อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปส่งผลกระทบต่อโลกของเราอย่างไร?

global warming

ในจินตนาการของคนทั่วไปมักมองว่าภาวะโลกร้อนเป็นภัยคุกคามต่อสายพันธุ์ที่ชอบความเย็น ซึ่งก็มีเหตุมีผลดีที่คนคิดเช่นนี้ เมื่อโลกอุ่นขึ้นขั้วโลกจะเปลี่ยนแปลงไปในแถบอาร์กติก ส่วนที่เป็นน้ำแข็งตลอดปี ในทะเลครอบคลุมพื้นที่เพียงครึ่งหนึ่งของเมื่อสามสิบปีที่แล้ว และสามสิบปีจากนี้มันอาจหายไปทั้งหมด แน่นอนว่าสัตว์ที่พึ่งพาอาศัยน้ำแข็ง เช่น แมวน้ำวงแหวน (ringed seal) หรือหมีขั้วโลกจะลําบากเมื่อน้ำแข็งละลายจนหมดไป แต่ภาวะโลกร้อนก็กําลังก่อผลกระทบใหญ่หลวงต่อเขตร้อนเช่นกัน หรืออันที่จริงมีผลกระทบใหญ่หลวงยิ่งกว่า เหตุผลของเรื่องนี้ค่อนข้างซับซ้อน แต่มันเริ่มด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าเขตร้อนนั้นเป็นที่อยู่อาศัยของสายพันธุ์ส่วนใหญ่

เมื่อเข้าเขตสหรัฐอเมริกาเราจะเริ่มพบกับความหลากหลายของต้นไม้อย่างช้าๆในเวอร์มอนต์ ทั้งป่าผลัดใบในเขตตะวันออกซึ่งครั้งหนึ่งเคยปกคลุมเกือบครึ่งหนึ่งของประเทศ แต่ปัจจุบันเหลือน้อยลงซึ่งส่วนใหญ่เป็นป่าไม้รุ่นทดแทน (second-growth) เวอร์มอนต์มีต้นไม้ท้องถิ่นประมาณ 50 สายพันธุ์ แมสซาชูเซตส์มีประมาณ 55 สายพันธุ์ นอร์ทแคโรไลนา  มีกว่า 200 สายพันธุ์ แม้ว่าเส้นเมอริเดียนที่ 73 องศาไม่ผ่านอเมริกากลาง แต่น่าสนใจที่ประเทศเบลีซซึ่งมีขนาดจิ๋วใกล้เคียงกับรัฐนิวเจอร์ซีย์มีต้นไม้ท้องถิ่นถึงประมาณ 700 สายพันธุ์ เส้นเมอริเดียนที่ 73 องศาทอดผ่านเส้นศูนย์สูตรในประเทศโคลอมเบียแล้วตัดผ่านบางส่วนของเวเนซุเอลา เปรู และบราซิล ก่อนจะเข้าสู่เปรูอีกครั้งที่ประมาณละติจูดที่ 30 องศาใต้ ซึ่งโดยรวมมีขนาดเกือบเท่าสวนฟอร์ตไทรออนในแมนฮัตตัน อีกทั้งยังมีความหลากหลายจนน่าประหลาดใจ สามารถนับต้นไม้ได้ถึง 1,035 สายพันธุ์คร่าวๆ เท่ากับมากกว่าป่าเขตหนาวของแคนาดาถึงห้าสิบเท่า

