ประกอบด้วยเทือกเขาสูงตระหง่านหลายแห่งรวมกัน เช่น เทือกเขาหิมาลัย เทือกเขาฮินดูกูช เทือกเขาการาโกรัม และที่ราบสูงทิเบต กำลังสูญเสีย “น้ำใต้ดิน” (เป็นคำรวมที่ใช้เรียกน้ำทั้งหมดที่อยู่ใต้พื้นดิน รวมถึงน้ำตื้นในระดับดินชั้นบนที่พืชใช้ดูดซึม มีปริมาณน้อย และขุดพบได้ง่าย น้ำบาดาลเป็นน้ำประเภทหนึ่งของน้ำใต้ดิน) ไปประมาณ 24.2 พันล้านตันทุกปี โดยเรื่องนี้เผยให้เห็นสัญญาณอันตรายในการใช้น้ำใต้ดินทั่วโลกอย่างไร ตามมาอ่านได้เลย
จากการศึกษาครั้งนี้ เป็นการใช้ข้อมูลจากดาวเทียม นำโดย ศาสตราจารย์ Shudong Wang สถาบันวิจัยข้อมูลการบินและอวกาศแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์จีน (AIRCAS) ซึ่งทีมวิจัยพยายามเอาชนะอุปสรรคสำคัญสองประการในการทำความเข้าใจน้ำใต้ดินในภูมิภาคนี้ก็คือ ข้อมูลภาคสนามที่มีจำกัด และภูมิประเทศที่เป็นภูเขาสูงชันซับซ้อนอย่างยิ่ง ก่อนพบว่า “น้ำใต้ดิน” บริเวณ “หอคอยน้ำแห่งเอเชีย” กำลังลดลงอย่างน่าตกใจ โดยเป็นแหล่งน้ำที่สำคัญสำหรับการเกษตร เมือง และระบบนิเวศในกว่าสิบประเทศที่อยู่ปลายน้ำ จึงเป็นทรัพยากรที่สำคัญยิ่งสำหรับผู้คนหลายร้อยล้านคน โดยทีมวิจัยประเมินว่าปริมาณน้ำใต้ดินลดลงประมาณ 24.2 พันล้านตันต่อปี
AI และดาวเทียมเผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงตลอดสองทศวรรษ
เพื่อให้ได้ภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นใต้ดิน ทีมวิจัยจึงได้สร้างแบบจำลองการประเมินที่ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI) ซึ่งผสมผสานการสังเกตการณ์จากดาวเทียมหลายดวง และการสร้างแบบจำลองระบบโลก
ทีมวิจัยได้สร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำใต้ดิน (Groundwater Storage; GWS) ในช่วงประมาณ 20 ปีที่ผ่านมา ทั่วภูมิภาคภูเขาสูงของเอเชีย โดยระบบนี้ยังช่วยระบุปัจจัยหลักที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ซึ่งช่วยให้ทีมวิจัยสามารถสำรวจว่าความเสี่ยงต่อน้ำใต้ดินอาจเกิดขึ้นได้อย่างไร ภายใต้สถานการณ์ในอนาคต
จากผลการศึกษาครั้งนี้เผยให้เห็นว่า ประมาณสองในสามพื้นที่ลุ่มน้ำบริเวณหอคอยน้ำแห่งเอเชีย ประสบปัญหาปริมาณน้ำใต้ดิน ลดลงระหว่างปี 2546-2563 การลดลงมากที่สุดเกิดขึ้นในลุ่มน้ำตอนล่างที่มีประชากรหนาแน่นและมีความต้องการน้ำเพื่อการชลประทานสูง ได้แก่ ลุ่มน้ำคงคา-พรหมบุตร ลุ่มน้ำสินธุ และลุ่มน้ำอามู ดาร์ยา อย่างไรก็ตาม บางพื้นที่ภายในประเทศที่อยู่สูงกว่าระดับน้ำทะเล กลับมีปริมาณน้ำใต้ดินเพิ่มขึ้นในบางพื้นที่
สภาพภูมิอากาศและการใช้น้ำของคน คือสาเหตุสำคัญทำให้น้ำใต้ดินลดลง
ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศ สามารถอธิบายความแปรผันของระดับน้ำทะเลทั่วโลกได้เกือบครึ่งหนึ่ง โดยการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับธารน้ำแข็งมีบทบาทสำคัญเป็นพิเศษ ในขณะเดียวกัน การสูบน้ำใต้ดินขึ้นมาใช้ของมนุษย์ ก็เป็นอีกหนึ่งสาเหตุสำคัญของการลดลงของปริมาณน้ำใต้ดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่เกษตรกรรมปลายน้ำที่พึ่งพาการชลประทานเป็นอย่างมาก อิทธิพลของการใช้น้ำของมนุษย์ยิ่งเด่นชัดมากขึ้นหลังจากปี 2010
ทีมวิจัยยังได้คาดการณ์ว่า การสูญเสียน้ำใต้ดินจะยังคงดำเนินต่อไป หากรูปแบบการใช้น้ำในปัจจุบันยังคงเป็นเช่นนี้ ในบางพื้นที่ การละลายของธารน้ำแข็งที่เพิ่มขึ้นอาจช่วยลดอัตราการลดลงของน้ำใต้ดินได้ชั่วคราวในช่วงประมาณปี 2060 ก่อนจะตามมาด้วยการสูญเสียที่รวดเร็วยิ่งขึ้น
หากรูปแบบการใช้น้ำในปัจจุบันไม่เปลี่ยนแปลง การลดลงของระดับน้ำใต้ดินอาจเร่งตัวขึ้นอีก ซึ่งจะเพิ่มภัยคุกคามต่อพื้นที่เกษตรกรรมปลายน้ำที่ต้องพึ่งพาน้ำสำรองเหล่านี้
วิธีใหม่! ติดตามระดับน้ำใต้ดินในพื้นที่ภูเขา
ในการวิเคราะห์ ทีมวิจัยใช้แนวคิดอิงตามความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่เดิม พร้อมทั้งใช้ข้อมูลจากการสังเกตการณ์จำนวนมาก ข้อมูลจากเซนเซอร์ดาวเทียมหลายตัวถูกนำมาใช้ เพื่อประเมินการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา และมีการใช้ AI เพื่อศึกษาทางอุทกวิทยาและผลกระทบภายในลุ่มน้ำบนภูเขา รวมถึงการกำหนดปัจจัยทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของน้ำใต้ดิน
เพื่อทดสอบความน่าเชื่อถือของผลลัพธ์ของการศึกษาครั้งนี้ ทีมวิจัยได้เปรียบเทียบผลการค้นพบกับข้อมูลการวัดจากบ่อน้ำบาดาลหลายพันแห่ง รวมถึงชุดข้อมูลอิสระอื่น ๆ การเปรียบเทียบเหล่านั้นให้การสนับสนุนเพิ่มเติมสำหรับข้อสรุปของการวิจัย ด้วยการผสมผสานการสังเกตการณ์จากระยะไกล ความรู้ด้านอุทกวิทยาที่มีอยู่ และการใช้ AI วิเคราะห์ข้อมูลต่าง ๆ กรอบการทำงานนี้ช่วยแก้ไขปัญหาที่มีมายาวนานในการศึกษาพื้นที่ภูเขาสูงในเอเชีย
ทั้งโลกมีน้ำธรรมชาติอยู่ปริมาณเท่าไหร่?
จากข้อมูลของ สำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา (USGS) คาดการณ์ว่าโลกมีน้ำอยู่ประมาณ 1,386 ล้านลูกบาศก์กิโลเมตร (น้ำเค็ม คิดเป็น 97.5%, น้ำจืด มีเพียง 2.5% ของปริมาณน้ำทั้งหมด) โดยประมาณการว่าน้ำทั้งหมดนั้นกระจายตัว ดังนี้
- มหาสมุทร (น้ำเค็ม) 1,338,000,000 ลูกบาศก์กิโลเมตร
- แผ่นน้ำแข็งและธารน้ำแข็ง 24,064,000 ลูกบาศก์กิโลเมตร
- น้ำบาดาล (น้ำจืดและน้ำเค็ม) 23,400,000 ลูกบาศก์กิโลเมตร
- ลำธาร ทะเลสาบ หนองน้ำ (น้ำจืด) 104,590 ลูกบาศก์กิโลเมตร
- ทะเลสาบ (น้ำเค็ม) 85,400 ลูกบาศก์กิโลเมตร
- อื่น ๆ 330,520 ลูกบาศก์กิโลเมตร
“น้ำใต้ดิน” สำคัญกับโลกอย่างไร?
