ในช่วงฤดูร้อน ทะเลเมดิเตอเรเนียนตะวันออกกำลังขับคาร์บอนบางส่วนออกไป ทำให้เกิดผลึกแคลเซียมคาร์บอเนตที่มีลักษณะคล้ายลูกอมหินในกระบวนการนี้
หากคุณยืนอยู่บนชายฝั่งของอิสราเอลและจ้องมองไปยังทะเลเมดิเตอร์เรเนียน คุณจะได้สอดแนมผืนน้ำสีฟ้าเข้มที่สงบนิ่งซึ่งหล่อเลี้ยงมนุษย์มานับพันปี ใต้ผิวน้ำมีบางสิ่งที่แปลกประหลาดเกิดขึ้น: กระบวนการที่เรียกว่าการแบ่งชั้นกำลังยุ่งเหยิงกับวิธีที่ทะเลประมวลผลก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
คิดว่าส่วนนี้ของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนเป็นเค้กที่ทำจากของเหลวเป็นหลัก แสงแดดที่แผดเผาทำให้ชั้นบนสุดของน้ำร้อนขึ้น ซึ่งวางอยู่บนชั้นที่เย็นกว่าและลึกกว่าด้านล่าง ในทะเลเปิดซึ่งมีอุณหภูมิของน้ำต่ำกว่า CO₂ จะละลายในน้ำเค็ม ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้ทะเลของโลกสามารถดูดซับคาร์บอนที่ปล่อยออกมารวมกันหนึ่งในสี่ของการปล่อยคาร์บอนที่มนุษย์สูบขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศได้ แต่เมื่อทะเลเมดิเตอเรเนียนตะวันออกร้อนขึ้นในฤดูร้อน มันก็ไม่สามารถดูดซับก๊าซนั้นได้อีกต่อไป และเริ่มปล่อยก๊าซออกมาแทน
เป็นสิ่งเดียวกับที่เกิดขึ้นในขวดโซดาที่อัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ Or Bialik นักธรณีศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Münster ประเทศเยอรมนี กล่าวว่า “คุณมักจะเก็บไว้ในที่เย็น ดังนั้นก๊าซที่ละลายน้ำจะยังคงละลายอยู่” “ถ้าคุณทิ้งไว้ในรถสักพักแล้วลองเปิดดู ก๊าซทั้งหมดจะพุ่งออกมาทันที เพราะเมื่อรถอุ่นขึ้น ความจุของของไหลในการกักเก็บ CO₂ จะลดลง” บูมฟองมือคุณเลอะเทอะไปหมด
ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออก พลวัตนี้ค่อนข้างจะเป็นผลมาจากสภาพอากาศมากกว่าการตกแต่งภายในรถที่เหนียวเหนอะหนะ เนื่องจากทะเลเริ่มสำลัก CO₂ ในปริมาณมากจนน้ำไม่สามารถกักเก็บไว้ได้อีกต่อไป และ Bialik และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ค้นพบว่าน้ำที่ร้อนและเป็นชั้นเหล่านี้เต็มไปด้วยปัญหาคาร์บอนที่สอง: ทีมงานเพิ่งจับผลึก aragonite ในกับดักตะกอน Aragonite เป็นแคลเซียมคาร์บอเนตรูปแบบหนึ่ง ซึ่งสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทร เช่น หอยทาก ใช้สร้างเปลือกของมัน ยกเว้นในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออกที่ร้อนขึ้นเรื่อยๆ นั่นเป็นสัญญาณอีกอย่างหนึ่งว่าน้ำอุ่นมากจนปล่อยปริมาณคาร์บอนออกมา
