Encyclopedia Earth

ลำดับตอนที่ #31 : 6 องศาโลกร้อน (4)

 

photo  by dao hodac

 

สิ้นยุคเพอร์เมียน

สำหรับคนงานเหมืองชาวจีนซึ่งขุดหินอยู่ในเหมืองเหมยชานที่มณฑลซีเกียงทางใต้ตอนใต้ของจีน เส้นแบ่งระหว่างหินปูนสีเทากับหินดินดานที่คล้ำกว่านั้นแยกกันไม่ออกเลย พวกเขาอาจจะสังเกตว่าหินใต้เส้นแบ่งเปราะกว่าปรกติไม่ค่อยเหมาะนำไปใช้ในการก่อสร้าง พวกเขาอาจสังเกตเห็นสีที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนจากสีเทาอ่อนๆไปเป็นสีเกือบดำในชั้นหิน

 

แต่การระเบิดและลำเลียงเศษหินเหล่านี้ออกไปคงเป็นงานของอีกวันหนึ่ง

 

ไม่มีใครสังเกตว่าด้วยสว่าน จอบ พลั่ว ของพวกเขานี่เองคือการะบวนการทีกำลังเปิดเผยให้เห็นถึงหนึ่งในชั้นทางธรณีวิทยาที่สำคัญที่สุด พวกเขาขุดเหมืองไปเจอรอยต่อของยุคพรีเมียนกับยุคเทรียสสิก  ซึ่งเป็นช่วงของการสูญพันธุ์อย่างขนานใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยปรากฏมา

ชั้นเหมยชานกลายเป็นมาตรฐานทองคำทางธรณีวิทยาสำหรับการสิ้นสุดยุคเพอร์เมียนเพราะรอยต่อของชั้นหินชัดเจนมาก มันทอดตัวอยู่บนพื้นทะเลตื้นๆ และชั้นหินปูนที่อยู่ใต้รอยต่อ เพอร์เมียน-เทรียสสิก(Permain-Triassic) อัดแน่นไปด้วยซากฟอสซิล ที่มีอยู่มากมายเป็นพิเศษก็คือสิ่งมีชีวิตเซลเดียวขนาดเล็กที่เรียกว่า ฟอรามินิเฟอแรน(foraminiferan แพลงก์ตอนพืชชนิดหนึ่ง) และ โคโนดอนต์ (conodont ซากสัตว์มีแกนสันหลังเล็กมากขนาด 0.1-1.0 มม. ) แต่ก็ยังพบหอยเม่น ปลาดาว และ หอยมีเปลือก ตลอดจนปะการัง ปลา และ ปลาฉลาม ด้วยเช่นกัน

 

เห็นได้ชัดว่าทะเลก่อนการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่อุดมสมบูรณ์มากและเต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิต สัตว์และพืชแต่ละชนิดปรับตัวเข้ากับสถานที่ซึ่งวิวัฒนาการไปในระบบนิเวศน์อันซับซ้อนได้เป็นอย่างดี

แล้วหายนะก็มาเยือน ซากฟอสซิลหายไป หินปูนถูกแทนที่ด้วยชั้นโคลน มีหินควอร์ทซ และขี้เถ้าภูเขาไฟปะปนอยู่กระจัดกระจาย ด้านบนของหินดินดานสีคล้ำดังกล่าวนี้ สารอินทรีย์อุดมสมบูรณ์ เป็นร่องรอยที่สำคัญของสภาพออกซิเจนต่ำระดับพื้นทะเล นอกจากนั้นยังมีเหล็กไพไรต์ (pyrite หรือ ทองของคนโง่) ที่เป็นตัวบ่งชี้ถึงสภาวะออกซิเจนต่ำและเต็มไปด้วยกำมะถัน ซากฟอสซิลอัน่อุดมสมบุรณ์หายไปหมด

 

ที่ซึ่งครั้งหนึ่งเคยมีสิ่งมีชีวิตสปีซีต่างๆนับร้อยๆอาศัยอยู่ในระบบนิเวศน์อันซับซ้อน บัดนี้มีเพียงหอยสองสามชนิดเหลือรอดอยู่ในชั้นโคลน สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ในทะเลสูญพันธุ์ไป จากข้อมูลของนักธรณีวิทยาที่ศึกษาชั้นเหมยชาน หายนะภัยทั้งหมดนั้นอยู่ในช่วงชั้นที่หนาเพียง 12 มิลลิเมตร

