สีน้ำเงิน คือภาพจำของสีของมหาสมุทรเปิดอันกว้างใหญ่ แต่ความจริงแล้วหากเราเดินออกไปที่ชายหาด น้ำทะเลตรงเรากลับไม่ได้มีสีน้ำเงินเหมือนกับในรูป บางวันก็สีน้ำตาล หรือเทาเหมือนน้ำเสีย บางวันมีสีฟ้าใส บางวันกลับมีสีเขียว สีของมหาสมุทรไม่ได้มีสีเพียงสีเดียว แล้วสรุปมหาสมุทรของเรามีสีอะไรกันแน่ โครงการ PACE ยานสำรวจมหาสมุทรของ NASA จะสำรวจสีของมหาสมุทรและความเปลี่ยนแปลงของมหาสมุทรในแบบที่ละเอียดมากกว่าทุกโครงการที่ผ่านมา

ภาพถ่ายพายุทรายในพื้นที่คาบสมุทรบาฆากาลิฟอร์เนีย ภาพถ่ายโดย NASA

เริ่มจากการตั้งคำถามในสิ่งที่ใกล้ตัวที่สุดก่อนหนึ่งคำถามคือ “น้ำ” มีสีอะไร

หากเรามองดูน้ำภายในแก้วน้ำใกล้ตัวของเรา ทุกคนคงตอบได้ว่ามันไม่มีสี มันใส แต่ทำไมเมื่อเรามองน้ำทะเลหรือมหาสมุทร มันกลับมีสีฟ้าหรือสีน้ำเงิน

แท้จริงแล้ว “น้ำ” นั้นมีสีฟ้าอยู่เล็กน้อย เนื่องจากโมเลกุลของน้ำมีคุณสมบัติในการดูดกลืนสีในย่านสีแดง ถึงแม้มันจะดูดกลืนได้เล็กน้อยเมื่อเทียบกับสารชนิดอื่น แต่เมื่อน้ำในปริมาณที่มากและมหาศาล เช่น มหาสมุทร บึง หรือทะเลสาบ รวมกันมากเข้า มวลน้ำจึงดูดกลืนแสงสีแดงได้มากขึ้น ผลลัพธ์จึงออกมาเป็นภาพของผืนน้ำสีน้ำเงิน

แต่ว่าสีของแหล่งน้ำตามธรรมชาติของเราไม่ได้มีแค่สีน้ำเงินเพียงสีเดียว มันยังมีสีต่าง ๆ ให้พบเห็นอีกด้วย ทั้งน้ำสีเทา ดำ น้ำตาลแดง เขียว หรือแม้กระทั่งสีแดง ซึ่งสีเหล่านี้นั้นไม่ใช่สีที่เกิดขึ้นจากธรรมชาติของการดูดกลืนสีแดงของโมเลกุลน้ำเพียงอย่างเดียว สีที่เกิดขึ้นเกิดจากทั้งสารที่ละลายเจือปนอยู่ภายในน้ำและสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำนั้น เช่น การที่น้ำนั้นมีสีเขียวนั้นเกิดจากการมีประชากรของแพลงก์ตอนพืชอาศัยอยู่ในน้ำเป็นปริมาณมาก หรือแม้กระทั่งการที่น้ำในแม่น้ำในช่วงฤดูน้ำหลากมีการเปลี่ยนสีเป็นสีน้ำตาลแดงนั้นก็เกิดจากการชะล้างหน้าดินและตะกอน ทำให้ตะกอนเหล่านั้นเจือปนลงในแม่น้ำและส่งผลให้น้ำเปลี่ยนสี

แสดงให้เห็นว่าแท้จริงแล้วแหล่งน้ำต่าง ๆ บนโลกนั้นไม่ได้มีสีอยู่เพียงสีเดียวที่เป็นสีน้ำเงิน แต่ล้วนมีการเปลี่ยนแปลงของสี ซึ่งเกิดจากกิจกรรมบางอย่างที่อยู่เบื้องหลัง และ “สี” คือหนึ่งในการตรวจสอบที่สภาวะและการเปลี่ยนแปลงของแหล่งน้ำที่ง่ายที่สุดวิธีหนึ่ง