ทฤษฎีว่าด้วยความสัมพันธ์ของอุณหภูมิและการเติบโตของสิ่งมีชีวิต

ป่าเขตร้อน

ต้นไม้เป็นอย่างไร นกและผีเสื้อก็เป็นเช่นนั้น รวมทั้งกบ เห็ด และเกือบทุกกลุ่มที่คุณนึกได้ (ยกเว้นเพลี้ย ซึ่งน่าสนใจทีเดียว) โดยกฎทั่วไป บริเวณขั้วโลกนั้นร้างไร้ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต ในขณะที่เขตละติจูดต่ำนั้นอุดมสมบูรณ์ งานเขียนสาขาวิทยาศาสตร์เรียกรูปแบบนี้ว่า “การไล่ระดับความหลากหลายตามละติจูด” (latitudinal diversity gradient – LDG) ซึ่งอเล็กซานเดอร์ ฟอน ฮัมโบลด์ท (Alexander von Humboldt) นักธรรมชาติวิทยาชาวเยอรมันเคยกล่าวถึงเรื่องนี้ เขาประหลาดใจกับความงดงามทางชีววิทยาของเขตร้อนซึ่งมอบ “ภาพน่าชมอันหลากหลาย เทียบได้กับหลังคาสีฟ้าของสรวงสวรรค์ พรมเขียวขจีซึ่งพรรณพืชอันอุดมแผ่คลุมพื้นโลกไม่ได้ถูกทอเสมอกันไปเสียทุกส่วน” ฮัมโบลด์ทเขียนหลังกลับจากอเมริกาใต้ในปี 1804 “พัฒนาการของสิ่งมีชีวิตและสภาพชีวิตอันอุดมเพิ่มขึ้นจากขั้วโลกไปทางเส้นศูนย์สูตร” กว่าสองร้อยปีหลังจากนั้น เรายังไม่ทราบเหตุผลว่าทําไมจึงเป็นเช่นนั้น แม้ว่ามีการพัฒนาทฤษฎีกว่าสามสิบทฤษฎีเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ดังกล่าว ทฤษฎีหนึ่งกล่าวว่าในเขตร้อนมีสายพันธุ์อาศัยอยู่มากกว่า เนื่องจากนาฬิกาแห่งวิวัฒนาการของที่นั่นเดินเร็วกว่าเกษตรกรเก็บเกี่ยวพืชผลต่อปีได้มากกว่าเขตละติจูดต่ำ และสิ่งมีชีวิตก็ออกลูกหลานได้หลายรุ่นมากกว่า ยิ่งจํานวนรุ่นมากเท่าใด โอกาสที่จะกลายพันธุ์ก็ยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น และยิ่งมีโอกาสการกลายพันธุ์สูงขึ้นเท่าใดก็ยิ่งมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดสายพันธุ์ใหม่มากขึ้นเท่านั้น (ทฤษฎีที่ต่างออกไปเล็กน้อยแต่เกี่ยวเนื่องกันกล่าวว่าอุณหภูมิที่สูงกว่านําไปสู่อัตราการกลายพันธุ์ที่สูงขึ้น)

ทฤษฎีที่สองเสนอว่าเขตร้อนมีสายพันธุ์มากกว่าเพราะสายพันธุ์ในเขตร้อนนั้นช่างเลือก ตามการให้เหตุผลนี้สิ่งที่สําคัญเกี่ยวกับเขตร้อนคืออุณหภูมิที่นั่นค่อนข้างคงที่ สิ่งมีชีวิตในเขตร้อนมักทนความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้น้อย และความแตกต่างทางสภาพภูมิอากาศเพียงเล็กน้อย เช่น บนเนินเขาหรือในหุบเขา สามารถก่อให้เกิดแนวกั้นอันไม่อาจข้ามพ้นไปได้ (มีบทความเลื่องชื่อในหัวข้อนี้ชิ้นหนึ่งชื่อ “เหตุใดช่องเขาในเขตร้อนจึงสูงกว่า” (Why Mountain Passes Are Higher in the Tropics) ดังนั้นประชากรจึงถูกแยกออกได้ง่าย และผลที่ตามมาคือการเกิดสายพันธุ์ใหม่