ยังมีความลับที่ซ่อนอยู่อีกในชั้นหินเหมยชาน แถบขี้เถ้าภูเขาไฟช่วยให้สามารถกำหนดอายุที่แน่นอนได้จากการสลายตัวของไอโซโทปของยูเรเนียมไปเป็นตะกั่ว บ่งชี้ว่าเหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อ 251 ล้านปีมาแล้ว ไอโซโทปของคาร์บอนก็เปลี่ยนแปลงด้วยเช่นกัน แสดงให้เห็นว่าชั้นไบโอสเฟียร์และวัฏจักรคาร์บอนเกิดความผิดเพี้ยนรุนแรงบางอย่างขึ้น เบาะแสว่าเหตุใดมันจึงเกิดขึ้นนั้นได้จากไอโซโทปของออกซิเจน ซึ่งแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วระหว่าง ออกซิเจน-16 และ ออกซิเจน-18 บ่งชี้ถึงความผันผวนอย่างรุนแรงของอุณหภูมิ

 

บางทีนี่อาจจะเป็นปรากฏการณ์ที่เผยตัวออกมาครั้งรุนแรงที่สุดเท่าที่เคยปรากฏ อุณหภูมิสูงขึ้นแต่ไม่ใช่คราวละ 1 หรือ 2 หรือแม้กระทั่ง 4 องศา มันพุ่งปรูดขึ้นไปไม่น้อยกว่า 6 องศา ดูเหมือนว่าการสูญพันธุ์เมื่อสิ้นยุคเพอร์เมียน เกิดขึ้นจากความร้อนภายใต้สภาวะเรือนกระจกที่สูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

นอกเหนือจากประเทศจีน หินรอยต่อยุคเพอร์เมียน-เทรียสสิก บอกเล่าเรื่องราวโลกาวินาศและวันสิ้นโลกคล้ายๆกัน

 

ทางตอนเหนือของอิตาลี ชั้นตะกอนใต้ทะเลบริเวณใกล้ชายฝั่งในช่วงสิ้นยุคเพอร์เมียนประกอบด้วยดินที่ชะล้างมาจากแผ่นดินอันเกิดจากการพังทะลายของดินอย่างรุนแรงมาก ภายใต้สถานการณ์ปรกติ พืชจะช่วยยึดดินไว้ คอยปกป้องมันจากการถูกฝนกัดเซาะ แต่ในช่วงเวลาดังกล่าวการปกป้องรักษาดินนี้ไม่เกิดขึ้น

 

ข้อสรุปที่เป็นอื่นไปไม่ได้ก็คือ พืชปกคลุมดินเกือบทั้งหมดถูกทำลายไป มีอะไรบางอย่างกวาดป่า หนองน้ำ และทุ่งหญ้าซาวันนาหายไป และเมื่อฝนแห่งฤดูมรสุมมาเยือน ก็ไม่เหลืออะไรเหนี่ยวรั้งดินอันมีค่าไว้ได้ ดินถูกชะล้างด้วยความเชี่ยวกรากรุนแรงลงสู่มหาสมุทรในยุคโบราณ

พืชตายแล้วที่หลงเหลืออยู่บนพื้นดินก็เน่าเปื่อยผุพังไปตามปรกติ มีรายงานว่าพบ “fungal spike” อยู่ตามหินในทะเลทรายเนเจฟ (Negev) ที่อิสราเอล และที่อื่นๆทั่วโลก มันคือสปอร์ที่ยังคงอยู่จากการทวีจำนวนของเห็ดมีพิษซึ่งจะงอกงามอย่างรวดเร็วบนต้นไม้และไม้พุ่มที่ตายแล้ว สำหรับสิ่งมีชีวิตที่ดำรงอยู่ด้วยการกินสิ่งที่ตายแล้ว นี่คือช่วงเวลาอันอุดมสมบูรณ์จนเหลือเฟือ