มนุษย์จึงใช้การตรวจสอบสีมาเป็นหนึ่งในดัชนีตรวจสอบคุณภาพน้ำ หนึ่งในเครื่องมือที่เราใช้บ่อยเครื่องมือหนึ่งคือภาพถ่ายจากดาวเทียม เนื่องจากสามารถบันทึกภาพความละเอียดสูงและเก็บภาพพื้นที่กว้างได้ และตลอด 20 ปีที่ผ่านมา NASA ได้ศึกษาการเปลี่ยนของแหล่งน้ำต่าง ๆ ทั้งการติดตามปรากฏการณ์การเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันของแพลงก์ตอน หรือ แพลงก์ตอนบลูม (Plankton Bloom) ในมหาสมุทร หรือปรากฏการณ์ขี้ปลาวาฬ (Red Tide) ที่ทะเลบางแห่งมีการเปลี่ยนสีเป็นสีแดงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของแพลงก์ตอนบางชนิด ซึ่งข้อมูลจากภาพถ่ายดาวเทียมนั้นเป็นอีกข้อมูลหนึ่งที่ยอดเยี่ยมมากสำหรับการศึกษาปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในมหาสมุทร

ภาพถ่ายการบลูมของแพลงก์ตอนในทะเลห์บาเรน ภาพจาก NASA

เพียงแต่ว่าภาพถ่ายดาวเทียมสำรวจทรัพยากรโลกนั้นก็ไม่ใช่เครื่องมือที่ดีเท่าไร เนื่องจากดาวเทียมสำรวจทรัพยากรที่ใช้อยู่ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน เช่น NIMBUS-7, SEASTAR, และ SUOMI-NPP อุปกรณ์ถ่ายภาพของดาวเทียมเหล่านี้ไม่ได้ถูกออกแบบให้สามารถบันทึกภาพได้หมดทุกค่าสีในความยาวคลื่นของแสงที่ตาของมนุษย์มองเห็น ซึ่งนั่นคือหนึ่งในปัญหาที่ทำให้การบันทึกการเปลี่ยนแปลงสีภายในแหล่งน้ำบางแหล่งนั้นไม่แม่นยำเหมือนกับตาของเรา ขีดจำกัดของเครื่องมือตรวจวัดเหล่านี้ทำให้การติดตามการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมภายในมหาสมุทรบางอย่างไม่แม่นยำ เช่น เราพบว่าสถานการณ์โลกร้อนส่งผลทำให้อุณหภูมิภายในมหาสมุทรเพิ่มสูง ซึ่งสิ่งนี้ส่งผลต่อการเพิ่มจำนวนประชากรของแพลงก์ตอนบางประเภทในมหาสมุทรมากขึ้น ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาพบว่าสีของน้ำในมหาสมุทรเริ่มมีการเปลี่ยนแปลงสีจากสีน้ำเงินครามไปทางสีเขียวที่มากขึ้นในหลาย ๆ ภูมิภาค

การติดตามการเปลี่ยนแปลงของสีน้ำภายในมหาสมุทรนั้นเปิดอีกหนึ่งการศึกษาผลกระทบของภาวะโลกร้อนที่สำคัญมากการศึกษาหนึ่ง NASA ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งที่ให้ความร่วมมือด้านการศึกษาด้านมหาสมุทรศาสตร์ร่วมด้วยตลอด 20 ปี จึงได้ดำเนินโครงการวิจัย PACE หรือ Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem (ระบบนิเวศระหว่างแพลงก์ตอน ละอองลอย และเมฆ) โครงการดาวเทียมเพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสีที่เกิดจากกิจกรรมภายในมหาสมุทร ทั้งการเพิ่มจำนวนขึ้นของแพลงก์ตอน สาหร่าย และพืชพันธุ์ภายในแหล่งน้ำต่าง ๆ ทั่วทุกมุมโลก