แต่มีอีกทฤษฎีหนึ่งที่ตั้งอยู่บนประวัติศาสตร์ ตามทฤษฎีนี้ ข้อเท็จจริงที่โดดเด่นที่สุดเกี่ยวกับเขตร้อนคือมันเก่าแก่ ป่าฝนแอมะซอน รูปแบบหนึ่งดํารงอยู่มานานหลายล้านปีตั้งแต่สมัยก่อนที่บริเวณนั้นจะเป็นป่าแอมะซอนด้วยซ้ำ ดังนั้นในเขตร้อนจึงมีเวลาให้สะสมความหลากหลายทางชีวภาพในทางกลับกันเมื่อไม่นานมานี้ประมาณสองหมื่นปีที่แล้ว แคนาดาเกือบทั้งหมดปกคลุมด้วยน้ำแข็งหนาหนึ่งไมล์ พื้นที่ขนาด ใหญ่ของนิวอิงแลนด์ก็เช่นเดียวกัน ซึ่งหมายความว่าต้นไม้ทุกสายพันธุ์ที่พบในปัจจุบัน ในโนวาสโกเชีย ออนแทรีโอ เวอร์มอนต์ หรือนิวแฮมเชียร์ เป็นผู้อพยพที่เพิ่งมาถึง (หรือเพิ่งกลับมา) ในช่วงไม่กี่พันปีก่อน ทฤษฎีต่างๆที่ว่ามานั้นกล่าวถึงความหลากหลายในมิติเวลาซึ่งพัฒนาขึ้นเป็นครั้งแรกโดยคู่ปรับของดาร์วิน หรืออาจเรียกได้ว่าเป็นผู้ค้นพบร่วมนั่นคือ อัลเฟรด รัสเซล วอลเลซ ผู้ตั้งข้อสังเกตว่าในเขตร้อน “วิวัฒนาการได้รับโอกาสอันชอบธรรม” ขณะที่เขตซึ่งปกคลุมด้วยน้ำแข็ง “มีอุปสรรคนับไม่ถ้วนขัดขวางหนทางของมัน”

ยกตัวอย่างเช่น ต้นไม้ในสกุลไอเล็กซ์ (Ilex) พวกมันมี ในแบบสลับซึ่งมักมันเงา มีขอบหยักหรือมีเดือยแหลม (วงนี้รวมถึง Ilex aouifolium ซึ่งมีถิ่นฐานในยุโรป และชาวอเมริกันเรียกว่าคริสต์มาสฮอลลี) ต้นไม้ในสกุลไอเล็กซ์เหมือนกับเด็กๆที่นอนแผ่บนม้านั่งในช่วงพัก ขณะที่สกุลหนวดปลาหมึกวิ่งขึ้นเนินไอเล็กซ์นั่งอยู่กับที่ไม่ขยับเขยื้อน สายพันธุ์ (หรือกลุ่มสายพันธุ์) ใดก็ตามที่ไม่สามารถรับมือกับความแตกต่างของอุณหภูมิได้ไม่ใช่สายพันธุ์หรือกลุ่มสายพันธุ์ ที่เราต้องกังวลถึงชะตากรรมของพวกมันในขณะนี้เพราะมันสูญพันธุ์ไปหมดแล้ว อุณหภูมิทุกแห่งบนพื้นโลกแปรปรวนผกผันจากกลางวันสู่กลางคืนจากฤดูกาลหนึ่งไปยังอีกฤดูกาลหนึ่ง แม้แต่ในเขตร้อนซึ่งฤดูหนาวกับฤดูร้อนแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย อุณหภูมิอาจต่างกันอย่างมีนัยสําคัญระหว่างฤดูฝนกับฤดูแล้ง สิ่งมีชีวิตพัฒนาวิธีการต่างๆที่จะรับมือกับความแตกต่างเหล่านี้ พวกมันจําศีล นอน หรือย้ายถิ่น พวกมันกระจายความร้อนผ่านการหายใจหรือรักษามันไว้โดยสร้างขนที่หนาขึ้นผึ้งทําให้ตนเองอบอุ่นโดยบีบกล้ามเนื้อในทรวงอก นกกระสาทําให้ตัวเย็นโดยถ่ายรดขาตนเอง (ในอากาศร้อนจัด นกกระสาอาจถ่ายรดขาของมันบ่อยถึงนาทีละครั้ง)