ที่แอ่งคารู (Karoo Basin)ในแอฟริกาใต้สมัยใหม่ นักวิจัยซึ่งกำลังตามล่าหาซากฟอสซิลที่เคยมีชีวิตในช่วงรอยต่อยุคเพอร์เมียน-เทรียสสิก พบกับชั้นทางธรณีวิทยาที่ผิดปรกติในช่วงการสูญพันธุ์ “ชั้นของเหตุการณ์”ดังกล่าวซึ่งบ่งบอกถึงการพังทะลายอย่างรุนแรง เป็นชั้นที่ปราศจากสิ่งมีชีวิต นอกจากนั้นยังชี้ให้เห็นว่าภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรง จากเปียกชื้นไปเป็นแห้ง ในช่วงเวลาซึ่งรูปแบบชีวิตหายวับไป ที่ซึ่งครั้งหนึ่งเคยเป็นหุบเขาแห่งแม่น้ำลึก สองฝั่งอุดมด้วยสิ่งมีชีวิต กลับกลายเป็นร่องคดเคี้ยวในภุมิทัศน์แห้งผาก เมื่อไม่มีพืชเกาะยึดตลิ่ง จึงกลายเป็นแม่น้ำแห้งวกเวียนไปมาท่ามกลางทะเลทรายเกิดใหม่

 

ที่ซึ่งครั้งหนึ่งคือสวนสวรรค์แห่งอีเดน กลับกลายเป็นหุบเขาแห่งความตาย  

 

เครื่องบ่งชี้ถึงสุดยอดสภาวะเรือนกระจกมหาวินาศอีกประการเกิดขึ้นในบริเวณที่ไม่น่าจะเกิดขึ้นก็คือแอนตาร์กติก้า สูงขึ้นไปเกือบ 3,000 เมตรบนยอดกราไฟต์ (Graphite Peak) ในเขตภูเขาทรานส์แอนตาร์กติก(Transantarctic Mountains) ดินที่คงสภาพเดิมอยู่แสดงให้เห็นระดับสารเคมีปนเปื้อนในอากาศที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เป็นไปได้ว่าส่วนใหญ่เกิดจากระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศสูงขึ้นอย่างรวดเร็วทำให้เกิดฝนกรดมากขึ้น ที่สำคัญก็คือตะกอนหินช่วงนี้ยังเผยให้เห็นว่าการเปลี่ยนผ่านจากภูมิอากาศปรกติไปสู่สภาวะเรือนกระจกนั้นเกิดขึ้นรวดเร็วเป็นพิเศษอย่างน้อยก็ตามมาตรฐานทางธรณีวิทยา กล่าวคือในระยะเวลาราว 10,000 ปี หรือต่ำกว่า

เดวิด คิดเดอร์ และ โธมัส วอร์สลีย์ สองนักธรณีวิทยาเสนอแบบจำลองที่น่าประทับใจสำหรับกระบวนการทำงานของสภาวะเรือนกระจกของโลกและการเกิดของมัน พวกเขาเสนอว่าเมล็ดพันธุ์ถูกหว่านไว้นับสิบๆล้านปีก่อนจะเกิดเหตุการณ์สูญพันธุ์ เมื่อการเกิดภูเขาจากเปลือกโลกเคลื่อนที่เข้าชนกันยุติลง และเมื่ออากาศหยุดปนเปื้อนสารเคมี เปิดทางให้คาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศก่อตัวขึ้นช้าๆจนถึงระดับอันตราย เมื่อยุคเพอร์เมียนใกล้ถึงจุดจบ  ความเข้มข้นของ คาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าทุกวันนี้ถึง 4 เท่า เป็นตัวจุดให้อุณหภูมิสูงขึ้นครั้งใหญ่

ทำนองเดียวกับเกมโดมิโนแห่งความตาย การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศสร้างแรงกระเพื่อมซ้ำเติมวิกฤต ทะเลทรายขยายตัว ขณะที่ป่ากระถดตัวเข้าใกล้ขั้วโลกที่อากาศเย็นกว่า ยิ่งไปลดการดูดซับคาร์บอนไดผ่านการสังเคราะห์แสงลง ทะเลทรายขยายขึ้นไปถึง 45 องศาเหนือ (บริเวณพื้นทวีปของยุโรปตอนกลางและสหรัฐอเมริกาตอนเหนือในปัจจุบัน) และบางทีอาจจะรุกล้ำขึ้นไปถึง 60 องศาเหนือ ใกล้กับ อาร์กติก เซอร์เคิล ทะเลทรายเหล่านี้คงร้อนจนสุดจะจินตนาการ การระเหยของน้ำจากมหาสมุทรนอกชายฝั่งเป็นไปในระดับสูงมากจนทะเลหนาแน่นและเต็มไปด้วยเกลือ น้ำอุ่นจมลึกลงไปใต้มหาสมุทร กระบวนการดังกล่าวกลับกันกับในโลกทุกวันนี้ ซึ่งน้ำเย็นที่ขั้วโลกจมลงในเหวลึกของมหาสมุทร แต่ด้วยขั้วโลกที่ร้อนกว่าในสภาวะเรือนกระจกยุคเพอร์เมียน การจมลงของน้ำอุ่นในมหาสมุทรขั้วโลกขจึงดำเนินไปอย่างช้าๆ และหยุดลงในที่สุด

