ากับสนามฟุตบอลขนาดเต็มประมาณ 230,000 แห่ง

มันเป็นตัวเลขแบบอนุรักษ์นิยม เนื่องจากพื้นที่บนแผนที่ครอบคลุมพื้นที่เพียง 16% ของที่ราบสูงแองโกลา และ 4% ของแองโกลา สำหรับการเปรียบเทียบ พื้นที่พรุเขตร้อนที่ใหญ่ที่สุด (และแอฟริกา) ซึ่งได้รับการจัดทำแผนที่เมื่อเร็วๆ นี้ในสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกในลุ่มน้ำคองโก ครอบคลุมพื้นที่ 145,000 ตารางกิโลเมตร

นี่เป็นการประมาณการครั้งแรกของการครอบคลุมพื้นที่ป่าพรุในแองโกลา และการศึกษาเผยให้เห็นพื้นที่ป่าพรุเขตร้อนที่อาจพบได้มากขึ้นในพื้นที่ที่สูงและแอ่งน้ำโดยรอบ

การทำแผนที่ระยะไกล
ในปี 2015 โครงการ National Geographic Okavango Wildernessเปิดตัวเพื่อสร้างเครือข่ายพื้นที่คุ้มครองใหม่เพื่ออนุรักษ์ความยาวของพื้นที่รับน้ำ Okavango มีการสำรวจและรวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับระบบแม่น้ำและทำงานร่วมกับชุมชนท้องถิ่น องค์กรพัฒนาเอกชน; และรัฐบาลแองโกลา นามิเบีย และบอตสวานา เพื่อปกป้องพื้นที่ลุ่มน้ำ Okavango ที่ใหญ่กว่าอย่างถาวรและยั่งยืน

ปากแม่น้ำ Okavango ขึ้นอยู่กับปริมาณฝนที่เกิดขึ้นบนที่ราบสูงตอนกลางของแองโกลา ซึ่งมีน้ำไหลลงใต้สู่แม่น้ำ Okavango จากแม่น้ำสาขา 2 แห่ง ได้แก่ แม่น้ำ Cuito และแม่น้ำ Cubango พื้นที่รับน้ำ Okavango ที่ใหญ่กว่าซึ่งล้อมรอบแม่น้ำทั้งสามสายนี้ครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 112,000 ตารางกิโลเมตร และครอบคลุมสามประเทศ ได้แก่ แองโกลา นามิเบีย และบอตสวานา

แหล่งน้ำมาจากพื้นที่ซึ่งประสบกับความขัดแย้งและสงครามทางประวัติศาสตร์ และยังคงไม่ได้รับการคุ้มครองตามกฎหมาย โครงการ National Geographic Okavango Wilderness ถูกสร้างขึ้นเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับภัยคุกคามต่อภูมิภาคแองโกลาของแหล่งกักเก็บน้ำ Okavango และผลที่ตามมาที่อาจเกิดขึ้นท้ายน้ำต่อสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ Okavango

อ่านเพิ่มเติม: Okavango Delta ของบอตสวานาถูกสร้างขึ้นด้วยความสมดุลที่ละเอียดอ่อน แต่จะอยู่ได้นานแค่ไหน?

ในระหว่างการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ที่ก้าวล้ำ ทีมงานโครงการได้ระบุพื้นที่พรุที่กว้างขวางในที่ราบสูงแองโกลา นี่เป็นการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกที่รู้จักแม่น้ำและทะเลสาบแหล่งที่มาเหล่านี้ มีการค้นพบ พืชและ สัตว์ชนิดใหม่ การระบุพื้นที่ป่าพรุก็เป็นครั้งแรกเช่นกัน ในเดือนมิถุนายน 2022 ฉันได้รับเชิญให้เป็นสมาชิกของทีมวิจัยการสำรวจแม่น้ำ Lungu Bungu ในแองโกลา

ผู้เขียนที่ทำงาน (หลังจากการล็อกดาวน์ช่วงโควิด) กำลังขุดดินพรุบริเวณทางตัดของแม่น้ำ Lungu Bungu เจน กายตัน
สำหรับปริญญาเอกของฉัน ซึ่งฉันเริ่มในเดือนมกราคม 2020 ฉันวางแผนที่จะดำเนินงานภาคสนามอย่างกว้างขวางในที่ราบสูงแองโกลาเพื่อหาปริมาณพื้นที่พรุที่เพิ่งค้นพบใหม่ แต่เมื่อถึงเดือนเมษายน 2020 โลกส่วนใหญ่ถูกปิดตายจากการแพร่ระบาดของโควิด ดูเหมือนว่าฉันไม่มีโอกาสได้ไปสถานที่ศึกษาของฉัน

จากนั้นฉันก็ได้รู้จักกับGoogle Earth Engineซึ่งเป็นแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ระบบคลาวด์ที่ทรงพลังสำหรับการสังเกต วิทยาศาสตร์ และการวิเคราะห์โลก และค้นพบว่าฉันสามารถรวบรวมข้อมูลเชิงพื้นที่จำนวนมหาศาลเกี่ยวกับสถานที่ศึกษาของฉันจากที่บ้านได้

พื้นที่พรุมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างจากพื้นที่ดินแข็ง นักวิทยาศาสตร์เชิงพื้นที่ใช้วิธีการหลายประสาทสัมผัส ภาพถ่ายดาวเทียมแบบออพติคัล เรดาร์ และ LiDAR ล้วนถูกนำมาใช้เพื่อระบุและแยกแยะพื้นที่พรุจากลักษณะพื้นที่ชุ่มน้ำอื่นๆ

พื้นที่พรุยังถูกทำแผนที่ตามคุณสมบัติธรณีฟิสิกส์ รวมถึงพืชพรรณที่ปกคลุม ภูมิประเทศ และการมีอยู่ของน้ำนิ่ง ฉันดึงข้อมูลประเภทนี้สำหรับแองโกลาไฮแลนด์จาก Google Earth Engine จากนั้นฉันก็ทำงานผ่านสิ่งเหล่านี้ซ้ำๆ ผ่านการโทรผ่าน Zoom กับหัวหน้างานของฉัน

ข้อมูลทั้งหมดนี้ถูกซ้อนทับ และใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องของ Google Earth Engine เพื่อสร้าง แผนที่ จำแนก ประเภทแรก ของพื้นที่ป่าพรุในที่ราบสูงแองโกลา

ข้อมูลอันทรงคุณค่า
แองโกลาก็เหมือนกับประเทศอื่นๆ ในแอฟริกาที่มีความเสี่ยงสูงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การอนุรักษ์แหล่งพรุที่สำคัญเหล่านี้จะช่วยอำนวยความสะดวกในการดักจับคาร์บอน ซึ่งจะช่วยให้ธรรมชาติสามารถลดความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศได้ฟรี

อ่านเพิ่มเติม: เราค้นพบพื้นที่พรุเขตร้อนที่ใหญ่ที่สุดในโลกได้อย่างไร ลึกเข้าไปในป่าของคองโก

การระบุและการทำแผนที่ของพื้นที่พรุเหล่านี้จะช่วยอำนวยความสะดวกในการอนุรักษ์ภูมิภาคที่ราบสูงแองโกลา สุขภาพและการทำงานทางนิเวศน์ของพื้นที่พรุเหล่านี้มีผลกระทบโดยตรงต่อชุมชนท้องถิ่นที่พึ่งพาพื้นที่พรุเพื่อทำน้ำให้บริสุทธิ์ การตกปลา การเพาะปลูก และเชื้อเพลิง