ฉันเป็นนักเคมีทางทะเล
ฉันศึกษาสารเคมีในมหาสมุทรปัจจุบัน
ฉันศึกษาสารเคมีในมหาสมุทรในอดีต
การมองย้อนอดีตของฉัน
ทำได้โดยใช้การศึกษาฟอสซิลที่หลงเหลืออยู่ จากปะการังใต้น้ำลึก
คุณจะเห็นภาพปะการังพวกนี้ทางด้านหลัง
พวกมันถูกเก็บมาจากบริเวณขั้วโลกใต้ ลึกลงไปเป็นพัน ๆ เมตรในทะเล
ฉะนั้น มันจึงเป็นปะการังที่แตกต่างออกไป
จากปะการังที่คุณเคยเห็น ถ้าคุณเคยไปพักผ่อนในแถบเขตร้อน
ฉันหวังว่าการบรรยายนี้
จะให้ภาพสี่มิติของมหาสมุทรกับคุณ
สองมิติ อย่างเช่นภาพสองมิติแสนสวย
ของอุณหภูมิพื้นผิวทะเลนี้
ภาพนี้ถูกถ่ายจากดาวเทียม มันก็เลยมีความคมจากอวกาศที่สูงมาก
ลักษณะโดยทั่วไปเป็นที่เข้าใจได้ไม่ยาก
บริเวณศูนย์สูตรอบอุ่นเพราะได้แสงแดดมากกว่า
บริเวณขั้วโลกหนาวเพราะได้แสงแดดน้อยกว่า
และนั่นทำให้น้ำแข็งขั้วโลกก่อตัวขึ้น ในบริเวณขั้วโลกใต้
และทางตอนซีกโลกเหนือ
ถ้าคุณขุดลึกลงไปในทะเล หรือกระทั่งเอานิ้วเท้าของคุณลงไปในทะเล
คุณจะรู้ว่ามันจะเย็นมากขึ้นและมากขึ้น เมื่อมันลึกลงไป
และส่วนใหญ่นั่นเป็นเพราะนำ้ลึก ทึ่ปกคลุมความเวิ้งว้างของมหาสมุทร
มาจากบริเวณขั้วโลกที่เย็น ที่ซึ่งน้ำมีความหนาแน่น
ถ้าเราเดินทางย้อนกลับไป 20,000 ปีก่อน
โลกหน้าตาแตกต่างออกไปมาก
และฉันเพิ่งให้คุณได้ชมภาพสมมติ ของความแตกต่างหลัก
ที่คุณอาจเคยเห็น ถ้าคุณย้อนกลับไปนานพอ
น้ำแข็งขั้วโลกมีขนาดใหญ่กว่ามาก
พวกมันปกคลุมทวีปส่วนใหญ่ และพวกมันแผ่ขยายออกไปทั่วมหาสมุทร
ระดับน้ำทะเลต่ำกว่านี้ 120 เมตร
[ระดับ] คาร์บอนไดออกไซด์ต่ำกว่าตอนนี้มาก
ฉะนั้น โลกอาจมีอุณหภูมิโดยรวมสูงกว่าตอนนี้ ประมาณสามถึงห้าองศา
และมีบริเวณขั้วโลกที่เย็นกว่ามาก ๆ
สิ่งที่ฉันกำลังพยายามทำความเข้าใจ
และสิ่งที่เพื่อนร่วมงานของฉัน กำลังพยายามทำความเข้าใจ
คือการที่เราเปลี่ยน จากสภาพอากาศที่หนาวเย็นนั่น
สู่สภาพอากาศที่อบอุ่น อย่างที่เป็นอยู่ทุกวันนี้
เรารู้ได้จากการวิจัยแกนน้ำแข็ง
ว่าการเปลี่ยนจากสภาพที่เย็นเป็นสภาพที่อุ่น
ไม่ได้ราบเรียบอย่างที่คุณอาจคาดคิด จากการเพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆ ของรังสีแสงอาทิตย์
และเรารู้ได้จากแกนน้ำแข็ง เพราะว่าถ้าคุณเจาะลึกลงไปในน้ำแข็ง
คุณจะพบกับวงปีของน้ำแข็ง และคุณสามารถเห็นสิ่งนี้ไ้ด้ในก้อนน้ำแข็ง
คุณสามารถเห็นชั้นสีฟ้าขาวเหล่านั้นได้
ก๊าซถูกกักอยู่ในแกนน้ำแข็ง เราจึงสามารถวัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ --
นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมเรารู้ว่า คาร์บอนไดออกไซด์ในอดีตจึงต่ำกว่า --