กำเนิดทวีปแอนตาร์กติกา

antarctica

ในช่วงชีวิตของสายพันธุ์หนึ่งซึ่งเท่ากับประมาณหนึ่งล้านปี การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิระยะยาวหรือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ส่งผลอย่างมีนัยสําคัญในช่วง 40 ล้านปีที่ผ่านมาหรือนานกว่านั้น โลกโดยรวมอยู่ในระยะเย็นตัว เราไม่ทราบแน่ชัดว่าทําไมจึงเป็นเช่นนั้น แต่ทฤษฎีหนึ่งกล่าวว่าการยกตัวขึ้นของเทือกเขาหิมาลัยทําให้ก้อนหินเผชิญสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงไป ส่งผลให้เกิดการผุกร่อนทางเคมีเป็นวงกว้าง และนําไปสู่การดึงคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ

ณ ตอนต้นของระยะเย็นตัวอันยาวนานนี้ในช่วงท้ายสมัยอีโอซีน โลกร้อนมากเสียจนแทบไม่มีน้ำแข็งบนโลก จนกระทั่งประมาณ 35 ล้านปีที่แล้ว อุณหภูมิทั่วโลกลดลงต่ำลงพอที่ธารน้ำแข็งจะเริ่มก่อตัวบนทวีปแอนตาร์กติกา เมื่อถึง 3 ล้านปีที่แล้ว อุณหภูมิลดลงถึงจุดที่ทวีปอาร์กติกก็กลายเป็นน้ำแข็งและเกิดทุ่งน้ำแข็งถาวร จากนั้นประมาณ 2.5 ล้านปีที่แล้ว ณ ตอนต้นของสมัยไพลสโตซีน โลกเข้าสู่ยุคแห่งการเปลี่ยนแปลงโดยธารน้ำแข็งซ้ำไปซ้ำมา แผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่เคลื่อนตัวข้ามซีกโลกทางเหนือเพียงเพื่อที่จะละลายอีกครั้งในหลายแสนปีต่อมา

แม้ความคิดเกี่ยวกับยุคน้ำแข็งจะเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป หลุยส์ อากัสซี (Louis Agassiz) ศิษย์เอกคนหนึ่งของกูวีเยเสนอแนวคิดนี้ครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1830 ไม่มีใครอธิบายได้ว่ากระบวนการอันน่าประหลาดนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร ในปี 1898 วอลเลซตั้งข้อสังเกตว่า “ผู้ทรงปัญญาที่เฉียบแหลมและทรงอํานาจที่สุดในสมัยของพวกเราได้ใช้ความพยายามและความฉลาดหลักแหลมของพวกเขา” กับปัญหานี้ แต่จนบัดนี้ก็ยัง “ไร้ผล” ต้องรออีก 75 ปีกว่าปัญหานั้นจะได้รับคําตอบ ปัจจุบันเป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่ายุคน้ำแข็งเริ่มจากการเปลี่ยนแปลงเล็กๆในวงโคจรของโลกซึ่งเกิดจากแรงดึงดูดของดาวพฤหัสและดาวเสาร์รวมถึงปัจจัยอื่นๆ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ไปเปลี่ยนการกระจายตัวของแสงอาทิตย์ตามละติจูดต่างๆในช่วงเวลาที่แตกต่างกันของปี เมื่อปริมาณแสงแดดซึ่งส่องไปที่ละติจูดทางเหนืออันห่างไกลในช่วงฤดูร้อนลดลงจนแตะระดับที่พอเหมาะ หิมะเริ่มก่อตัวขึ้นที่นั่น ปรากฏการณ์นี้ได้สร้างวัฏจักรการสะท้อนกลับซึ่งทําให้ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศลดลง อุณหภูมิลดลง ส่งผลให้น้ำแข็งก่อตัวขึ้นอีกและดําเนินต่อไปเรื่อยๆ หลังจากนั้นช่วงหนึ่งวัฏจักรการโคจรเข้าสู่ระยะใหม่ และวงจรสะท้อนกลับเริ่มทํางานในทิศตรงกันข้าม น้ำแข็งเริ่มละลาย ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในโลกสูงขึ้น และน้ำแข็งละลายเพิ่มขึ้นอีก