น้ำอุ่นอาจจะน่าลงไปแหวกว่าย แต่ก็อย่างที่เราเห็นก่อนหน้านี้ เมื่อแพร่กระจายไปทั่วทั้งมหาสมุทร มันกลับกลายเป็นนักฆ่า ออกซิเจนน้อยลงในน้ำทะเลที่ร้อนขึ้น ดังนั้นน้ำทั้งหมดจึงค่อยๆหยุดหมุนเวียนและขาดออกซิเจน สิ่งมีชีวิตในน้ำที่ต้องอาศัยออกซิเจน กล่าวคือรูปแบบชีวิตขั้นสูงกว่าทั้งหมดตั้งแต่แพลงก์ตอนไปจนถึงปลาฉลาม ต้องเผชิญกับสภาวะปราศจากอากาศหายใจ ในห้วงวิกฤตของยุคเพอร์เมียน น้ำอุ่นยังขยายตัวและระดับน้ำทะเลสูงขึ้นราว 20 เมตร เข้าท่วมชั้นทวีปก่อให้เกิดทะเลร้อนและตื้น ขณะที่น้ำขาดออกซิเจนรุกล้ำเข้าไปบนพื้นผิวแผ่นดิน

มหาสมุทรที่ร้อนขึ้นเหล่านี้เป็นเชื้อให้กับเฮอริเคยอันเกรี้ยวกราดดุดันเกินกว่าที่เราเคยประสบกันมาในยุคปัจจุบัน พายุสมัยใหม่ถูกจำกัดด้วยน้ำเย็นในทะเลลึกและในเขตละติจูดสูงๆ ทว่ามหาสมุทรร้อนในสภาวะเรือนกระจกตอนสิ้นสุดยุคเพอร์เมียนนั้นขยายไปทั่วโลกตั้งแต่ขั้วโลกจรดขั้วโลก มหาเฮอริเคน (super-hurricanes บางครั้งเรียก hypercanes) มีพลังพอจะพาตัวมันเองไปถึงขั้วโลกเหนือแล้วย้อนกลับมา บางครั้งยังถึงขนาดตีวนกลับรอบโลกซ้ำอีกด้วย มีแต่แผ่นดินแห้งผากเท่านั้นจึงจะหยุดมันได้ แต่มหาเฮอริเคนก็อาจจะทำให้เกิดน้ำท่วมฉับพลันอย่างรุนแรงจนกระทั่งสิ่งมีชีวิตไม่อาจรอดได้ พายุขนาดมโหฬารเหล่านี้นำพาความร้อนสูงไปยังละติจูดสูงๆ เพิ่มผลกระทบจากสภาวะเรือนกระจกให้มากยิ่งขึ้นผ่านปฏิกิริยาสะท้อนกลับจากไอน้ำและเมฆ

นี่เพียงเริ่มต้นเท่านั้น หากระบบโลกสมดุลก็อาจจะทานทนกับการจู่โจมอย่างฉับพลันเช่นนั้นได้

 

ทว่าโชคร้าย ชะตากรรมกำหนดไว้เป็นอย่างอื่น

 

เมื่อสภาวะเรือนกระจกทวีความเข้มข้น แมกมาร้อนหลอมละลายจากใจกลางโลกพุ่งขึ้นมาตามรอยแยกของโลกเหมือนมีดพุ่งแทงทะลุหัวใจของไซบีเรีย เมื่อมาถึงผิวโลก หินหลอมเหลวพุ่งขึ้นไปด้วยความรุนแรงเต็มพิกัด พ่นขี้เถ้าและเศษซากภูเขาไฟไปไกลเป็นร้อยๆไมล์ บดบังดวงอาทิตย์ด้วยฝุ่นและซัลเฟอร์ ไดออกไซด์ ยิ่งแมกม่าพ่นทะลักในชั่วระยะเวลาหนึ่งพันปีดังกล่าว ก็ยิ่งสะสมเป็นชั้นหนานับหลายร้อยเมตร กินอาณาบริเวณกว้างใหญ่กว่ายุโรปตะวันตก

