โลกน้ำแข็ง – โลกสีขาว

01 สีสันแห่งชีวิตดาวเคราะห์

เมื่อมีดาวเทียมหรือสถานีอวกาศบินอยู่ในอวกาศมากขึ้นเรื่อยๆ ภาพถ่ายของโลกก็ถูกส่งกลับมามากขึ้นเรื่อยๆ เรามักเรียกตนเองว่าเป็นดาวเคราะห์สีน้ำเงิน เพราะ 70% ของพื้นที่โลกถูกปกคลุมไปด้วยมหาสมุทร เมื่อโลกอุ่นขึ้น อัตราการละลายของธารน้ำแข็งในขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ก็จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และระดับน้ำทะเลก็จะยังคงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง และกัดกร่อนผืนดินที่มีอยู่ ในอนาคต พื้นที่มหาสมุทรจะมีขนาดใหญ่ขึ้น และสภาพอากาศของโลกก็จะซับซ้อนมากขึ้น ปีนี้ร้อนมาก ปีหน้าหนาวมาก ปีก่อนแล้งมาก และปีต่อจากพายุฝนครั้งหน้าก็หายนะ เราทุกคนบอกว่าโลกนี้แทบจะไม่เหมาะกับการอยู่อาศัยของมนุษย์ แต่จริงๆ แล้ว นี่เป็นเพียงการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ตามปกติของโลก เมื่อเผชิญกับกฎอันทรงพลังและพลังแห่งธรรมชาติ มนุษย์ก็ไม่มีอะไรเลย

เมื่อมีดาวเทียมหรือสถานีอวกาศบินอยู่ในอวกาศมากขึ้นเรื่อยๆ ภาพถ่ายของโลกก็ถูกส่งกลับมามากขึ้นเรื่อยๆ เรามักเรียกตนเองว่าเป็นดาวเคราะห์สีน้ำเงิน เพราะ 70% ของพื้นที่โลกถูกปกคลุมไปด้วยมหาสมุทร เมื่อโลกอุ่นขึ้น อัตราการละลายของธารน้ำแข็งในขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ก็จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และระดับน้ำทะเลก็จะยังคงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง และกัดกร่อนผืนดินที่มีอยู่ ในอนาคต พื้นที่มหาสมุทรจะมีขนาดใหญ่ขึ้น และสภาพอากาศของโลกก็จะซับซ้อนมากขึ้น ปีนี้ร้อนมาก ปีหน้าหนาวมาก ปีก่อนแล้งมาก และปีต่อจากพายุฝนครั้งหน้าก็หายนะ เราทุกคนบอกว่าโลกนี้แทบจะไม่เหมาะกับการอยู่อาศัยของมนุษย์ แต่จริงๆ แล้ว นี่เป็นเพียงการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ตามปกติของโลก เมื่อเผชิญกับกฎอันทรงพลังและพลังแห่งธรรมชาติ มนุษย์ก็ไม่มีอะไรเลย

ในปี 1992 Joseph Kirschvink ศาสตราจารย์ด้านธรณีวิทยาที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ใช้คำว่า "Snowball Earth" เป็นครั้งแรก ซึ่งต่อมาได้รับการสนับสนุนและปรับปรุงโดยนักธรณีวิทยารายใหญ่ สโนว์บอลโลกเป็นสมมติฐานที่ไม่สามารถระบุได้อย่างสมบูรณ์ในปัจจุบัน ซึ่งใช้เพื่ออธิบายยุคน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดและรุนแรงที่สุดในประวัติศาสตร์ของโลก ภูมิอากาศของโลกมีความซับซ้อนอย่างมาก โดยมีอุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกอยู่ที่ -40-50 องศาเซลเซียส จนถึงจุดที่โลกเย็นมากจนพื้นผิวมีเพียงน้ำแข็งเท่านั้น

