นักวิทยาศาสตร์วางแผน จะหว่านธาตุเหล็กลงในมหาสมุทรแปซิฟิกบางส่วนเพื่อกระตุ้นให้แพลงก์ตอนขยายตัวขึ้นบนพื้นผิว ช่วยดูดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศ ทำให้การทดลองภาคสนามทางเทคนิควิศวกรรมภูมิอากาศ ซึ่งเป็นเรื่องต้องห้ามมานานกว่าทศวรรษกลับมาเดินหน้าอีกครั้ง

เมื่อวันที่ 9 กันยายน นักวิชาการ 23 คนจากหน่วยงานโครงการสำรวจโซลูชันเหล็กมหาสมุทร (Exploring Ocean Iron Solutions:ExOIS) ซึ่งเป็นกลุ่มพันธมิตรที่ไม่แสวงหากำไร ได้จัดทำโครงการพรมแดนด้านภูมิอากาศ (Frontiers in Climate) เพื่อประเมินการใส่ธาตุเหล็ก โดยนักวิจัยต้องการวัดปริมาณ CO2 ที่สามารถกักเก็บในท้องทะเลลึก และผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อระบบนิเวศทางทะเล

พวกเขาหวังว่าจะเริ่มการทดลองในพื้นที่ 10,000 ตารางกิโลเมตรของมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออกเฉียงเหนือได้เร็วที่สุดในปี 2026 (พ.ศ.2569) เคน บูสเซลเลอร์ (Ken Buesseler) สมาชิกกลุ่มพันธมิตรจากสถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮล (Woods Hole Oceanographic Institution) กล่าว

คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ระบุว่า โลกอาจจำเป็นต้องกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศออกไปหลายพันล้านเมตริกตันเพื่อไม่ให้โลกมีอุณหภูมิสูงขึ้นเกิน 1.5 องศาเซลเซียส (2.7 องศาฟาเรนไฮต์)

บูสเซลเลอร์ กล่าวว่า มหาสมุทรมีคาร์บอนมากกว่าพืช พืชผล และดินของโลกมาก และยังมีศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอนได้มากกว่า โดยการกระจายธาตุเหล็กสามารถ 'เร่ง' ปั๊มคาร์บอนทางชีวภาพตามธรรมชาติได้ จากส่งเสริมให้แพลงก์ตอนพืชเติบโตมากขึ้นเพื่อทำหน้าที่ดูดซับ CO2

เหล็กช่วยให้มหาสมุทรดักจับคาร์บอนได้อย่างไร

การใส่ธาตุเหล็กในมหาสมุทร (Ocean iron fertilisation: OIF) เป็นเทคนิคของการปล่อยธาตุเหล็กซึ่งเป็นสารอาหารรองจำนวนเล็กน้อยลงบนผิวน้ำทะเล เพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชทะเลที่เรียกว่า ไฟโตแพลงก์ตอน

การเติบโตอย่างรวดเร็วนี้ช่วยขจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศด้วยการสังเคราะห์แสง เมื่อแพลงก์ตอนตายหรือถูกกิน คาร์บอนบางส่วนจะถูกจับไว้เป็นหมึกในมหาสมุทรลึกๆ ซึ่งจะไม่อยู่ในชั้นบรรยากาศนานนับศตวรรษ

แม้ว่าธาตุเหล็กจำนวนมากจะไหลลงสู่มหาสมุทรโดยธรรมชาติจากแหล่งต่าง ๆ เช่น ฝุ่นที่พัดมาตามลมหรือเถ้าภูเขาไฟ แต่เทคนิคนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเร่งกระบวนการดังกล่าวให้เร็วขึ้น

มหาสมุทรเก็บคาร์บอนมากกว่าบรรยากาศ 50 เท่า

พอล มอร์ริส (Paul Morris) ผู้จัดการโครงการ ExOIS กล่าวว่า เมื่อพิจารณาถึงความสามารถในการกักเก็บคาร์บอนของมหาสมุทรที่มีขนาดใหญ่ จะพบว่ามีมากกว่าบรรยากาศถึง 50 เท่า และมากกว่าพืชและดินบนบกทั้งหมด 15 ถึง 20 เท่า จึงควรพิจารณาเพิ่มความสามารถตามธรรมชาติของมหาสมุทรในการกักเก็บคาร์บอน