และเคมีของน้ำแข็งยังบอกเราถึงอุณหภูมิ
ในบริเวณขั้วโลก
และถ้าคุณเคลื่อนไปตามเวลา จาก 20,000 ปีก่อน มาถึงปัจจุบัน
คุณจะเห็นว่าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น
มันไม่ได้เพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ
บางครั้งมันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
จากนั้นก็คงที่
จากนั้นก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
มันแตกต่างไปในบริเวณขั้วโลก
และคาร์บอนไดออกไซด์ เพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดด
เราค่อนข้างมั่นใจว่า มหาสมุทรมีส่วนอย่างมาก
มหาสมุทรเก็บคาร์บอนไว้มากมาย
มากกว่าในชั้นบรรยากาศ ประมาณ 60 เท่า
มันยังมีบทบาทในการถ่ายทอดความร้อน ไปตามเส้นศูนย์สูตร
และมหาสมุทรก็เต็มไปด้วยแร่ธาตุ และมันควบคุมการผลิตพื้นฐาน
ฉะนั้น ถ้าเราต้องการหาว่า เกิดอะไรขึ้นลึกลงไปใต้ทะเล
เราต้องลงไปที่นั่นกันจริง ๆ
ดูว่ามีอะไร
และเริ่มสำรวจ
นี่เป็นภาพน่าทึ่งที่เราเก็บได้ จากภูเขาใต้ทะเล
ลึกลงไปประมาณหนึ่งกิโลเมตร ในน่านน้ำสากล
ในเขตศูนย์สูตรแอตแลนติก ห่างไปจากแผ่นดิน
คุณเป็นคนกลุ่มแรก ๆ ที่จะได้เห็นสิ่งนี้จากพื้นทะเล
ไปพร้อม ๆ กับกลุ่มวิจัยของฉัน
คุณอาจเห็นสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์ใหม่ ๆ
เราก็ไม่รู้เหมือนกัน
คุณอาจต้องเก็บตัวอย่าง และทำอนุกรมวิธานอย่างจริงจัง
คุณจะเห็นปะการังหมากฝรั่ง (bubblegum coral) แสนสวยพวกนี้
มีดาวทะเลแข็ง ๆ เติบโตอยู่บนพวกมัน
พวกมันมีหนวดที่ยื่นออกมาจากปะการัง
มีปะการังที่มีโครงสร้างแคลเซียมคาร์บอเนต รูปร่างต่าง ๆ
ที่เติบโตบนหินบะซอลท์ บนภูเขาใต้ทะเลขนาดใหญ่
และสิ่งที่ดูทึม ๆ พวกนั้น คือฟอสซิลของปะการัง
และพวกเรากำลังจะพูดถึงพวกมันต่อไปอีกนิด
ในขณะที่การเดินทางย้อนเวลากลับไป
เพื่อที่จะทำอย่างนั้น เราต้องเช่าเรือวิจัย
นี่คือยานสำรวจวิจัยมหาสมุทร เจมส์ คุก
ที่เทียบท่าอยู่ที่เทเนอร์ริเฟ
สวยใช่ไหมล่ะคะ
เยี่ยมเลย ถ้าคุณไม่ได้เป็นทหารเรือตัวยง
บางที มันเกิดเรื่องแบบนี้
นี่คือพวกเราที่พยายามเพื่อให้แน่ใจว่า เราจะไม่เสียตัวอย่างมีค่าไป
ทุกคนลนลาน และฉันก็เมาเรืออย่างหนัก
ฉะนั้น มันไม่ได้น่าสนุกสนานตลอดเวลา แต่โดยทั่วไปแล้วมันสนุกดี
เราจะต้องเป็นผู้ที่อ่านแผนที่เก่งมาก ๆ
เราไม่สามารถพบกับปะการังน่าทึ่งเหล่านั้น ได้ทั่ว ๆ ไป
มันมีอยู่ทั่วโลกและมันอยู่ลึก
แต่เราต้องหาสถานที่ที่ใช่จริง ๆ
ที่เราห็นคือแผนที่โลก และส่วนที่ซ้อนลงไปคือทางเดินเรือ
ของปีที่แล้ว
มันเป็นการเดินเรือเจ็ดสัปดาห์