02 แผ่นน้ำแข็งปกคลุมโลกสโนว์บอล

สโนว์บอลเอิร์ธอาจเกิดขึ้นในนีโอโพรเทโรโซอิก (ประมาณ 1-6 พันล้านปีก่อน) ซึ่งอยู่ในยุคโปรเทโรโซอิกของพรีแคมเบรียน ประวัติศาสตร์ของโลกนั้นเก่าแก่และยาวนานมาก กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ว่าประวัติศาสตร์ของมนุษย์เป็นเวลาหลายล้านปีเป็นเพียงพริบตาเดียวสำหรับโลก เรามักคิดว่าโลกในปัจจุบันมีความพิเศษมากภายใต้การเปลี่ยนแปลงของมนุษย์ แต่ในความเป็นจริงแล้ว มันไม่มีประโยชน์อะไรกับประวัติศาสตร์ของโลกและสิ่งมีชีวิตเลย ยุคมีโซโซอิก อาร์เชียน และโปรเทโรโซอิก (เรียกรวมกันว่า ยุคคริปโตโซอิก ซึ่งกินเวลาประมาณ 4 พันล้านปีจาก 4.6 พันล้านปีของโลก) และยุคเอเดียการัน ในยุคนีโอโพรเทโรโซอิก ของยุคโปรเทโรโซอิก เป็นช่วงเวลาพิเศษของชีวิตบนโลก

ในช่วงยุคสโนว์บอลเอิร์ธ พื้นถูกปกคลุมไปด้วยหิมะและน้ำแข็ง โดยไม่มีมหาสมุทรหรือพื้นดิน ในช่วงต้นยุคนี้ บนโลกมีเพียงผืนเดียวที่เรียกว่ามหาทวีป (โรดิเนีย) ใกล้เส้นศูนย์สูตร และพื้นที่ส่วนที่เหลือเป็นมหาสมุทร เมื่อโลกอยู่ในสภาพที่ยังคุกรุ่น ภูเขาไฟยังคงปะทุอยู่ มีหินและเกาะต่างๆ ปรากฏขึ้นบนพื้นผิวทะเลมากขึ้น และพื้นที่ดินยังคงขยายตัวต่อไป คาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจากภูเขาไฟห่อหุ้มโลก ก่อให้เกิดภาวะเรือนกระจก เช่นเดียวกับปัจจุบัน ธารน้ำแข็งกระจุกตัวอยู่ที่ขั้วเหนือและขั้วใต้ของโลก ไม่สามารถครอบคลุมพื้นที่ใกล้เส้นศูนย์สูตรได้ เมื่อกิจกรรมของโลกมีความเสถียร การปะทุของภูเขาไฟก็เริ่มลดลง และปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศก็เริ่มลดลงเช่นกัน ปัจจัยสำคัญในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์คือการผุกร่อนของหิน ตามการจำแนกองค์ประกอบของแร่ หินส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นหินซิลิเกตและหินคาร์บอเนต หินซิลิเกตดูดซับ CO2 ในชั้นบรรยากาศในระหว่างการผุกร่อนทางเคมี จากนั้นกักเก็บ CO2 ในรูปของ CaCO3 ซึ่งก่อให้เกิดเอฟเฟกต์การกักเก็บคาร์บอนตามมาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยา (>1 ล้านปี) การผุกร่อนของหินคาร์บอเนตยังสามารถดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดแหล่งกักเก็บคาร์บอนในระดับเวลาที่สั้นกว่า (<100,000 ปี) ในรูปของ HCO3-