“น้ำใต้ดิน” เป็นทรัพยากรธรรมชาติที่สำคัญ ซึ่งถูกกักเก็บไว้ในชั้นหินและดินใต้ดินที่เรียกว่าชั้นหินอุ้มน้ำเป็นแหล่งจัดหาน้ำดื่มเกือบครึ่งหนึ่งของปริมาณน้ำดื่มทั่วโลก
สิ่งที่หลายคนอาจยังไม่ค่อยทราบก็คือ “น้ำใต้ดิน” เป็นแหล่งหล่อเลี้ยงระบบนิเวศที่สำคัญต่อการดำรงชีวิต โดยเฉพาะในพื้นที่ชายแดนที่ได้รับผลกระทบจากสภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงบ่อย เนื่องจากเมื่อน้ำใต้ดินถูกสูบขึ้นมาสู่ผิวดิน สิ่งมีชีวิตก็สามารถเจริญเติบโตได้แม้ในพื้นที่แห้งแล้งที่สุด น้ำใต้ดินเปรียบเสมือนบัญชีออมทรัพย์น้ำที่ช่วยรักษาระบบนิเวศด้วยความชื้นที่จำเป็นต่อการอยู่รอด แม้ปริมาณน้ำฝนจะลดลง ในช่วงเวลาที่เกิดภัยแล้ง
“น้ำใต้ดิน” เปรียบเสมือนที่หลบภัย ช่วยรักษาระบบนิเวศให้มีปริมาณความชื้นที่จำเป็นต่อการอยู่รอดระบบนิเวศเหล่านี้มีตั้งแต่แหล่งน้ำพุในทะเลทราย ทุ่งหญ้าและลำธารบนภูเขา ไปจนถึงพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งและป่าไม้ บ่อยครั้งที่ระบบนิเวศเหล่านี้เป็นแหล่งรวมความหลากหลายทางชีวภาพที่สำคัญของโลก สนับสนุนพันธุ์พืชและสัตว์หายากและเฉพาะถิ่น นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งดำรงชีวิตที่สำคัญสำหรับชุมชนในชนบท โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้เลี้ยงสัตว์ ซึ่งพึ่งพาความสมบูรณ์ของระบบนิเวศเหล่านี้
ทั้งนี้ น้ำใต้ดินเป็นแหล่งน้ำจืดอันล้ำค่าสำหรับประชากรมากกว่า 2,000 ล้านคน และใช้ในการชลประทานพืชผลทางการเกษตรที่เลี้ยงดูประชากรโลก อย่างไรก็ตาม น้ำใต้ดินไม่ได้มีอยู่อย่างไม่จำกัด ทั่วโลกกำลังใช้น้ำบาดาลอย่างไม่ยั่งยืน และกำลังทำให้น้ำใต้ดินหมดไปเร็วกว่าอัตราการฟื้นฟูตามธรรมชาติ ขณะที่มนุษย์ยังคงใช้น้ำใต้ดินต่อไป พวกเรากำลังเข้าใกล้จุดวิกฤตอย่างรวดเร็ว ซึ่งหากเลยจุดนั้นไปแล้ว น้ำใต้ดินอาจจะไม่สามารถเข้าถึงได้อีกต่อไปสำหรับพวกเราและคนรุ่นหลัง
จากรายงานเรื่องความเสี่ยงภัยพิบัติที่เชื่อมโยงกันจาก สถาบันสิ่งแวดล้อมและความมั่นคงของมนุษย์แห่งมหาวิทยาลัยสหประชาชาติ (UNU-EHS) ระบุว่า การลดลงของระดับ “น้ำใต้ดิน” เป็นหนึ่งในหกจุดเปลี่ยนความเสี่ยงระดับโลกที่โลกกำลังเผชิญอย่างรวดเร็ว ต่อไปนี้คือ 5 เรื่องต้องรู้เกี่ยวกับการลดลงของระดับน้ำใต้ดิน
1. น้ำใต้ดินอาจใช้เวลาหลายร้อยถึงหลายพันปีในการสะสมตัว
น้ำจืดทั่วโลกประมาณ 30% อยู่ในรูปของน้ำใต้ดิน โดยแหล่งน้ำธรรมชาติแห่งนี้ตั้งอยู่ลึกใต้ดินในชั้นหินอุ้มน้ำ ซึ่งน้ำมักสะสมตัวมานานหลายชั่วอายุคน ชั้นหินอุ้มน้ำได้รับการเติมเต็มตามธรรมชาติจากน้ำฝนและการซึมของน้ำผิวดินลงสู่ใต้ดิน ความลึกของชั้นหินอุ้มน้ำแตกต่างกันไป การเข้าถึงชั้นหินอุ้มน้ำเหล่านี้จำเป็นต้องขุดบ่อลึกลงไปใต้พื้นผิวโลก โดยทั่วไป เมื่อระดับน้ำในชั้นหินอุ้มน้ำลดลง บ่อก็จะถูกขุดลึกลงไปอีก
