เราทราบว่าความหนาแน่นของวัตถุใต้พื้นโลกที่แตกต่างกันจะส่งผลให้แรงโน้มถ่วงที่บริเวณนั้นแตกต่างไปจากบริเวณอื่น ๆ เล็กน้อย ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ของ ESA กำลังใช้ประโยชน์จากความหนาแน่นของน้ำในมหาสมุทรที่ต่างกันเล็กน้อยในการตรวจจับแรงโน้มถ่วงจากกระแสน้ำอุ่นและกระแสน้ำเย็นในมหาสมุทรเพื่อสังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงของการไหลเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทร

แน่นอนว่ามันก็ดูเป็นสิ่งที่ไม่น่าเชื่อ แต่ตามความเป็นจริงกระแสน้ำอุ่นจะมีความหนาแน่นน้อยกว่ากระแสน้ำเย็น ซึ่งผลต่างของความหนาแน่นนี้เกิดแรงดันใต้สมุทรที่แตกต่างและสามารถสังเกตได้ผ่านค่าแรงโน้มถ่วงที่เปลี่ยนแปลงหรือแตกต่างกับพื้นที่ข้างเคียงเล็กน้อย

กระแสน้ำในมหาสมุทรเป็นหนึ่งในระบบดาวเคราะห์ที่สำคัญของโลกเรา คอยช่วยขับเคลื่อนวัฏจักรความร้อนของโลก จึงถือได้ว่าเกี่ยวข้องกับชีวิตทุกชีวิต แต่สถานการณ์ภาวะโลกร้อนที่เกิดขึ้นทำให้เกิดความกังวลที่ระบบกระแสน้ำในมหาสมุทรเกิดการเปลี่ยนแปลงและหยุดไหลในที่สุด โดยเฉพาะกับกระแสน้ำลึก เช่น Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) ซึ่งเป็นเครือข่ายกระแสน้ำลึกที่แลกเปลี่ยนความร้อนของน้ำลึกของทั้งโลกไว้

ดาวเทียมฝาแฝด GRACE-Cใช้สำรวจการสำรวจแรงโน้มถ่วงของ NASA ภาพจาก NASA

กระแสน้ำลึก AMOC ทำหน้าที่ขนส่งน้ำอุ่นจากเขตร้อนไปทางเหนือในชั้นผิวของมหาสมุทรแอตแลนติก เมื่อน้ำเดินทางถึงแถบมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ มันจะคายความร้อนออกสู่บรรยากาศ เย็นตัวลง มีความหนาแน่นสูงขึ้น และจมลงสู่เบื้องล่าง จากนั้นน้ำเย็นลึกนี้จะไหลกลับลงใต้ และค่อย ๆ ขึ้นสู่ผิวน้ำอีกครั้ง ความเร็วในการไหลของกระแสน้ำนี้มีเพียงไม่กี่เซนติเมตรต่อวินาที ซึ่งกว่าจะไหลครบรอบโลกหนึ่งครั้งอาจจะยาวนานหลายร้อยปีเลยทีเดียว

กระแสน้ำลึกที่ไหลช้านี้ หากหยุดนิ่งลง อาจจะก่อให้เกิดการปั่นป่วนของสภาพภูมิอากาศโลกอย่างมหาศาล พื้นที่แถบอบอุ่นอาจหนาวเย็นลงอย่างฉับพลัน เช่น ลอนดอนอาจจะอุณหภูมิลดลง 7 องศาเซลเซียส ซึ่งสิ่งนี้อาจจะส่งผลกระทบต่อวิถีชีวิตและสภาพแวดล้อมองค์รวมของโลก

เพื่อจับตามองกระแสน้ำลึก AMOC ทางยุโรปจึงมีโครงการ RAPID โครงการที่ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิ ความเค็ม และความเร็วกระแสน้ำจากผิวน้ำจนถึงก้นทะเล ครอบคลุมเส้นละติจูด 26° เหนือ ตั้งแต่โมร็อกโกถึงฟลอริดาตั้งแต่ปี 2004 โดยในปี 2010 ได้มีการตรวจพบว่ากระแสน้ำ AMOC มีการไหลที่ช้าลง

โครงการ RAPID มีค่าใช้จ่ายสูง ใช้แรงงานมาก แต่ผลลัพธ์กลับครอบคลุมแค่เส้นละติจูดเดียว นักวิทยาศาสตร์จึงหันมาใช้การติดตามจากอวกาศแทน โดยตามทฤษฎีและแบบจำลองคอมพิวเตอร์ หากดาวเทียมสามารถวัดผลกระทบต่อแรงดันที่ก้นมหาสมุทรตามแนวชายฝั่งตะวันตกแอตแลนติกได้ จะสามารถตรวจวัดกระแสน้ำลึก AMOC ได้ตามที่ต้องการ แม้สัญญาณนี้จะเล็กและตรวจจับยาก แต่ก็เป็นไปได้

ภาพวาดสารธารกระแสน้ำลึกใต้มหาสมุทร AMOC ที่ไหลวนรอบโลกเป็นเส้นกระแสน้ำหลักที่แพร่ความร้อนไปทั่วทุกมุมโลก ภาพจาก ESA

ESA ได้ตอบรับกับแนวคิดนี้โดยวางแผนโครงการดาวเทียมตรวจจับแรงโน้มถ่วง Next Generation Gravity Mission (NGGM) เพื่อตรวจวัดแรงกดของน้ำในมหาสมุทรเพื่อแปลงค่าเป็นลักษณะเส้นทางและการไหลของกระแสน้ำลึก AMOC ซึ่งในตอนนี้ทาง ESA กำลังพัฒนาดาวเทียม NGGM ทั้งหมดสองดวงโดยให้มีความสามารถในการทำงานเป็นคู่และทำงานเก็บข้อมูลร่วมกับ กลุ่มดาวเทียม MAGIC ที่ ESA และ NASA ร่วมมือกันสร้าง กับดาวเทียมฝาแฝด GRACE-C ของ NASA และ DLR

ศาสตราจารย์ รอรี บิงแฮม (Rory Bingham) จากมหาวิทยาลัยบริสตอล สหราชอาณาจักร เสริมว่า งานวิจัยก่อนหน้าชี้ว่าการวัดแรงโน้มถ่วงจากดาวเทียมมีศักยภาพในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของ AMOC และงานล่าสุดยืนยันว่าการวัดอย่างแม่นยำจำเป็นต้องจับสัญญาณแรงดันก้นมหาสมุทรทั้งจากไหล่ทวีปด้านบนและด้านล่างแล้วนำมาหาความแตกต่าง โดยเฉพาะฝั่งด้านล่างซึ่งสัญญาณอ่อนมากและตรวจจับได้ยาก ซึ่ง NGGM และ MAGIC จะเข้ามาช่วยเปิดช่องทางใหม่ในการติดตามความแข็งแรงของ AMOC ได้จริง

นอกจากนี้ยังสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของความเค็มและอุณหภูมิผิวน้ำในมหาสมุทรได้จาก SMOS และ Copernicus Sentinel-3 ที่จะช่วยสร้างภาพรวมของการไหลที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น โดยหากโครงการ NGGM ได้รับการอนุมัติคาดว่าจะสามารถเริ่มต้นภารกิจได้ในปี 2032

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : ESA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ESA เตรียมให้ดาวเทียมสำรวจแรงโน้มถ่วงโลกตรวจจับการไหลของกระแสน้ำอุ่นในมหาสมุทร