นี่เป็นกระบวนการสมดุลแบบไดนามิก เมื่อปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับโดยหินผุกร่อนเกินกว่าปริมาณการปล่อยก๊าซภูเขาไฟ ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศจะเริ่มลดลงอย่างรวดเร็ว จนกระทั่งก๊าซเรือนกระจกถูกใช้ไปจนหมดและอุณหภูมิเริ่มลดลง ธารน้ำแข็งที่ขั้วโลกทั้งสองเริ่มแผ่กระจายอย่างอิสระ เมื่อพื้นที่ธารน้ำแข็งเพิ่มขึ้น พื้นที่สีขาวบนพื้นผิวโลกก็เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ และแสงอาทิตย์ก็สะท้อนกลับเข้าสู่อวกาศโดยโลกที่เต็มไปด้วยหิมะ ส่งผลให้อุณหภูมิที่ลดลงรุนแรงขึ้นและเร่งการก่อตัวของธารน้ำแข็ง จำนวนธารน้ำแข็งที่เย็นลงเพิ่มขึ้น – แสงแดดสะท้อนมากขึ้น – เย็นลงมากขึ้น – ธารน้ำแข็งสีขาวมากขึ้น ในรอบนี้ ธารน้ำแข็งที่ขั้วโลกทั้งสองจะค่อยๆ กลายเป็นน้ำแข็งในมหาสมุทรทั้งหมด ในที่สุดก็หายตัวไปในทวีปใกล้เส้นศูนย์สูตร และในที่สุดก็ก่อตัวเป็นแผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่มีความหนามากกว่า 3,000 เมตร ห่อหุ้มโลกจนกลายเป็นก้อนน้ำแข็งและหิมะ . ในเวลานี้ ผลการยกตัวของไอน้ำบนโลกลดลงอย่างมาก และอากาศก็แห้งเป็นพิเศษ แสงอาทิตย์ส่องมายังโลกโดยไม่เกรงกลัว จากนั้นจึงสะท้อนกลับมา ความเข้มของรังสีอัลตราไวโอเลตและอุณหภูมิเย็นทำให้สิ่งมีชีวิตใด ๆ ดำรงอยู่บนพื้นผิวโลกเป็นไปไม่ได้ นักวิทยาศาสตร์เรียกโลกมานับพันล้านปีว่า 'โลกสีขาว' หรือ 'โลกก้อนหิมะ'

03 การละลายของโลกก้อนหิมะ

เมื่อเดือนที่แล้ว เมื่อฉันคุยกับเพื่อนเกี่ยวกับโลกในช่วงเวลานี้ มีคนถามฉันว่า 'ตามวัฏจักรนี้ โลกควรถูกแช่แข็งอยู่เสมอ' มันละลายในภายหลังได้อย่างไร?'? นี่คือกฎอันยิ่งใหญ่ของธรรมชาติและพลังแห่งการซ่อมแซมตนเอง

เนื่องจากโลกถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งหนาถึง 3,000 เมตร หินและอากาศจึงถูกแยกออกจากกัน และหินไม่สามารถดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านสภาพอากาศได้ อย่างไรก็ตาม กิจกรรมของโลกยังคงสามารถนำไปสู่การปะทุของภูเขาไฟ โดยปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศอย่างช้าๆ จากการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ หากเราต้องการให้น้ำแข็งบนโลกสโนว์บอลละลาย ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะต้องอยู่ที่ประมาณ 350 เท่าของความเข้มข้นบนโลกในปัจจุบัน ซึ่งคิดเป็นมากกว่า 13% ของชั้นบรรยากาศทั้งหมด (ปัจจุบันคือ 0.03%) และ กระบวนการเพิ่มขึ้นนี้ช้ามาก ชั้นบรรยากาศของโลกใช้เวลาประมาณ 30 ล้านปีในการสะสมคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทนเพียงพอ ก่อให้เกิดภาวะเรือนกระจกที่รุนแรง ธารน้ำแข็งเริ่มละลาย และทวีปที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรเริ่มเผยให้เห็นน้ำแข็ง พื้นที่เปิดโล่งมีสีเข้มกว่าน้ำแข็ง ดูดซับความร้อนจากแสงอาทิตย์ได้มากกว่า และเริ่มมีการตอบรับเชิงบวก อุณหภูมิของโลกเพิ่มขึ้นอีก ธารน้ำแข็งลดลงอีก สะท้อนแสงแดดน้อยลง และเผยให้เห็นหินมากขึ้น ดูดซับความร้อนได้มากขึ้น ค่อยๆ ก่อตัวเป็นแม่น้ำที่ไม่เป็นน้ำแข็ง… และโลกก็เริ่มฟื้นตัว!

