การวิเคราะห์ความเป็นมาของภูมิอากาศโลก
ในการวิเคราะห์ความเป็นมาของภูมิอากาศโลกในระยะเวลา 100 - 1,000 ปี ที่ผ่านมาคือ การวิเคราะห์ตะกอนใต้ท้องมหาสมุทร และการวิเคราะห์ไอโซโทปของก๊าซออกซิเจน
1. การวิเคราะห์ตะกอนใต้ท้องมหาสมุทร แม้ว่าตะกอนใต้ท้องมหาสมุทรมีหลายชนิด แต่ทุกชนิดจะมีส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิตรวมอยู่ด้วยเสมอ ซึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ครั้งหนึ่งเคยมีชีวิตอยู่ใกล้ ๆ ผิวหน้าน้ำเมื่อเสียชีวิต ส่วนประกอบที่เป็นของแข็งจะจมลงสู่ท้องมหาสมุทรอย่างช้า ๆ ต่อมาจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของตะกอน ข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์ตะกอนใต้ท้องมหาสมุทรจะมีประโยชน์มาก ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศในอดีตได้เป็นอย่างดีเพราะว่า จำนวนและชนิดของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยใกล้ ๆ ผิวหน้าน้ำ จะเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ ซึ่ง Richard Foster Flint อธิบายว่า "บริเวณรอยต่อระหว่างผิวหน้าน้ำกับอากาศอุณหภูมิเฉลี่ยรายปีของผิวหน้าน้ำในมหาสมุทร จะเท่ากับอุณหภูมิของอากาศที่อยู่ติดกัน อุณหภูมิที่สมดุลย์ระหว่างผิวหน้าน้ำมหาสมุทรกับอากาศที่อยู่เหนือขึ้นไปนี้ หมายความว่า การเแปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ จะมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ใกล้ผิวหน้าน้ำตามไปด้วย จากการวิเคราะห์ตะกอนใต้ท้องมหาสมุทรปรากฎว่า ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเปลือกของ Pelagie foraminifers ซึ่งสัตว์จำพวกนี้อ่อนไหวต่อการผันแปรของอุณหภูมิของน้ำมาก นั่นคือ ความสัมพันธ์ระหว่างตะกอนใต้ท้องมหาสมุทรกับการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศเห็นได้ชัด
จากการศึกษาชี้ให้เห็นว่า ตะกอนใต้ท้องมหาสมุทรเป็นแหล่งข้อมูล ที่มีประโยชน์อย่างมหาศาลในการขยายความเข้าสภาพภูมิอากาศในอดีต
2. การวิเคราะห์ไอโซโทปของก๊าซออกซิเจน วิธีการนี้เป็นการหาอัตราส่วน ระหว่างไอโซโทปของก๊าซออกซิเจน 2 ชนิด คือ 16O กับ 18O ไอโซโทปของ 16O เบากว่า 18O นั่นคือ 16O ระเหยจากมหาสมุทรในรูปของไอน้ำได้ง่ายกว่า เมื่อไอน้ำนี้ควบแน่นและตกลงมาในรูปของหยาดน้ำฟ้า หยาดน้ำฟ้าจึงเต็มไปด้วย 16O ส่วน 18O จะสะสมอยู่ในมหาสมุทรมากกว่า ด้วยเหตุนี้ ระหว่างช่วงเวลาที่เกิดธารน้ำแข็งแผ่เป็นบริเวณกว้างนั้น ปริมาณ 18O ในน้ำทะเลจะเพิ่มสูงมากขึ้น ในทางกลับกัน ในยุคที่โลกร้อนขึ้น ประมาณน้ำแข็งละลายหายไปอย่างรวดเร็ว ปริมาณ 18O เมื่อเปรียบเทียบกับ 16O ในน้ำทะเลลดลงด้วย ถึงเวลานี้ สิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ จะสร้างเปลือกที่ประกอบด้วย แคลเซียมคาร์บอเนต ป้องกันตนเอง อัตราส่วนของ 18O กับ 16O วิเคราะห์ได้จากเปลือกของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ที่ผสมอยู่ในตะกอนใต้ท้องมหาสมุทร ความผันแปรของไอโซโทปก๊าซออกซิเจนที่วิเคราะห์ได้อย่างถูกต้อง จะบ่งบอกถึงความผันแปรของภูมิอากาศในอดีตได้เป็นอย่างดี