ในน้ำที่ร้อน ตื้น และคงที่เหล่านี้ ของเหลวที่อยู่ด้านบนจะไม่ผสมกับชั้นที่เย็นกว่าด้านล่างมากนัก ตรงกันข้ามกับส่วนที่ลึกกว่าของมหาสมุทร ซึ่งการที่น้ำขึ้นจะทำให้ H₂O เย็นขึ้น Bialik ผู้ร่วมเขียน รายงาน ล่าสุด ที่อธิบายการค้นพบในวารสารScientific Reportsกล่าวว่า “สภาวะต่างๆ นั้นรุนแรงมากจนเราสามารถสร้างแคลเซียมคาร์บอเนตทางเคมีจากน้ำเหล่านี้ได้ ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าตกใจสำหรับเรา” “โดยพื้นฐานแล้วมันเหมือนกับบีกเกอร์ที่วางอยู่ที่นั่นเป็นเวลานาน และนานพอที่จะทำให้ปฏิกิริยาเหล่านี้ดำเนินต่อไปและเริ่มสร้างคริสตัลเหล่านี้”
มันเหมือนกับการทดลองที่คุณอาจทำตอนเด็กๆ กับผลึกน้ำตาล คุณเติมน้ำตาลลงไปในน้ำ ทำให้มันอิ่มตัว ไม่มีอะไรเกิดขึ้นจนกว่าคุณจะหย่อนเชือกลงไป ซึ่งทำให้น้ำตาลตกตะกอนเป็นกลุ่มไขมันที่เกาะอยู่กับเชือก ในทำนองเดียวกัน เมื่อทะเลเมดิเตอร์เรเนียนร้อนขึ้นและแบ่งชั้น มันจะอิ่มตัวด้วยคาร์บอเนต ปฏิกิริยาของอะราโกไนต์เกิดขึ้นได้อย่างไร Bialik และเพื่อนร่วมงานของเขายังไม่สามารถบอกได้ แต่พวกเขาอาจเริ่มต้นด้วยนิวเคลียสที่เหมือนฝุ่นที่ปลิวออกจากพื้นดินบริเวณใกล้เคียง ซึ่งชั้นของอะราโกไนต์จะก่อตัวเป็นผลึก ซึ่งเป็นรูปแบบที่เล็กมากของสายอักขระ ในน้ำน้ำตาล
เป็นที่น่าสังเกตว่าทะเลเมดิเตอร์เรเนียนเป็นหนึ่งในแหล่งน้ำที่มีไมโครพลาสติกปนเปื้อนมากที่สุดในโลก ในปี 2020 นักวิทยาศาสตร์รายงานว่าพบอนุภาคสองล้านอนุภาคในตะกอนหนึ่งตารางเมตรที่มีความหนาเพียง 5 เซนติเมตร ผลึกอะราโกไนต์ก่อตัวขึ้นรอบๆไมโครพลาสติกที่ลอยอยู่ในน้ำหรือไม่ เบียลิคไม่รู้ “พวกมันอาจก่อตัวขึ้นรอบๆ ศูนย์นิวเคลียสใดๆ ก็ได้” เบียลิกกล่าว “ฉันสงสัยว่าไมโครพลาสติกอาจเป็นไปได้เช่นกัน แต่อย่างที่นักวิทยาศาสตร์ชอบพูดว่า จำเป็นต้องมีการวิจัยมากกว่านี้”
สิ่งที่ Bialik และเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถพูดได้ก็คือ เมื่อผลึกเหล่านี้ก่อตัวขึ้น พวกมันก็จะปล่อย CO₂ มากขนาดนั้น Bialik คำนวณว่าพวกมันคิดเป็นร้อยละ 15 ของก๊าซที่ทะเลเมดิเตอร์เรเนียนปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ
เมื่อน้ำทะเลอุ่นขึ้นและสูญเสีย CO₂ ทั้งจากน้ำที่พ่นออกมาและจากผลึกที่เพิ่มจำนวนขึ้น ความเป็นกรดของมันก็ลดลงจริงๆ นี่เป็นกระบวนการที่ตรงกันข้ามกับกระบวนการที่ทำให้มหาสมุทรเป็นกรดอย่างกว้างขวาง เมื่อมนุษย์ปล่อย CO₂ สู่ชั้นบรรยากาศมากขึ้น มหาสมุทรก็ดูดซับมันมากขึ้น และปฏิกิริยาเคมีที่ตามมาจะเพิ่มความเป็นกรด การทำให้เป็นกรดทำให้สิ่งมีชีวิตต่างๆ เช่น ปะการังและหอยทาก (ซึ่งเรียกรวมกันว่า Calcifiers) สร้างเปลือกหรือโครงกระดูกภายนอกจากแคลเซียมคาร์บอเนตได้ยากขึ้น แต่เมื่อทะเลเมดิเตอร์เรเนียนอุ่นขึ้นและปล่อยคาร์บอนที่ถูกดูดซับกลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศ น้ำทะเลจะกลับเป็นกรดมากขึ้น