2. “น้ำใต้ดิน” ถูกใช้เร็วกว่าอัตราการเติมเต็ม
ปัจจุบัน แหล่งน้ำใต้ดินขนาดใหญ่ 21 แห่ง จากทั้งหมด 37 แห่ง กำลังถูกใช้หมดเร็วกว่าอัตราการเติมเต็ม การสูบน้ำจากใต้ดินมาใช้เปรียบเสมือนการดื่มน้ำผ่านหลอด ซึ่งจะทำให้ระดับน้ำใต้ดินลดลง เว้นแต่จะมีการเติมเต็มจากผิวดินเพื่อชดเชย เมื่อระดับน้ำใต้ดินในแหล่งน้ำใต้ดินลดลงต่ำกว่าระดับที่สามารถเข้าถึงได้ จะเพิ่มความเสี่ยงที่ระบบต่าง ๆ ที่ต้องพึ่งพาน้ำนี้ เช่น ระบบชลประทาน จะหยุดชะงักลง รายงานเรื่องความเสี่ยงจากภัยพิบัติที่เชื่อมโยงกัน (Interconnected Disaster Risks) ระบุว่านี่คือจุดวิกฤตของความเสี่ยง
3. ระดับน้ำใต้ดินลดลง เกิดความเสี่ยงอย่างมากต่อปริมาณอาหารทั่วโลก
ทั่วโลกมีการสูบน้ำใต้ดินมาใช้ถึง 70% เพื่อการผลิตทางการเกษตร การทำการเกษตรแบบเข้มข้นเป็นปัจจัยสำคัญที่ผลักดันให้ระดับน้ำใต้ดินลดลงจนถึงขีดจำกัด ปัญหานี้พบได้มากเป็นพิเศษในประเทศต่าง ๆ เช่น อินเดียและสหรัฐอเมริกา ซึ่งแหล่งน้ำใต้ดินในพื้นที่เกษตรกรรมสำคัญ ๆ กำลังถูกใช้ประโยชน์เกินควร ประเทศเหล่านี้ยังเป็นผู้ส่งออกพืชผลทางการเกษตรรายใหญ่ ซึ่งหมายความว่าปัญหาในระดับท้องถิ่นสามารถกลายเป็นปัญหาระดับโลกได้อย่างรวดเร็ว
4. โลกเสี่ยงที่จะสูญเสียตัวช่วย เมื่อตัวเลือกด้านการจัดหาน้ำจืดเริ่มขาดแคลน
“น้ำใต้ดิน” เป็นแหล่งน้ำจืดที่เชื่อถือได้มากที่สุดแหล่งหนึ่ง เมื่อปริมาณน้ำฝนไม่เพียงพอหรือแหล่งน้ำผิวดินอื่น ๆ ขาดแคลน น้ำใต้ดินมักถูกนำมาใช้เพื่อชดเชย แต่อย่างไรก็ตาม เมื่อเราสูบน้ำใต้ดินมาใช้เร็วกว่าอัตราการเติมเต็ม ความสามารถในการใช้กลไกการรับมือนี้ของโลกก็จะลดลงอย่างมาก ดังนั้น พวกเราจึงต้องอนุรักษ์ทรัพยากรนี้ไว้สำหรับเวลาที่ต้องการมากที่สุด เพราะไม่เช่นนั้นโลกอาจเสี่ยงที่จะทำให้คนรุ่นหลังขาดทางเลือกนี้
5. โลกไม่จำเป็นต้องหยุดใช้น้ำใต้ดิน แต่ต้องใช้อย่างชาญฉลาดมากขึ้น
นโยบายปัจจุบัน มีการส่งเสริมการใช้ประโยชน์จากน้ำใต้ดิน และให้ความสำคัญกับผลกำไรมากกว่าการอนุรักษ์ ซึ่งพวกเราต้องตระหนักว่าน้ำเป็นทรัพยากรที่ใช้ร่วมกันและไม่ได้มีอยู่อย่างไม่จำกัด ดังนั้น พวกเราสามารถแก้ไขปัญหาการใช้น้ำอย่างสิ้นเปลืองได้โดยใช้เทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพ เช่น ระบบน้ำหยด ซึ่งส่งน้ำไปถึงรากพืชได้ใกล้กว่าระบบสปริงเกลอร์ทั่วไป หรืออาจปลูกพืชที่ใช้น้ำน้อยกว่า
นอกจากนี้ พวกเรายังสามารถเพิ่มความพยายามในการอนุรักษ์เพื่อฟื้นฟูพื้นที่ชุ่มน้ำและพื้นที่สีเขียว เพื่อเพิ่มการซึมผ่านของน้ำลงสู่ดิน ด้วยการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของพวกเราในตอนนี้ อาจสามารถหลีกเลี่ยงจุดวิกฤตน้ำบาดาลขาดแคลนได้ก่อนที่จะสายเกินไป
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
ที่มาข้อมูล: iopscience, usgs, worldbank, unu
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
