วิจัยสหรัฐฯ ชี้ เพนกวินอาจเร่งหิมะ ‘แอนตาร์กติกา’ ละลายเร็วขึ้น

หิมะที่สะอาดจะสะท้อนแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ที่ตกกระทบลงมา ดังนั้น สิ่งใดก็ตามที่ทำให้หิมะมีสีเข้มขึ้นย่อมส่งผลให้หิมะละลายเร็วขึ้น

บริเวณชายฝั่งคาบสมุทรแอนตาร์กติก หิมะในช่วงฤดูร้อนมักมีคราบสีแดงหรือสีเขียวของสาหร่ายปะปนอยู่ โดยบริเวณที่เป็นสีเขียวมักจะพบได้ในจุดที่อยู่ใกล้กับอาณานิคมของเพนกวิน

ผลการศึกษาของทีมนักวิจัยที่นำโดยอาเลีย ข่าน (Alia Khan) จากมหามหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ในสหรัฐฯ ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Geophysical Research: Biogeosciences พบว่า หิมะสีเขียวในบริเวณดังกล่าวมีปริมาณฟอสเฟตสูงกว่าหิมะสีแดงถึงประมาณ 10 เท่า ซึ่งฟอสเฟตนี้ได้รับมาจากมูลของเพนกวิน

หิมะที่เปลี่ยนเป็นสีเขียวมีสารคลอโรฟิลล์มากกว่าหิมะสีแดง ซึ่งอาจช่วยให้ดูดซับแสงอาทิตย์ได้มากขึ้นและเร่งการละลายของหิมะให้เร็วขึ้น

แต่การคาดการณ์อัตราการสูญเสียหิมะบริเวณชายฝั่งทวีปแอนตาร์กติกายังไม่ได้รวมปัจจัยเรื่องเพนกวินเหล่านี้เข้าไปด้วย

หิมะสีเขียวมีคลอโรฟิลล์มากกว่า

สาหร่ายหิมะเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่อาศัยอยู่บริเวณชั้นหิมะส่วนบนสุด ลึกประมาณ 2 นิ้วหรือ 5 เซนติเมตร และจะเติบโตในช่วงฤดูร้อนสั้นๆ ที่หิมะกำลังละลาย

ในช่วงที่เซลล์เติบโตอย่างเต็มที่ สาหร่ายจะสะสมคลอโรฟิลล์ไว้ภายใน ทำให้หิมะปรากฏเป็นสีเขียว แต่เมื่อต้องเผชิญกับแสงแดดจัดหรือสภาวะที่ขาดแคลนสารอาหาร เซลล์จะสร้างเม็ดสีแดงขึ้นมาเพื่อทำหน้าที่ป้องกันแสงเสมือนครีมกันแดด ส่งผลให้หิมะเปลี่ยนเป็นสีแดง

อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาพบว่า บริเวณที่หิมะเปลี่ยนเป็นสีแดงและสีเขียวมีจำนวนเซลล์สาหร่ายใกล้เคียงกัน แต่ส่วนประกอบภายในเซลล์นั้นแตกต่างกัน

เซลล์สีเขียวมีปริมาณคลอโรฟิลล์มากกว่าเซลล์สีแดงถึงกว่า 3 เท่า ในขณะที่ปริมาณสารสีแดงต่อเซลล์นั้นมีใกล้เคียงกัน จึงเป็นไปได้ว่าหิมะสีแดงมีสีแตกต่างออกไปเพราะมีคลอโรฟิลล์น้อยกว่า ไม่ใช่เพราะมีเม็ดสีป้องกันแสงมากกว่า

คลอโรฟิลล์มีความสำคัญเนื่องจากสามารถดูดซับแสงได้เกือบทุกช่วงความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

การศึกษาของนักวิจัยก่อนหน้านี้ในปี 2021 พบว่า สาหร่ายหิมะสีเขียวลดความสามารถในการสะท้อนแสงของหิมะหรือที่เรียกว่าอัลบีโด (Albedo) ได้สูงสุด 40% ส่วนสาหร่ายสีแดงลดได้ประมาณ 20% หิมะที่มีสีเข้มขึ้นจึงดูดซับพลังงานมากขึ้นและละลายเร็วขึ้น เช่นเดียวกับกรณีของเขม่าควัน

สำรวจหิมะใกล้แหล่งอาศัยของเพนกวิน

ในระหว่างเดือนมกราคมถึงมีนาคม 2025 ทีมวิจัยเก็บตัวอย่างหิมะจากพื้นที่ชายฝั่ง 9 แห่ง ตั้งแต่เกาะดีเซปชัน (Deception Island) ไปจนถึงเกาะสโตนิงตัน (Stonington Island) ครอบคลุมระยะทางประมาณ 580 กิโลเมตร โดยเก็บตัวอย่างหิมะสีเขียว 48 ตัวอย่าง หิมะสีแดง 45 ตัวอย่าง และหิมะสะอาด 18 ตัวอย่าง