ในสมัยไพลสโตซีน รูปแบบการเกิดและการละลายน้ำแข็งเกิดซ้ำประมาณยี่สิบครั้งซึ่งมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของโลก การเกิดน้ำแข็งแต่ละช่วงมีมากเสียจนทําให้ระดับน้ำทะเลลดลงประมาณสามร้อยฟุต และเพียงน้ำหนักของแผ่นน้ำแข็งก็มากพอที่จะดันเปลือกโลกลงไปในเนื้อโลก (ในบางที เช่นตอนเหนือของสหราชอาณาจักรและสวีเดน กระบวนการสะท้อนกลับจากการเปลี่ยนแปลงโดยธารน้ำแข็ง ครั้งล่าสุดยังคงดําเนินอยู่) พืชและสัตว์ในสมัยไพลสโตซีนรับมือกับการผันแปรของอุณหภูมิอย่างไร? ตามคํากล่าวของดาร์วิน พวกมันรับมือโดยการย้ายถิ่นในหนังสือกําเนิดสปีชีส์ เขาบรรยายถึงการอพยพอันยิ่งใหญ่ระดับทวีปไว้ว่า

เมื่อความหนาวเข้ามา และเมื่อเขตทางใต้เริ่มเหมาะสําหรับสัตว์อาร์กติก และไม่เหมาะสําหรับผู้อาศัยเก่าที่ชอบอากาศอบอุ่น กลุ่มหลังจะถูกแย่งที่และการแพร่พันธุ์แบบอาร์กติกจะเข้าแทนที่ เมื่อความอบอุ่นกลับคืนมา สิ่งมีชีวิตอาร์กติกจะหลบไปทางเหนือ และการแพร่พันธุ์ในเขตอบอุ่นจะตามมาติดๆ

คํากล่าวของดาร์วินได้รับการยืนยันจากร่องรอยทางกายภาพประเภทต่างๆ ยกตัวอย่างเช่น นักวิจัยที่ศึกษาเปลือกด้วงโบราณพบว่าในช่วงยุคน้ำแข็ง แม้กระทั่งแมลงขนาดจิ๋วยังอพยพเป็นระยะทางหลายพันไมล์ไปตามสภาพภูมิอากาศ (ขอยกตัวอย่างหนึ่งชนิด Tachinus caelatus เป็นด้วงขนาดเล็กสีน้ำตาลขุ่น ซึ่งปัจจุบันอาศัยอยู่ในแถบภูเขาทางตะวันตกของอูลานบาตอร์ในมองโกเลีย ช่วงยุคธารน้ำแข็งครั้งล่าสุดจะพบด้วงพันธุ์นี้ได้มากในอังกฤษ)

ในด้านระดับความรุนแรง คาดว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิสําหรับศตวรรษที่กําลังมาถึงจะค่อนข้างคล้ายคลึงกับการผันแปรของอุณหภูมิในยุคน้ำแข็ง (หากแนวโน้มการปล่อยก๊าซในปัจจุบันยังคงเป็นเช่นนี้ต่อไป คาดว่าเทือกเขาแอนดีสจะอุ่นขึ้นถึง 9 องศา) แต่ถ้าความรุนแรงของการเปลี่ยนแปลงนี้คล้ายกัน อัตรานี้จะทั้งเป็นและไม่เป็นกุญแจสําคัญ ภาวะโลกร้อนในปัจจุบันเกิดขึ้นเร็วกว่าตอนสิ้นสุดการเปลี่ยนสภาพโดยธารน้ำแข็งครั้งล่าสุดและครั้งก่อนหน้านั้นทั้งหมดอย่างน้อยสิบเท่า สิ่งมีชีวิตจะต้องอพยพหรือไม่ก็ปรับตัวเร็วขึ้นอย่างน้อยสิบเท่าถึงจะตามทัน เช่น ต้นไม้ในสกุลหนวดปลาหมึกที่พลังล้นเหลือจึงจะตามทันฝีเท้าของอุณหภูมิที่สูงขึ้น โดยภาพรวมมีกี่สายพันธุ์ที่เคลื่อนที่ได้เร็วพอยังเป็นคําถามที่ไม่ได้รับคําตอบ

สนับสนุนโดยยูฟ่าเบท ufabet