 

ด้วยการระเบิดของแมกม่าแต่ละครั้งอย่างต่อเนื่อง หินบะซอลท์ก็ยิ่งบ่าท่วมพื้นแผ่นดิน ปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หลายพันล้านตันจากรอยปริของพื้นผิวโลกที่กำลังแยกออกจากกันอย่างรวดเร็ว่

 

สิ่งมีชีวิตอาจจะอยู่รอดจากเหตุการณ์หินบะซอลท์ท่วมไซบีเรียได้ดีกว่านี้หากมันไม่ได้มาอยู่ในช่วงที่ความร้อนของโลกขึ้นสูงถึงจุดที่ชั้นบรรยากาศพื้นผิวโลกมุ่งไปสู่ชายขอบของความสามารถในการอยู่รอด อย่างที่มันเกิดขึ้น การระเบิดของแมกม่ายิ่งทำให้สถานการณ์เลวร้ายลง ปลดปล่อยก๊าซพิษและคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาในปริมาณพอๆกัน บันดาลให้เกิดพายุฝนกรดเกี้ยวกราดรุนแรง พร้อมๆกับยิ่งทำให้สภาวะเรือนกระจกเข้าใกล้สภาวะสุดขั้วยิ่งขึ้น เหมือนที่หนังสือ When Life Nearly Died ของ ไมเคิล เบนตัน วางเค้าโครงไว้ พายุมรสุมของกรดซัลเฟอริกเหล่านี้จะทำลายอาณาจักรของพืชบนบก กวาดล้างท่อนซุงผุพังและใบไม้เน่าเปื่อยลงสู่สมาสมุทรที่แน่นิ่งไปแล้ว

 

ถึงตอนนี้สิ่งมีชีวิตหากไม่ตายแล้วก็กำลังจะตาย สัตว์โลกที่อยุ่ในรูลึกอาจมีชีวิตรอดจากวิกฤตที่เลวร้ายที่สุดในตอนเริ่มต้น

 

ทว่าอะไรก็ตามที่โผล่ขึ้นมาบนพื้นดินไม่ช้าก็ต้องตายเพราะความร้อน หรืออดตายไปในที่สุด

 

พืชส่วนใหญ่ซึ่งเป็นฐานของห่วงโซ่อาหารทั้งบนบกและในทะเลถูกกวาดหายไปจนหมดสิ้น มีเพียงน้อยนิดที่อาจอยู่รอดไปได้เป็นเวลานาน ระดับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศลดลงเหลือ 15 เปอร์เซ็นต์ (ระดับในปัจจุบันคือ 21 เปอร์เซ็นต์) ต่ำมากพอจะปล่อยให้สัตว์ที่เคลื่อนไหวได้รวดเร็วใดๆต้องหอบหายใจแม้กระทั่งที่ระดับน้ำทะเล

สิ่งที่แย่กว่านั้นยังมาไม่ถึง เมื่อน้ำอุ่นลงไปถึงใต้มหาสมุทรอย่างรวดเร็ว เจ้าปีศาจร้ายที่เดี๋ยวนี้รู้จักกันดีก็เริ่มก่อกวนชั้นทวีป ซึ่งก็คือน้ำแข็งแห้งมีเทน สภาวะโลกร้อนที่ควบคุมไม่ได้เริ่มขึ้นแล้ว

มีเทนส่วนใหญ่ที่ปลดปล่อยอออกมาในตอนแรกแทรกตัวอยู่ในน้ำ ค่อยๆสะสมไปตามกาลเวลา อย่างไรก็ตามเมื่อพรายฟองเพิ่มมากขึ้นๆ แต่ละชั้นของน้ำที่ต่อเนื่องกันจะค่อยๆถึงจุดอิ่มตัว

 

เมื่อระเบิดเตรียมพร้อมแล้ว สิ่งเดียวที่ต้องการก็คือประกายไฟจุดชนวน

 

-----