ภาวะโลกร้อนเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริงและเกิดจากการกระทำของมนุษย์ นี่เป็นเรื่องที่ 99 เปอร์เซ็นต์ของผู้เชี่ยวชาญมีความเห็นตรงกัน คณะกรรมการภูมิอากาศโลกมีความเห็นว่า ภาวะโลกร้อนมีสาเหตุหลักมาจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจก โดยเฉพาะก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้ถ่าน น้ำมันและก๊าซธรรมชาติ แต่อุตสาหกรรมการผลิตอาหารที่ทำจากเนื้อสัตว์ก็มีความสำคัญมากเช่นกัน

ผู้คนหลายคนต่างพากันเรียกร้องให้หน่วยงานมีมาตรการแก้ไขปัญหาดังกล่าว เช่น น้องเกรต้า ทุนเบิร์ก จากประเทศสวีเดน ในปี 2018 น้องเกรต้าซึ่งมีอายุเพียง 15 ปีในขณะนั้นได้ออกมาประท้วงหยุดเรียนเพื่อต่อต้านภาวะโลกร้อน ซึ่งทำให้เกิดกระแสการต่อต้านดังกล่าวทั่วโลกในเวลาต่อมา สำหรับผู้เข้าร่วมการประท้วง „Fridays for Future“ หรือการประท้วงในวันศุกร์เพื่ออนาคต วิกฤติภาวะโลกร้อนถือเป็นอีกหนึ่งหน้าที่หลักของมนุษย์ทุกคน ในศตวรรษที่ 21

แช่แข็งท่ามกลางทะเลขั้วโลก

ไม่มีที่ไหนในโลกที่เราจะเห็นผลกระทบของภาวะโลกร้อนได้ชัดเจนเท่ากับที่ขั้วโลกเหนือ ด้วยเหตุนี้ สถาบันวิจัยการทะเลและขั้วโลกเหนือ Alfred Wegener จึงปฎิบัติการออกเดินทางวิจัยขั้วโลกเหนือที่ยิ่งใหญ่ที่สุดอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนในเดือนตุลาคม ปี 2019 เรือวิจัยที่ชื่อ “ดาวเหนือ” จะออกไปทำวิจัย และหยุดจอดแช่แข็งท่ามกลางแผ่นน้ำแข็งในขั้วโลกเหนือเป็นเวลาถึงหนึ่งปี โดยนักวิทยาศาสตรจาก 20 ประเทศจะทำการวิจัยในบริเวณรอบเรือเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของขั้วโลกเหนือในช่วงยุคต่างๆ ที่ผ่านมา

  © Stefan Hendricks / Alfred-Wegener-Institut / CC BY-SA 4.0
เราอาจจะต้องรอผลการวิเคราะห์ที่ได้จากข้อมูลที่เก็บสะสมอีกหลายปี แต่ผลวิจัยบางส่วนก็ได้รับการเผยแพร่แล้ว โดยนักวิจัยค้นพบว่าอุณหภูมิในฤดูหนาวช่วงปี 2019/20 เป็นอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิที่นักวิจัยขั้วโลกเหนือ Fridtjof Nansen เคยวัดเมื่อ 125 ปีที่แล้วถึงสิบองศาเซลเซียส ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงทางภูมิอากาศที่รวดเร็วเหมือนจรวด

หรือจะเป็นขั้วโลกใต้ที่ปราศจากน้ำแข็ง

© Dirk Notz

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทุกตันที่ปล่อยออกมา ณ ที่ใดที่หนึ่งของโลกจะเท่ากับน้ำแข็งในทะเลในขั้วโลกเหนือในช่วงฤดูร้อนจะมีขนาดเล็กลงประมาณ 3 ตารางเมตร นี่คือผลลัพท์การวิจัยระดับนานาชาติภายใต้การนำของนักวิจัยภูมิอากาศ Dirk Notz แห่งสถานบันวิจัยอุตุนิยมวิทยา Max Planck และในมหาวิทยาลัยฮัมบวก ถึงแม้ว่าขั้วโลกเหนือจะปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งตลอดทั้งปี แต่ในทุกฤดูร้อนพื้นที่ที่เป็นน้ำแข็งจะลดลง และกลับมาเพิ่มขึ้นอีกครั้งในฤดูหนาว อย่างไรก็ตาม ในช่วง 40 ที่ผ่านมาพื้นที่ที่เป็นน้ำแข็งในช่วงฤดูร้อนในขั้วโลกเหนือกลับมีปริมาณลดลงถึงครึ่งหนึ่ง และนักวิจัยต่างก็คำนวณปริมาณดังกล่าวออกมาได้ดังต่อไปนี้ ถึงแม้ว่าเราจะสามารถลดการปล่อยก๊าซ CO2ไปได้อย่างรวดเร็ว ในช่วงครึ่งของศตวรรษที่เราอยู่ ขั้วโลกเหนือจะไม่มีน้ำแข็งในฤดูร้อนบางฤดูเลย ยิ่งพื้นที่น้ำแข็งน้อยลงเท่าไหร่ ก็จะมีตัวสะท้อนรังสีจากแสงอาทิตย์น้อยลงไปเท่านั้น ซึ่งปรกติน้ำในมหาสมุทรจะเป็นตัวดูดซับรังสีดังกล่าว ทำให้น้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อยๆ โดยในฤดูหนาวน้ำแข็งจะช่วยกันน้ำที่มีอุณหภูมิสูงออกจากลมหนาวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่ามาก มิฉะนั้นน้ำในมหาสมุทรก็จะปล่อยความร้อนออกมาเป็นจำนวนมาก