นอกจากนี้ยังพบว่า อัตราส่วนของไอโซโทปก๊าซออกซิเจน 18O กับ 16O มีผลมาจากอุณหภูมิอีกด้วยกล่าวคือ เมื่ออุณหภูมิของน้ำในมหาสมุทรเพิ่มสูงขึ้น 18O จะระเหยออกได้มาก หากอุณหภูมิของน้ำลดลง 18O จะระเหยออกได้น้อยกว่า ดังนั้น ไอโซโทปก๊าซออกซิเจนที่หนักกว่า (18O) จะมีอยู่มากในหยาดน้ำฟ้ายุคที่อากาศร้อนขึ้น และจะมีอยู่น้อยในยุคที่อากาศหนาวเย็นลง นักวิทยาศาสตร์ใช้หลักการศึกษาชั้นน้ำแข็งที่เกาะกรีนแลนด์ ซึ่งสามารถคาดหมายการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศในอดีตได้ยังมีวีธีการต่าง ๆ อีกมากมายที่ใช้ในการศึกษาภูมิอากาศในอดีต เนื่องจากภูมิอากาศมีอิทธิพลโดยตรงอย่างใกล้ชิดต่อการกำเนิดดิน และการเจริญเติบโตตลอดจนธรรมชาติของพืชพรรณ นั่นคือ การวิเคราะห์ดินและการวิเคราะห์วงปีของต้นไม้ ก็สามารถนำมาใช้ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศได้จากบันทึกทางประวัติศาสตร์
ถึงแม้ว่า ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศก็ตาม แต่เหตุการณ์ต่าง ๆ ที่ระบุในบันทึกนั้น เช่น ภาวะน้ำท่วม ความแห้งแล้ง หรือการย้ายถิ่นของประชากร เป็นไปได้ว่า เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ การศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศจากหลักฐานต่าง ๆ ในอดีต จะต้องระบุเวลาของการเปลี่ยนแปลงนั้นด้วยว่าเกิดขึ้นเมื่อไร แม้ว่าผลจากการศึกษาสามารถนำมาคาดหมายแนวโน้ม และความผันแปรของภูมิอากาศ ในอนาคตได้โดยอาศัยเหตุและผล แต่อาจผิดพลาด ได้การศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ จากข้อมูลที่ได้จากการตรวจวัดธาตุประกอบอุตุนิยมวิทยามาเป็นเวลานาน อาจมีข้อผิดพลาดได้เช่นกัน ซึ่ง Howard J. Crichfield สรุปว่า "ข้อมูลภูมิอากาศที่ได้จากการตรวจวัดมาเป็นเวลานาน อาจมีข้อผิดพลาดได้ ประการแรก คือ ผิดพลาดจากกระบวนการตรวจวัด เช่น คำนวณผิด การติดตั้งเครื่องมือเหนือพื้นดินไม่ได้มาตรฐาน ค่าผิดพลาดนี้อาจเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งจะส่งผลถึงการคาดหมายแนวโน้มต่อไปข้างหน้าด้วย
ประการที่สอง การเคลื่อนย้ายสถานีตรวจอากาศ ไปยังสถานที่แห่งใหม่ นับเป็นการทำลายการบันทึกที่มีคุณค่า สำหรับวัตถุประสงค์ในการศึกษา การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศเป็นอย่างยิ่ง ซึ่งหากสถานีตรวจอากาศตั้งอยู่ที่เดิมนานเป็นศตวรรษ แล้วการเปลี่ยนแปลงของพืชพรรณธรรมชาติ การระบายน้ำ สิ่งก่อสร้างรอบ ๆ สถานี และภาวะมลพิษทางอากาศสิ่งต่าง ๆ เหล่านี้มีประโยชน์อย่างใหญ่หลวงต่อการศึกษาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศมากกว่าจากวิธีการอื่น ๆ ดังนั้นจะต้องทำการตรวจวัด ตรวจสอบ และเปรียบเทียบ ธาตุประกอบภูมิอากาศอย่างละเอียดรอบคอบ เพื่อให้การศึกษาการผันแปรของภูมิอากาศได้ผลอย่างมีประสิทธิภาพ
|
บทความพีเดีย อื่น ๆ