และนี่คือพวกเรา ที่ทำแผนที่เอง
ซึ่งมันคือแผนที่พื้นทะเลพื้นที่ประมาณ 75,000 ตารางกิโลเมตร ที่เราทำในเจ็ดสัปดาห์
แต่นั่นเป็นแค่ส่วนเล็ก ๆ ของพื้นทะเล
เราเดินทางจากตะวันตกไปทางตะวันออก
บนส่วนของมหาสมุทร ที่มองดูแทบไม่เห็นบนแผนขนาดใหญ่
แต่อันที่จริง ภูเขาบางลูก มีขนาดใหญ่พอ ๆ กับเอเวอเรส
ฉะนั้น ด้วยแผนที่ที่เราทำขึ้นบนเรือ
มีความคมชัดระดับ 100 เมตร
ซึ่งเพียงพอสำหรับเลือกบริเวณ ที่จะจัดวางอุปกรณ์ของเรา
แต่ไม่เพียงพอที่จะเห็นอะไรมากนัก
เพื่อที่จะทำอย่างนั้น เราต้องส่งยานควบคุมระยะไกล
ที่ห่างจากพื้นทะเลประมาณห้าเมตร
และถ้าเราทำอย่างนั้น เราจะสามารถทำให้ แผนที่ที่มีความคมชัดระดับหนึ่งเมตร
มีความคมชัดมากขึ้นอีกเป็นพันเมตร
นี่คือยานควบคุมระยะไกล
ยานที่เอาไว้ทำวิจัย
คุณจะเห็นแผงไฟขนาดใหญ่ด้านบน
พวกมันมีกล้องความคมชัดสูง แขนควบคุม
และกล่องเล็ก ๆ มากมาย และสิ่งที่จะเอาไว้ใส่ตัวอย่าง
นี่คือพวกเราในการขับยานนี้ครั้งแรก
ดำลงไปในมหาสมุทร
เราไปค่อนข้างเร็ว เพื่อให้มั่นใจว่ายานควบคุมระยะไกล
จะไม่ได้รับผลกระทบจากยานอื่น ๆ
และเราก็ดำลงไป
และนี่คือสิ่งที่เราได้เห็น
มีฟองน้ำทะเลขนาดเป็นเมตร
นี่คือแตงกวาทะเลจำพวกหนึ่ง (holoturian) -- มันเป็นพวกทากทะเล
ตอนนี้ช้าลงแล้ว
ภาพส่วนใหญ่ของเราที่ฉันแสดงให้คุณชมตอนนี้ ถูกเร่งความเร็วขึ้น
เพราะทั้งหมดนี้ใช้เวลาค่อนข้างมาก
นี่ก็เป็นแตงกวาทะเลที่สวยงามเช่นกัน
และสัตว์ชนิดนี้ที่คุณกำลังจะได้เห็น สร้างความประหลาดใจให้เรามาก
ฉันไม่เคยเห็นอะไรแบบนี้มาก่อน และมันทำให้เราแปลกใจ
หลังจากทำงานมาประมาณ 15 ชั่วโมง และเราพวกเราก็มีความสุขกันมาก
ทันใดนั้นเอง ยักษ์ใหญ่แห่งท้องทะเล ก็เริ่มคลานผ่านเข้ามา
มันคือ ไพโรโซม หรือเพรียงหัวหอม (colonial tunicate)
มันไม่ใช่สิ่งที่เราคาดว่าจะพบ
เรามองหาปะการังน้ำลึก
คุณกำลังจะได้เห็นภาพของวินาทีนั้น
มันมีขนาดเล็ก มีความสูงประมาณห้าเซนติเมตร
มันมีโครงสร้างเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต คุณจะเห็นหนวดของมันตรงนั้น
พัดไปมาตามกระแสน้ำทะเล
สิ่งมีชีวิตลักษณะนี้อาจมีชีวิตอยู่ ประมาณร้อยปีก่อน
และในขณะที่มันเติบโต มันก็รับเอาสารเคมีจากมหาสมุทร
และสารเคมีเหล่านี้ หรือปริมาณของสารเคมีเหล่านี้
ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ มันขึ้นอยู่กับ pH
มันขึ้นอยู่กับธาตุอาหาร
และถ้าคุณเข้าใจได้ว่าสารเคมีเหล่านี้ เข้าไปในโครงสร้างได้อย่างไร
เราจะสามารถกลับไป เก็บตัวอย่างฟอสซิล
และสร้างสิ่งที่มหาสมุทรเคยเป็นในอดีตได้