 

งานวิจัยระหว่างท้องฟ้าและพื้นดิน

© Sebastian Brill / Max- Planck-Institut für Chemie, Mainz
ป่าอเมซอนในประเทศบราซิลมีบทบาทสำคัญต่อภูมิอากาศของโลก ถึงแม้ว่าจะปกคลุมพื้นที่เพียงสี่เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่บนบกทั้งหมด แต่ป่าดังกล่าวก็เป็นตัวขับเคลื่อนพลังงานและน้ำเป็นจำนวนมหาศาล โดยป่าดังกล่าวมีผลต่อชั้นบรรยากาศและภูมิอากาศโลกได้อย่างไรนั้น เป็นหัวข้อที่โครงการความร่วมมือระหว่างเยอรมันและบราซิลกำลังศึกษาอยู่ เครื่องมือช่วยที่สำคัญที่สุดก็คือหอสังเกตชั้นบรรยากาศหรือ “Atmospheric Tall Tower Observatory“ หรือที่เรียกสั้นๆ ว่า ATTO หอสังเกตที่มีความสูงถึง 325 เมตรดังกล่าวตั้งอยู่กลางป่าฝน ซึ่งมีที่ตั้งห่างไกลจากความเจริญในเมืองมาก มันถือเป็นเครื่องมือวัดค่าที่มีความทันสมัยสูงสุด โดยจะคอยเก็บรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกและอนุภาคละออง รวมถึงเรื่องคุณสมบัติของเมฆและการเคลื่อนไหวอากาศ ช่วยให้ทีมนักวิจัยสามารถวิเคราะห์ปฎิกิริยาการเปลี่ยนแปลงระหว่างป่าดงดิบและมวลอากาศที่พัดผ่านตัวหอสังเกตการณ์ โครงการ ATTO ได้รับการประสานงานจากคุณ Susan Trumbore ผู้อำนวยการแห่งสถาบันวิจัยด้านชีวะเคมี สถาบัน Max Planck ในเมือง Jena และคุณ Beto Quesada แห่งสถาบัน INPA ในเมือง Manaus

 

ใช้ก๊าซ CO2 อย่างมีประโยชน์
 

© Deutscher Zukunftspreis/Ansgar Pudenz
สักวันใดก็วันหนึ่ง วัตถุดิบที่มีสารคาร์บอนจะเปลี่ยนเป็นก๊าซเรือนกระจก CO2 ในชั้นบรรยากาศ หนึ่งในมาตรการที่เราจำเป็นต้องทำคือการลดการใช้สารเผาไหม้จากฟอสซิล และในขณะเดียวกัน อุตสาหกรรมเคมีก็ยังจำเป็นต้องใช้สารคาร์บอนเป็นวัตถุดิบสำคัญในการผลิต ซึ่งจะใช้น้ำมันดิบเป็นหลักในปัจจุบัน คุณ Walter Leitner จากสถาบันวิจัยด้านการแปรพลังงานเคมี สถาบัน Max Planck ในเมือง Mülheim และทีมผู้ช่วยต้องการนำก๊าซ CO2 มาใช้แทนและนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาใช้ประโยชน์ให้มากขึ้น อย่างไรก็ตาม การนำสาร CO2 ที่เป็นสารทำลายชั้นบรรยากาศมาใช้เป็นวัตถุดิบก็เป็นเรื่องที่ไม่ง่ายนัก เพราะการเชื่อมต่อระหว่างคอร์บอนกับออกซิเจนเป็นการเชื่อมต่อที่มีความมั่นคงสูงมาก เราจึงต้องใช้พลังงานปริมาณมากในการทำลายจุดเชื่อมต่อดังกล่าว ซึ่งต้องใช้ตัวเร่งการทำปฎิกิริยา โดยมันจะช่วยลดการใช้พลังงานในการเกิดปฎิกิริยาเคมีและสามารถกำหนดปรับสารในรูปแบบที่ต้องการได้ นักวิทยาศาสตร์จากเมือง Mülheim กำลังพัฒนาตัวเร่งปฎิกิริยาพิเศษเพื่อรวมสาร CO2 ให้เข้ากับสารไฮโดรเจนและสารเคมีประกอบตัวอื่นๆ