เพราะการเปลี่ยนแปลงสีของแหล่งน้ำนั้นสำคัญกว่าที่ใครหลายคนทราบ มันไม่ได้หมายถึงการเพิ่มจำนวนของแพลงก์ตอนเพียงอย่างเดียว แต่มันส่งผลกระทบต่อทั้งภาคการท่องเที่ยว อุตสาหกรรม และการอุปโภคบริโภคได้ เช่น การเพิ่มจำนวนของสาหร่ายในกลุ่ม Microcystis ซึ่งมีพิษ การเพิ่มจำนวนของสาหร่ายชนิดนี้ภายในแหล่งน้ำของชุมชนหรือภายในคลองส่งน้ำประปา ผู้อุปโภคบริโภคเกิดการระคายเคืองของผิวหนัง ระบบประสาทและตับได้รับอันตราย

ภาพวาดจำลองของดาวเทียม PACE

ดาวเทียม PACE ของ NASA นี้แก้ไขขีดจำกัดด้านต่าง ๆ ของดาวเทียมสำรวจทรัพยากรที่เคยมีมา มันสามารถเก็บค่าของสีต่าง ๆ ได้ครบทุกช่วงของค่าสีที่ตาของมนุษย์มองเห็นได้อย่างต่อเนื่องและละเอียดยิ่งกว่าดาวเทียมสำรวจทรัพยากรดวงอื่น ๆ ก่อนหน้า อีกทั้งตัวกล้องของดาวเทียมยังออกแบบมาเพื่อเก็บค่าสเปกตรัมของการดูดกลืนค่าแสงในย่านแสงที่แพลงก์ตอนชนิดต่าง ๆ ดูดกลืน ซึ่งจะยิ่งทำให้การติดตามการเพิ่มจำนวนประชากรของแพลงก์ตอนและการกระจายของแร่ธาตุต่าง ๆ ที่เป็นแหล่งอาหารสำคัญของแพลงก์ตอนนั้นละเอียดและแม่นยำยิ่งขึ้น เราจึงคาดการณ์การเพิ่มจำนวนของประชากรแพลงก์ตอนได้ดีขึ้น ช่วยลดการเสียโอกาสทางเศรษฐกิจที่เกิดจากปรากฏการณ์แพลงก์ตอนบลูมที่เป็นภัยต่อมนุษย์และสัตว์น้ำ รวมถึงระบบนิเวศมหาสมุทร

การศึกษาและติดตามการเปลี่ยนแปลงสีน้ำในทะเลนี้จะช่วยทำให้เราสามารถเข้าใจกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในทะเล และความเข้าใจเหล่านี้จะส่งต่อและช่วยเหลือกิจกรรมทางเศรษฐกิจและสังคมของมนุษย์ได้ ทั้งด้านการท่องเที่ยว อุปโภค บริโภค การเกษตร การปศุสัตว์ และอุตสาหกรรม ซึ่งทั้งหมดนั้นล้วนเกี่ยวข้องกัน

การติดตามการเปลี่ยนแปลงของสีน้ำของโครงการ PACE จึงเป็นงานที่สำคัญมาก และงานนี้จะส่งผลต่อการใช้ชีวิตและคุณภาพชีวิตของมนุษย์ในอนาคตอย่างแน่นอน รวมไปถึงกระบวนการการดูแลรักษาทรัพยากรภายในโลกของเราต่อจากนี้ จากองค์ความรู้ใหม่ที่จะได้รับจากดาวเทียมดวงนี้

ดาวเทียม PACE ถูกออกแบบให้ทำงานในวงโคจรตัดผ่านขั้วเหนือ-ใต้ ภารกิจหลักของดาวเทียมดวงนี้จะอยู่ที่ 3 ปี แต่การออกแบบตัวดาวเทียมนั้นสามารถยืดอายุการใช้งานของดาวเทียมได้นานมากกว่า 10 ปี ดาวเทียม PACE มีกำหนดส่งขึ้นวงโคจรเมื่อวันที่ 6 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา

เรียบเรียงโดย : จิรสิน อัศวกุล

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS https://www.thaipbs.or.th/news/playlists/SciAndTech

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

ที่มาข้อมูล: rama.mahidol, pace.oceansciences

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

“น้ำ” ใน “มหาสมุทร” มีสีอะไรกันแน่ ? โครงการ PACE ของ NASA เพื่อศึกษาสิ่งที่มากกว่าสีของมหาสมุทร