แพลงก์ตอนเติบโต ดูดซับ CO2

โดยในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง แพลงก์ตอนพืชจะดูดซับ CO2 แสงแดดและสารอาหาร รวมทั้งธาตุเหล็ก แต่ในมหาสมุทรหลายส่วน ธาตุนี้มีอยู่น้อยมาก หากธาตุเหล่านี้ถูกส่งไปยังบริเวณเหล่านี้โดยฝุ่นที่ปลิวมาตามลมหรือเถ้าภูเขาไฟ หรือโดยเรือที่สูบสารละลายเหล็กซัลเฟตออกมาโดยตั้งใจ จุลินทรีย์จำนวนมากสามารถเติบโตและเพิ่มจำนวนได้อย่างรวดเร็ว เมื่อสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ตายหรือถูกสิ่งมีชีวิตที่ใหญ่กว่ากินและขับถ่ายออกไป คาร์บอนบางส่วนที่แพลงก์ตอนพืชดูดซับจะจมลงไปในน้ำลึกที่เคลื่อนตัวช้าเป็น 'หิมะทะเล' ทำให้คาร์บอนไม่อยู่ในชั้นบรรยากาศเป็นเวลาหลายทศวรรษหรือหลายศตวรรษ

ระดมทุน เพื่อการวิจัยใหม่อย่างรอบคอบ

ExOIS พยายามระดมทุน 160 ล้านเหรียญสหรัฐ (เกือบ 5,500 ล้านบาท) สำหรับโครงการทั้งหมด โดยในเบื้องต้น นักวิทยาศาสตร์ได้รับเงินช่วยเหลือ 2 ล้านเหรียญสหรัฐ(ประมาณ 68.32 ล้านบาท) จากสำนักงานบริหารบรรยากาศและมหาสมุทรแห่งชาติสำหรับการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ และพวกเขากำลังเจรจากับผู้บริจาคที่มีศักยภาพ เช่น พันธมิตรด้านความยืดหยุ่นของมหาสมุทรและสภาพอากาศ (Ocean Resilience and Climate Alliance) ซึ่งเป็นกลุ่มพันธมิตรการกุศลที่ได้รับทุนจากมหาเศรษฐีไมเคิล บลูมเบิร์กและคนอื่น ๆ

ExOIS มีแผนที่จะยื่นคำร้องต่อสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา เพื่อขออนุญาตดำเนินการทดลองภายใต้พิธีสารลอนดอน ซึ่งในปี 2013 (พ.ศ.2556) ได้กำหนดห้ามการใส่ธาตุเหล็กในมหาสมุทรเพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้าในระดับนานาชาติ อนุสัญญาดังกล่าวอนุญาตให้ใส่ปุ๋ยเพื่อการวิจัยได้ หากได้รับการติดตามตรวจสอบและไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

วางแผนศึกษาผลกระทบเชิงลบ

ก่อนหน้านี้บูสเซลเลอร์และคนอื่นๆ ได้เพิ่มธาตุเหล็กลงในมหาสมุทรระหว่างการทดลองกว่า 12 ครั้งในช่วงทศวรรษ 1990 และ 2000 แต่ในปี 2012 (พ.ศ.2555) แต่มีกระแสต่อต้านจากสาธารณชนต่อการปรับเปลี่ยนระบบธรรมชาติของโลก หลังจากที่รัสส์ จอร์จ (Russ George) ผู้ประกอบการชาวอเมริกันทิ้งฝุ่นเหล็ก 100 เมตริกตันลงที่ชายฝั่งของแคนาดา ซึ่งส่วนหนึ่งก็เพื่อกระตุ้นการจับปลาแซลมอน

ExOIS สัญญาว่าจะติดตามผลกระทบจากการศึกษาภาคสนามอย่างละเอียด รวมถึงปรับปรุงการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของผลกระทบดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จะเพิ่มสารติดตามที่ไม่ทำปฏิกิริยา เช่น ซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ ลงในสารละลายเหล็กซัลเฟต ซึ่งเป็นขั้นตอนที่จะช่วยติดตามการแพร่กระจายของน้ำที่มีปุ๋ยในขณะที่เหล็กซัลเฟตสลายตัวช้า ๆ พวกเขาจะวัดความเข้มข้นของ CO2 โดยใช้เรือ ทุ่นลอยน้ำ และโดรนใต้น้ำ และพวกเขาจะตรวจสอบภาพถ่ายดาวเทียมที่สามารถบันทึกการเพิ่มขึ้นของสีของไฟโตแพลงก์ตอนบนพื้นผิวมหาสมุทรได้ กลุ่มนี้ยังสัญญาว่าจะมีส่วนร่วมของประชาชนและคำนึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นกว่าที่เคยมีส่วนร่วมในโครงการแพร่กระจายเหล็กก่อนหน้านี้

