นักวิทย์พบ โลกจะเข้าสู่ “ยุคน้ำแข็ง” ในอีก 11,000 ปีข้างหน้า

หนึ่งในวัฏจักรสำคัญที่เกิดขึ้นบนโลกคือ ในช่วงเวลาหนึ่ง โลกที่อบอุ่นจะค่อย ๆ เปลี่ยนผ่านไปสู่ยุคน้ำแข็ง (Ice Age) อันหนาวเหน็บ ก่อนที่อุณหภูมิจะค่อย ๆ สูงขึ้นอีกครั้งกลับมาสู่สภาพอากาศที่อบอุ่นขึ้นอย่างที่เราพบเห็นในปัจจุบัน ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ว่า ในอนาคตอันไกลหรืออันใกล้ โลกอาจต้องเข้าสู่ยุคน้ำแข็งอีกครั้ง

สิ่งที่กระตุ้นให้เกิดยุคน้ำแข็งนั้นยากที่จะระบุได้ แต่นักวิทยาศาสตร์สงสัยมาสักระยะหนึ่งแล้วว่า มันอาจมีสาเหตุมาจาก “การโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์”

Freepik/wirestock

ล่าสุด การวิจัยใหม่ได้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างยุคน้ำแข็งในอดีตและการโคจรของโลก ช่วยปลดล็อกเครื่องมือใหม่ในการทำนายความผันผวนในอนาคตของสภาพอากาศโลก

สตีเฟน บาร์เกอร์ นักวิทยาศาสตร์ด้านโลกจากมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ในสหราชอาณาจักร หนึ่งในทีมวิจัย อธิบายว่า “ความเชื่อมโยงระหว่างการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในแกนเอียงและรูปทรงของวงโคจร กับการขึ้นและลงของแผ่นน้ำแข็งทวีป ถือเป็นปริศนาที่เก่าแก่ที่สุดอย่างหนึ่งในวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสภาพอากาศ”

เขาเสริมว่า “ดังนั้น จึงถือเป็นช่องว่างพื้นฐานในการทำความเข้าใจระบบภูมิอากาศของเรา การเพิ่มความตระหนักรู้ของเราเกี่ยวกับการทำงานของระบบภูมิอากาศแบบไดนามิกของโลกถือเป็นสิ่งสำคัญ หากเราหวังว่าจะสามารถคาดการณ์ได้ว่าภูมิอากาศจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในอนาคต”

วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ไม่ได้มีรูปร่างที่สมมาตรสมบูรณ์แบบ แต่มีรูปร่างคล้ายวงรี เรียกว่า “ความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจร” (Orbital Eccentricity) โดยดวงอาทิตย์อยู่นอกศูนย์กลางของวงรี ซึ่งหมายความว่า ระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนแปลงไปตลอดเวลา

นอกจากนี้ ตำแหน่งของวงรีที่โลกโคจรอยู่ในอวกาศนี้ก็จะเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อยในการโคจรแต่ละครั้ง เรียกว่า “ความเอียงของวงโคจร” (Orbital Precession)

ไม่เพียงเท่านั้น ความเอียงของแกนหมุนของโลก ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เรียกว่า “ความเอียง” (Obliquity) จะเปลี่ยนไปเมื่อโคจรรอบดวงอาทิตย์

ซึ่งการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ ในแง่มุมต่างๆ ของวงโคจรของโลกนี้ ส่งผลให้เกิดวัฏจักรของภูมิอากาศที่อบอุ่นขึ้นและเย็นลงสลับกันไป และส่งผลต่อการกระจายแสงแดดตามฤดูกาลและตามพื้นที่

การเปลี่ยนแปลงเป็นระยะนี้เรียกโดยรวมว่า “วัฏจักรมิลานโควิช” (Milankovitch Cycle) ซึ่งเกิดขึ้นประมาณทุก ๆ 20,000, 40,000, 100,000 และ 400,000 ปี แต่การหาว่าวงโคจรของโลกลักษณะใดกันแน่ที่จะส่งผลต่อความผันผวนของสภาพอากาศนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย

บาร์กเกอร์กล่าวว่า “สภาพอากาศของโลกเป็นระบบที่เชื่อมโยงกันของกระบวนการที่ซับซ้อน ซึ่งทั้งหมดทำงานร่วมกันเพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงที่เราสังเกตได้ การสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในช่วงเวลาที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรของยุคน้ำแข็งนั้นต้องใช้พลังการประมวลผลจำนวนมาก นอกจากนี้ กระบวนการเหล่านี้ยังยากที่จะวัดปริมาณและสร้างแบบจำลองอย่างอิสระอีกด้วย”

นอกจากนี้ ตลอด 800,000 ปีที่ผ่านมา ยุคน้ำแข็งสิ้นสุดลงทุก ๆ 100,000 ปี และนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถหาสาเหตุของวัฏจักรนี้ได้

บาร์กเกอร์และทีมวิจัยเริ่มต้นด้วยการศึกษาการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนไอโซโทปออกซิเจนในทะเลลึกตลอด 800,000 ปีที่ผ่านมา ซึ่งเก็บรักษาไว้ในโครงกระดูกภายนอกของสิ่งมีชีวิตในทะเลขนาดเล็กที่กลายเป็นฟอสซิลที่เรียกว่า “ฟอรามินิเฟอรา” (Foraminifera)

การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถนำมาใช้ทำแผนที่การเปลี่ยนแปลงปริมาตรของน้ำแข็งทวีปหรือแผ่นน้ำแข็ง ซึ่งเป็นตัวชี้วัดสำคัญในการศึกษายุคน้ำแข็งในอดีตของโลก

ด้วยข้อมูลนี้ นักวิจัยได้สร้างกราฟวงจรยุคน้ำแข็งโดยละเอียด ซึ่งพวกเขาเปรียบเทียบลักษณะเฉพาะ 2 ประการของวงโคจรของโลก ได้แก่ การเคลื่อนตัว (Precession) และความเอียง (Obliquity)

ผลที่ได้น่าทึ่งมาก เพราะพวกเขาพบรูปแบบการเปลี่ยนผ่านระหว่างยุคน้ำแข็ง และพบว่ามันมีความสอดคล้องกับความสัมพันธ์เฉพาะระหว่างการเคลื่อนตัวและการเอียง

ดูเหมือนว่า การละลายของธารน้ำแข็งหรือจุดสิ้นสุดของยุคน้ำแข็งจะมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนตัวและความเอียง แต่ “ความเอียงเพียงอย่างเดียวเท่านั้นที่มีส่วนกำหนดทำให้เกิดยุคน้ำแข็ง”

นักวิจัยกล่าวว่า สิ่งนี้สามารถอธิบายวัฏจักร 100,000 ปีได้

บาร์กเกอร์กล่าวว่า การศึกษาครั้งก่อน ๆ ได้บอกว่า เวลาของการเริ่มต้นยุคน้ำแข็งนั้นเป็น “แบบสุ่ม” แต่งานวิจัยของเขาแสดงให้เห็นว่า ยุคน้ำแข็งเป็นเรื่องที่กำหนดได้ต่างหาก ซึ่งหมายความว่า ตอนนี้เรามีเครื่องมือที่ช่วยให้เราทำนายได้ว่ายุคน้ำแข็งจะเกิดขึ้นเมื่อใดในอนาคต

ปัจจุบัน ความเอียงของโลกกำลังลดลงไปสู่จุดต่ำสุด โดยจะไปถึงในอีกประมาณ 11,000 ปีข้างหน้า เท่ากับว่า ยุคน้ำแข็งครั้งต่อไปจะเริ่มต้นก่อนหน้านั้นเล็กน้อย

อย่างไรก็ตาม การเกิดยุคน้ำแข็งครั้งต่อไปอาจคลาดเคลื่อนได้ เนื่องจากผลกระทบของภาวะโลกร้อนและวิกฤตการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากน้ำมือมนุษย์

“เราคาดการณ์ว่ายุคน้ำแข็งครั้งต่อไปจะเริ่มขึ้นภายใน 10,000 ปีข้างหน้า” บาร์เกอร์บอก อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์นี้ไม่ได้คำนึงถึงก๊าซเรือนกระจกที่เราปล่อยออกมา ซึ่งอาจทำให้โลกร้อนขึ้นจนถึงจุดที่ไม่สามารถเกิดยุคน้ำแข็งได้

 

อ่านงานวิจัยฉบับเต็ม ที่นี่

เรียบเรียงจาก Live Science / Science Alert