เมื่อเดือนที่แล้ว เมื่อฉันคุยกับเพื่อนเกี่ยวกับโลกในช่วงเวลานี้ มีคนถามฉันว่า 'ตามวัฏจักรนี้ โลกควรถูกแช่แข็งอยู่เสมอ' มันละลายในภายหลังได้อย่างไร?'? นี่คือกฎอันยิ่งใหญ่ของธรรมชาติและพลังแห่งการซ่อมแซมตนเอง

เนื่องจากโลกถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งหนาถึง 3,000 เมตร หินและอากาศจึงถูกแยกออกจากกัน และหินไม่สามารถดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านสภาพอากาศได้ อย่างไรก็ตาม กิจกรรมของโลกยังคงสามารถนำไปสู่การปะทุของภูเขาไฟ โดยปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศอย่างช้าๆ จากการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ หากเราต้องการให้น้ำแข็งบนโลกสโนว์บอลละลาย ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะต้องอยู่ที่ประมาณ 350 เท่าของความเข้มข้นบนโลกในปัจจุบัน ซึ่งคิดเป็นมากกว่า 13% ของชั้นบรรยากาศทั้งหมด (ปัจจุบันคือ 0.03%) และ กระบวนการเพิ่มขึ้นนี้ช้ามาก ชั้นบรรยากาศของโลกใช้เวลาประมาณ 30 ล้านปีในการสะสมคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทนเพียงพอ ก่อให้เกิดภาวะเรือนกระจกที่รุนแรง ธารน้ำแข็งเริ่มละลาย และทวีปที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรเริ่มเผยให้เห็นน้ำแข็ง พื้นที่เปิดโล่งมีสีเข้มกว่าน้ำแข็ง ดูดซับความร้อนจากแสงอาทิตย์ได้มากกว่า และเริ่มมีการตอบรับเชิงบวก อุณหภูมิของโลกเพิ่มขึ้นอีก ธารน้ำแข็งลดลงอีก สะท้อนแสงแดดน้อยลง และเผยให้เห็นหินมากขึ้น ดูดซับความร้อนได้มากขึ้น ค่อยๆ ก่อตัวเป็นแม่น้ำที่ไม่เป็นน้ำแข็ง… และโลกก็เริ่มฟื้นตัว!

ความซับซ้อนของกฎธรรมชาติและระบบนิเวศน์ของโลกเกินกว่าความเข้าใจและจินตนาการของมนุษย์มาก ความเข้มข้นของ CO2 ในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดภาวะโลกร้อน และอุณหภูมิที่สูงขึ้นก็ทำให้การผุกร่อนทางเคมีของหินเพิ่มมากขึ้น ปริมาณของ CO2 ที่ถูกดูดซับจากบรรยากาศก็เพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้นจึงยับยั้งการเติบโตอย่างรวดเร็วของ CO2 ในชั้นบรรยากาศ และนำไปสู่การทำความเย็นทั่วโลก ทำให้เกิดกลไกการตอบรับเชิงลบ ในทางกลับกัน เมื่ออุณหภูมิของโลกต่ำ ความเข้มข้นของสารเคมีที่ผุกร่อนก็อยู่ในระดับที่ต่ำกว่าเช่นกัน และฟลักซ์ของการดูดซับ CO2 ในชั้นบรรยากาศก็มีจำกัดมาก เป็นผลให้ CO2 ที่ปล่อยออกมาจากการปะทุของภูเขาไฟและการแปรสภาพของหินสามารถสะสมได้ ส่งเสริมการพัฒนาของโลกไปสู่ภาวะโลกร้อน และป้องกันไม่ให้อุณหภูมิของโลกต่ำเกินไป

การเปลี่ยนแปลงนี้ซึ่งมักวัดได้ในหลายพันล้านปี ไม่ใช่สิ่งที่มนุษย์สามารถควบคุมได้ ในฐานะสมาชิกสามัญของธรรมชาติ สิ่งที่เราควรทำมากกว่านี้คือการปรับตัวให้เข้ากับธรรมชาติและเป็นไปตามกฎของมัน แทนที่จะเปลี่ยนแปลงหรือทำลายธรรมชาติ การปกป้องสิ่งแวดล้อมและชีวิตด้วยความรักเป็นสิ่งที่มนุษย์ทุกคนควรทำ ไม่เช่นนั้นเราจะเผชิญกับการสูญพันธุ์เท่านั้น