นักวิจัยยังประเมินอิทธิพลของละอองน้ำทะเล หินและฝุ่น รวมถึง สัตว์ป่าในแต่ละพื้นที่ เพื่อเปรียบเทียบกับองค์ประกอบทางเคมีของหิมะ จากนั้นนำตัวอย่างมาละลายในห้องปฏิบัติการ ก่อนตรวจนับเซลล์สาหร่ายและวัดปริมาณเม็ดสี ตลอดจนสารอาหารที่ละลายอยู่ในน้ำหิมะ

ผลการศึกษาพบว่า หิมะสีเขียวมีปริมาณฟอสเฟตค่ามัธยฐานอยู่ที่ 114 ไมโครโมลต่อลิตร ขณะที่หิมะสีแดงอยู่ที่ 11.4 ไมโครโมลต่อลิตร และหิมะสะอาดอยู่ที่ 1.5 ไมโครโมลต่อลิตร หมายความว่าหิมะสีเขียวมีฟอสเฟตประมาณ 10 เท่าของหิมะสีแดง และประมาณ 70 เท่าของหิมะสะอาด

นอกจากนี้ ปริมาณฟอสเฟตมีแนวโน้มสูงขึ้นตามคะแนนความชุกชุมของสัตว์ป่าในพื้นที่นั้น ๆ แต่ไม่พบความเชื่อมโยงที่ชัดเจนกับคะแนนที่เกี่ยวข้องกับละอองทะเลหรือหินในพื้นที่

นักวิจัยอธิบายว่า เพนกวินและนกทะเล อย่าง นกสกัว (Skua) กินเคย (Krill) และสิ่งมีชีวิตในทะเลอื่นๆ เป็นอาหาร จากนั้นจึงขับถ่ายมูลที่มีฟอสเฟตออกมาบนพื้นหิมะ

ส่วนปริมาณไนเตรตพบในหิมะคค่อนข้างต่ำ โดยหิมะสีเขียวมีอัตราส่วนของไนโตรเจนต่อฟอสเฟตต่ำที่สุดเมื่อเทียบกับหิมะประเภทอื่นๆ ซึ่งอาจสะท้อนว่าสาหร่ายใช้ไนโตรเจนที่มีอยู่จนลดลง ขณะที่ฟอสเฟตยังคงสะสมอยู่ อย่างไรก็ตาม ก๊าซแอมโมเนียจากมูลสัตว์ก็อาจระเหยออกไปก่อนซึมเข้าสู่หิมะได้เช่นกัน

ยังต้องศึกษาเพิ่มเติมก่อนสรุปผล

แม้ผลการศึกษาจะแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมูลสัตว์ สารอาหาร และสาหร่ายหิมะ แต่ทีมวิจัยย้ำว่ายังไม่สามารถสรุปได้ว่าฟอสเฟตเป็นตัวกระตุ้นให้สาหร่ายเติบโต หรือเป็นเพียงสารที่เหลืออยู่หลังสาหร่ายใช้ไนโตรเจนไปแล้ว เนื่องจากเก็บข้อมูลเพียงฤดูร้อนเดียว และไม่ได้วัดอัตราการละลายหรือการสะท้อนแสงของหิมะโดยตรง

นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงของประชากรเพนกวินอาจทำให้พื้นที่ที่มีสารอาหารสะสมเปลี่ยนแปลงไปด้วย โดยเพนกวินเจนทู (Gentoo) มีแนวโน้มขยายถิ่นลงไปทางใต้ตามแนวคาบสมุทร ขณะที่จำนวนเพนกวินอาเดลี (Adélie ) และเพนกวินชินสแตรป (Chinstrap) ลดลง

ขณะที่เพนกวินเจนทูกินอาหารได้หลากหลายกว่า จึงอาจส่งผลต่อปริมาณสารอาหารที่ถูกนำกลับมาสะสมบนหิมะ

ขั้นตอนต่อไป นักวิจัยเสนอให้เก็บตัวอย่างจากพื้นที่เดิมซ้ำหลายครั้งตลอดฤดูกาล ทดลองเติมสารอาหารลงในหิมะ และวัดปริมาณแสงที่สาหร่ายดูดซับระหว่างการเติบโต เพื่อเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงทางเคมีกับอัตราการละลายให้ชัดเจนยิ่งขึ้น

ในขณะนี้ ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าเพนกวินและนกทะเลชนิดอื่น ๆ อาจมีส่วนทำให้หิมะในทวีปแอนตาร์กติกาละลาย ในรูปแบบที่แบบจำลองสภาพภูมิอากาศในปัจจุบันยังมองข้ามไป

นักวิจัยทิ้งท้ายว่า ความเชื่อมโยงระหว่างสัตว์ป่า สารอาหาร และสาหร่ายหิมะเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ยังขาดหายไปจากการคาดการณ์การขยายตัวของพื้นที่ไร้น้ำแข็งในแอนตาร์กติกา หากไม่คำนึงถึงผลจากสิ่งมีชีวิตที่ทำให้หิมะมีสีเข้มขึ้น แบบจำลองสภาพภูมิอากาศอาจประเมินอัตราการละลายของหิมะชายฝั่งและการขยายตัวของพื้นที่ไร้น้ำแข็งต่ำกว่าความเป็นจริง

ที่มา: Earth.com

https://www.earth.com/animals/penguin-poop-may-be-making-antarcticas-snow-melt-faster/

Credit ภาพ: Reuters