ผลกระทบอาจมีหลากหลายและครอบคลุมวงกว้าง ในการทดลองในปี 2009(พ.ศ.2552) ในมหาสมุทรแอตแลนติกตะวันตกเฉียงใต้โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันและอินเดีย แพลงก์ตอนสัตว์ขนาดใหญ่กินแพลงก์ตอนพืชขนาดเล็กกว่า และคาร์บอนเพียงเล็กน้อยก็ไปถึงทะเลลึก ในการทดลองที่ดำเนินการในปี 2006 (พ.ศ.2550) ในแปซิฟิกตะวันออกเฉียงเหนือโดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา พบว่าแพลงก์ตอนพืชที่มีพิษเติบโตอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ทำให้เกิดความกลัวว่าการปฏิสนธิอาจสร้าง 'โซนตาย' ซึ่งการบานของสาหร่ายจำนวนมากจะกินออกซิเจนในน้ำจนหมด ทำให้สิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ตายไป การบานของแพลงก์ตอนพืชยังอาจกินสารอาหาร เช่น ฟอสฟอรัสและไนโตรเจน ซึ่งจะไม่สามารถหาได้ในที่อื่น ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การแย่งสารอาหาร"

นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับระบบนิเวศใต้ท้องทะเลลึกที่ซึ่งคาร์บอนควรถูกกักเก็บเอาไว้ “เป็นไปได้อย่างมากที่ [การใส่ธาตุเหล็ก] จะส่งผลต่อบางสิ่งบางอย่างที่เรายังไม่เข้าใจดีนัก” ลิซ่า เลวิน ผู้เชี่ยวชาญด้านท้องทะเลลึกจากสถาบันสมุทรศาสตร์สคริปปส์ (Scripps Institution of Oceanography) ผู้ไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องกับโครงการ ExOIS กล่าว

ความหวังนักวิทยาศาสตร์ในการดูดซับคาร์บอน

เมื่อปีที่แล้วการศึกษาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ทำโดยนักวิจัยชาวอังกฤษ อเมริกัน และฝรั่งเศส พบว่า การเพิ่มธาตุเหล็ก 1 ถึง 2 ล้านเมตริกตันลงในมหาสมุทรทุกปี อาจดึงคาร์บอน 45,000 ล้านเมตริกตันภายในปี 2100

อย่างไรก็ตาม การทำเช่นนั้นยังทำให้สิ่งมีชีวิตในทะเลอื่น ๆ สูญเสียสารอาหารไปด้วย นอกเหนือไปจากการลดลงของชีวมวลในทะเลประมาณ 15 % เนื่องมาจากภาวะโลกร้อนแล้ว ยังอาจสูญเสียธาตุเหล็กอีก 5 % เนื่องมาจากการใส่ธาตุเหล็ก โดยเฉพาะในพื้นที่ประมงใกล้ชายฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติก แปซิฟิก และอินเดีย

“ฉันไม่เคยเห็น ExOIS เสนอสมมติฐานว่าอะไรผิดพลาดในงานก่อนหน้านี้ ... ที่ทำให้ผลผลิตคาร์บอนสูงขึ้นหรือลดผลกระทบเชิงลบให้เหลือน้อยที่สุด” อเลสซานโดร ตาเกลียบูเอ (Alessandro Tagliabue) จากมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลในอังกฤษ ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมของการศึกษาดังกล่าว กล่าว

ขณะที่ บุสเซลเลอร์ โต้แย้งว่า การแลกเปลี่ยนที่ยากลำบากเช่นนี้อาจจำเป็น “มันเป็นการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในทางชีววิทยา เมื่อเทียบกับการไม่ทำอะไรเลยและมองดูโลกใบนี้เดือดพล่าน” เขากล่าว

ที่มา: https://www.scientificamerican.com/article/scientists-will-engineer-the-ocean-to-absorb-more-carbon-dioxide/