นั่นน่าจะดีสำหรับเครื่องคิดเลขใช่ไหม? ไม่จำเป็น. “สัตว์หลายชนิดมีช่วงอุณหภูมิเฉพาะที่พวกมันสามารถสร้างเปลือกได้—ไม่ร้อนเกินไปและไม่เย็นเกินไป” Bialik กล่าว ดังนั้น แม้ว่าทะเลจะมีความเป็นกรดน้อยลงเมื่อมันอุ่นขึ้น ความร้อนนั้นทำให้สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เครียดด้วยวิธีที่ต่างออกไป (ไม่ต้องพูดถึงความเครียดจากการสัมผัสกับไมโครพลาสติกในระดับที่รุนแรง อย่างต่อเนื่อง )
ยังไม่ชัดเจนว่าผลึก aragonite กำลังก่อตัวขึ้นในสถานที่ต่างๆ ทั่วโลกหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์ทราบดีอยู่แล้วถึง “เหตุการณ์ปลาไวทิง” ซึ่งแคลเซียมคาร์บอเนตจะตกตะกอนในลักษณะที่เห็นได้ชัดเจนกว่ามาก ทำให้น้ำรอบๆ บาฮามาสและในอ่าวเปอร์เซียกลายเป็นสีน้ำนม ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออก ไม่มีเหตุการณ์ปลาไวทิงที่เห็นได้ชัดใน Bialik และเพื่อนร่วมงานของเขา พวกเขากลับสะดุดกับคริสตัลในกับดักตะกอน
Andrew Dickson นักเคมีทางทะเลจากสถาบัน Scripps Institution of Oceanography แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าวว่า “นี่เป็นพื้นที่ที่ค่อนข้างมีเอกลักษณ์และมีเงื่อนไขหลากหลายที่ต้องเกิดขึ้นเพื่อสร้างผลงานชิ้นนี้ “คำถามก็คือ สภาพแวดล้อมนั้นมีความพิเศษจริง ๆ ในระดับใด หรือมีอยู่ทั่วไปในมหาสมุทร และฉันไม่มีภาพที่ชัดเจนในใจของฉัน”
อาจเป็นไปได้ว่าสภาพในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออกไม่ได้จำลองเหมือนที่อื่น ดังนั้น Dickson จึงเอนเอียงไปทางแนวคิดที่ว่าสิ่งนี้อาจไม่ธรรมดา แต่ Bialik ชี้ให้เห็นว่าไม่ว่าจะเกิดขึ้นที่ใดก็ตาม มันอาจทำให้เกิดปัญหาสภาพอากาศได้: การก่อตัวของผลึกอะราโกไนต์อาจรบกวนความสามารถของน้ำในการดูดซับ CO₂ ในชั้นบรรยากาศ ดังนั้นจึงรบกวนวิธีที่มหาสมุทรลดระดับของก๊าซที่ทำความร้อนดาวเคราะห์
“ฉันจะไม่พูดว่าเราเข้าใจเรื่องนี้อย่างถ่องแท้และเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าอะไรที่ควบคุมมัน — เมื่อมันเปิดและเมื่อมันปิดตัวลง” Bialik กล่าว “เราไม่คิดว่ากระบวนการนี้จะเกิดขึ้นในระดับนี้ในน่านน้ำเปิด ในสภาวะปกติของทะเล ดังนั้น เรายังมีอีกหลายอย่างที่ต้องทำความเข้าใจเกี่ยวกับเรื่องนี้”