และที่คุณเห็นอยู่นี่ คือพวกเราที่กำลังเก็บปะการัง ด้วยระบบดูด
และเราเก็บมันเข้าไปในภาชนะสำหรับตัวอย่าง
เราสามารถทำได้อย่างระมัดระวัง ฉันอยากจะบอกให้ทราบนะคะ
สิ่งมีชีวิตบางชนิดเหล่านี้อยู่มานานกว่านั้น
ปะการังสีดำที่เรียกว่า เลอิโอพาร์ท (Leiopathes) ที่ถ่ายไว้โดยเพื่อนร่วมงานของฉัน
แบรนเดน โรอาร์ค ประมาณ 500 เมตร ที่ฮาวาย
สี่พันปีเป็นเวลาที่ยาวนาน
ถ้าคุณเอาปะการังเหล่านี้มาสักกิ่ง แล้วทำความสะอาด
นี่คือหน้าตัดประมาณ 100 ไมครอน
และแบรนเดน นำบางส่วนของปะการังมาวิเคราะห์ --
คุณจะเห็นร่องรอย --
และเขาสามารถแสดงให้เห็นว่า แถบวงปีนั้นมีอยู่
ในแบบที่เท่า ๆ กัน ที่มหาสมุทรความลึก 500 เมตร
ปะการังสามารถบันทึกการเปลี่ยนแปลงฤดูกาล
ซึ่งค่อนข้างน่าทึ่งทีเดียว
แต่ 4,000 ปีก็ไม่เพียงพอสำหรับเรา ที่จะย้อนกลับไปตอนที่ธารน้ำแข็งมีอยู่มากที่สุด
แล้วเราทำอย่างไรล่ะ
เราลงไปเพื่อตัวอย่างฟอสซิลเหล่านี้
มันทำให้ฉันเป็นที่ไม่นิยมในกลุ่มวิจัย
ในขณะที่เดินทาง
มันมีฉลามยักษ์ทุกหนทุกแห่ง
มีไพโรโซม มีแตงกวาทะเลว่ายน้ำ
มีฟองน้ำยักษ์
แต่ฉันทำให้ทุกคนลงไป ยังบริเวณฟอสซิลตาย
และใช้เวลาไปมากกับการขุดพื้นทะเล
และเราเก็บปะการังทั้งหมดนี้ นำมันกลับขึ้นมา และจัดแยก
แต่ว่าพวกมันแต่ละอันมีอายุที่ต่างกัน
และถ้าเราสามารถรู้ได้ว่า พวกมันมีอายุเท่าไร
เราก็จะสามารถวัดสัญญาณเคมีเหล่านั้น
ซึ่งมันช่วยให้เรารู้ว่า
เกิดอะไรขึ้นในมหาสมุทรในอดีต
ภาพทางซ้ายนี้
ฉันได้เฉือนปะการัง ทำความสะอาดมันอย่างระวัง
และนำมาถ่ายภาพ
ทางขวามือ
เรานำบางชิ้นส่วนของปะการัง นำมันลงไปในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เหนี่ยวนำให้เกิดฟิสชัน
และทุกครั้งที่มีการสลาย
คุณจะว่ามันถูกทำเครื่องหมายบนปะการัง
เราจึงสามารถเห็นการกระจายของยูเรเนียมได้
ทำไมเราถึงทำเช่นนี้
ยูเรเนียมเป็นธาตุที่คนไม่ค่อยนึกถึง
แต่ฉันชอบมันนะ
การสลายของมันช่วยให้เรารู้ เกี่ยวกับอัตราและอายุ
ของเหตุการณ์เกิดขึ้นในมหาสมุทร
และถ้าคุณจำได้จากตอนแรก
ว่านั่นเป็นสิ่งที่เราต้องการรู้ เมื่อเราคิดถึงเรื่องสภาวะอากาศ
เราจึงใช้เลเซอร์เพื่อวิเคราะห์ยูเรเนียม
และหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ได้ก็คือ ธีโอเรียม ในปะการังเหล่านี้
และนั่นบอกกับเราว่า จริง ๆ แล้ว ฟอสซิลมีอายุเท่าไร
แอนนิเมชันสวย ๆ ของมหาสมุทรทางตอนใต้
ที่ฉันกำลังจะแสดงให้ดู ว่าเราใช้ปะการังพวกนี้อย่างไร
เพื่อให้ได้ผลลัพท์จากอดีตของมหาสมุทร
เราดูที่ความหนาแน่นของน้ำที่ผิวน้ำ
ในแอนิเมชันนี้โดย ไรอัน อเบอร์นาร์ที
นี่เป็นเพียงข้อมูลภายในหนึ่งปี
แต่คุณสามารถเห็นได้ถึงความเปลี่ยนแปลง ของมหาสมุทรทางตอนใต้
การผสมกันที่หนาแน่น โดยเฉพาะเกรท แพสเสจ
ซึ่งแสดงโดยกล่อง
เป็นที่หนึ่งที่มีกระแสน้ำที่แรงที่สุดในโลก
ที่ผ่านมาจากตรงนี้ ไปลจากตะวันตกไปตะวันออก
มันผสมปนเหกันอย่างพลุ่นพล่าน
เพราะว่ามันเคลื่อนที่อยู่เหนือ ภูเขายักษ์ใต้ทะเล
และนั่นทำให้คาร์บอนไดออกไซด์และความร้อน ได้แลกเปลี่ยนกับบรรยากาศเข้าออก
และที่สำคัญ มหาสมุทรกำลังหายใจ ผ่านมหาสมุทรทางตอนใต้นี้
เราเก็บปะการังทั้งด้านหน้าและหลัง ของเส้นทางขั้วโลกใต้นี้
และเราพบสิ่งที่ค่อนข้างน่าสนใจ จากการคำนวนอายุโดยยูเรเนียม
ปะการังย้ายถิ่นฐานจากทางใต้ไปทางเหนือ
ระหว่างการเปลี่ยนแปลง จากยุคน้ำแข็งไปเป็นระหว่างยุคน้ำแข็ง
เราไม่รู้จริง ๆ ว่าทำไม
แต่เรารู้ว่ามันมีความเกี่ยวข้องกับแหล่งอาหาร
และอาจเกี่ยวข้องกับออกซิเจนในน้ำ
นั่นล่ะค่ะ
ฉันกำลังจะแสดงสิ่งที่ฉันคิดว่า เราได้พบเกี่ยวกับสภาวะอากาศ
จากปะการังเหล่านี้ในมหาสมุทรทางตอนใต้
เราเดินทางขึ้นลงภูเขาใต้ทะเล เราเก็บฟอสซิลปะการังเล็ก ๆ
นี่คือภาพของมัน
เราคิดย้อนกลับไปยังยุคน้ำแข็ง
จากการวิเคราะห์ปะการัง
ว่าส่วนลึกของมหาสมุทรทางตอนใต้ มีคาร์บอนอยู่มาก
และมีชั้นที่มีความหนาแน่นต่ำ อยู่ทางตอนบน
นั่นกั้นไม่ให้คาร์บอนไดออกไซด์ หนีออกไปจากมหาสมุทร
จากนั้นเราพบว่าปะการัง ที่มีอายุในช่วงกลาง ๆ
และพวกมันแสดงให้เราเห็นว่ามหาสมุทร ผสมเส้นทางผ่านการเปลี่ยนสภาวะอากาศ
ที่ทำให้คาร์บอนหนีออกจากทะเลลึก
และจากนั้น ถ้าเราวิเคราะห์ปะการัง ที่มีอายุใกล้เคียงกับปัจจุบัน
หรือถ้าเราลงไปข้างล่างนั่นในปัจจุบันนี้
และวัดสารเคมีของปะการัง
เราจะเห็นว่าเราอยู่ตรงจุดที่คาร์บอน สามารถแลกเปลี่ยนเข้าออกได้
ฉะนั้น นี่เป็นวิธีการที่เราใช้ฟอสซิลปะการัง
เพื่อช่วยให้เราสามาารถศึกษา สิ่งแวดล้อมของเราได้
ฉันอยากจะฝากภาพสุดท้ายนี้ไว้กับคุณ
มันเป็นเพียงภาพนิ่ง ที่ตัดมาจากบันทึกที่ฉันได้ให้คุณดูไปแล้ว
มันคือสวนปะการังที่น่าทึ่ง
เราไม่ได้แม้แต่จะหวังว่าจะพบสิ่งที่สวยงามนี้
มันลึกลงไปหลายพันเมตร
มันมีสายพันธุ์ใหม่ ๆ
มันเป็นสถานที่สวยงาม
มันมีฟอสซิลอยู่ในนั้น
และตอนนี้ ฉันได้ฝึกให้คุณ เข้าใจถึงฟอสซิลปะการัง
ที่อยู่ด้านล่างนั่น
ฉะนั้น ถ้าครั้งหน้าคุณโชคดี ได้บินไปเหนือมหาสมุทร
หรือล่องเรือข้ามมหาสมุทร
ลองคิดดู -- มันมีภูเขาทะเลยักษ์อยู่ทางด้านล่าง
ที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน
และมีปะการังที่แสนงาม
ขอบคุณค่ะ
(เสียงปรบมือ)