เมื่อมหาสมุทรขาดแคลนออกซิเจน ก็สามารถสร้างความเสียหายให้กับปูและชาวประมงที่พึ่งพาพวกมันได้ เครื่องมือใหม่สามารถช่วยนักปูทางเลี่ยงเขตตายได้
หม้อปูถูกกองอยู่ที่ท่าเรือประมงในนิวพอร์ต โอเรกอน กองกรงขนาดเท่ายางรถเต็มลานจอดรถ ประดับด้วยทุ่นหลากสีและเชือกสกปรก ในช่วงเวลานี้ในเดือนกรกฎาคม ชาวประมงเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่เรียกปู Dungeness ว่าหนึ่งปี แต่ไม่ใช่ Dave Bailey กัปตันทีมMorningstar II 14 เมตร ฤดูกาลจะไม่สิ้นสุดในอีกหนึ่งเดือน และ “ความต้องการปูที่สดและสดไม่เคยหยุดนิ่ง” เบลีย์กล่าวด้วยรอยยิ้มที่หรี่ตาและสำเนียงมิดเวสต์ที่จางหายไป
ท้องฟ้าแจ่มใส และเขาพาฉันขึ้นเรือปูสีขาวฟ้า สร้างขึ้นในปี 1967 และเป็นเจ้าของโดย Bailey ตั้งแต่ปี 1992 เขากระโปรงถังเหล็กขนาดยักษ์ที่เขาหวังว่าจะจับฝูงสัตว์จำพวกครัสเตเชียนขายาวและเป็ดตัวสูงของเขาในไม่ช้า ล้อมกรอบไว้ในกระท่อมรกๆ ที่ซึ่งพวงมาลัยที่เก่ามากส่องประกายอยู่ใต้หน้าต่างด้านหน้า และคำอธิษฐานของชาวประมงแขวนอยู่บนผนัง: “พระเจ้าที่รัก ขอทรงดีต่อข้าพระองค์ ทะเลของคุณยิ่งใหญ่และเรือของฉันก็เล็กมาก”
แปซิฟิกที่ปั่นป่วนเป็นเพียงความท้าทายเดียวที่เบลีย์และเพื่อนนักจับปูต้องเผชิญ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้ทำให้เกิดการระบาดของกรดโดโมอิก ซึ่งทำให้ปูไม่ปลอดภัยที่จะกิน และเหตุการณ์ที่เพิ่มขึ้นของวาฬหลังค่อมที่พันกันอยู่ในเกียร์ปู อย่างไรก็ตาม ยังมีปัญหาอื่นๆ ที่คุกคามไม่เพียงแต่การดำรงชีวิตของเบลีย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบนิเวศที่ค้ำจุนมันด้วย วันนี้ฉันมาเพื่อดูเครื่องมือที่สามารถช่วยคนจับปูได้
บนเคาน์เตอร์ในครัว ท่ามกลางชามบะหมี่กึ่งสำเร็จรูปและหอยนางรมกระป๋อง เบลีย์แสดงให้ฉันเห็นท่อสีดำที่แข็งแรง ยาวประมาณ 60 ซม. ที่ใส่ลงในหม้อปูได้อย่างเรียบร้อย เมื่อจมอยู่ใต้น้ำ อุปกรณ์คุมกำเนิดจะวัดระดับออกซิเจนในน้ำ และเมื่อดึงออกมาแล้ว จะแสดงไว้บนกล่องแยกต่างหากที่มีหน้าจอให้ Bailey อ่าน กล่องนี้ยังส่งข้อมูลกลับไปยังนักวิทยาศาสตร์ที่ Oregon State University (OSU)
สัตว์ทะเลส่วนใหญ่ไม่หายใจเอาอากาศเข้าไป แต่พวกมันต้องการออกซิเจนในการดำรงชีวิต โดยดูดซับมันจากน้ำขณะว่ายน้ำ โพรง หรือเกาะก้นทะเล แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ อุบาทว์ของระดับออกซิเจนที่ต่ำจนเป็นอันตราย—หรือภาวะขาดออกซิเจน—ได้ส่งผลกระทบต่อบางส่วนของชายฝั่งตะวันตกของอเมริกาเหนือ ซึ่งส่งผลกระทบต่อสัตว์จำพวกปลาเฮลิบัตไปจนถึงดาวทะเล “เขตมรณะ” เหล่านี้ทำให้เกิดการหยุดชะงักของระบบนิเวศและความเจ็บปวดทางเศรษฐกิจสำหรับชาวประมงอย่าง Bailey ที่ไม่สามารถขายปูที่หายใจไม่ออกในกับดักของพวกเขา
ปรากฏการณ์นี้แสดงตัวอย่างว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีไว้เพื่อส่วนอื่นๆ ของมหาสมุทรของโลกอย่างไร ซึ่งได้รับผลกระทบจากผลกระทบของมนุษย์อยู่แล้ว เมื่อน้ำทะเลอุ่นขึ้นจะมีออกซิเจนน้อยลง น้ำผิวดินที่อุ่นขึ้นยังทำหน้าที่เหมือนฝาปิดที่ป้องกันไม่ให้ก๊าซผสมจากบรรยากาศลงสู่ที่ลึก และอุณหภูมิอากาศที่สูงขึ้นสามารถเปลี่ยนรูปแบบสภาพอากาศในลักษณะที่ทำให้ปัญหาแย่ลงได้
เป็นการเปลี่ยนแปลงที่ละเอียดอ่อนแต่สำคัญ แม้ว่าน้ำที่มีออกซิเจนอย่างดีจะมีออกซิเจนประมาณแปดมิลลิกรัมต่อลิตร แต่น้ำที่ขาดออกซิเจนจะมีปริมาณน้อยกว่าสองและบางครั้งอาจเข้าใกล้ศูนย์ โดยรวมแล้ว มหาสมุทรของโลกสูญเสียปริมาณออกซิเจนทั้งหมดถึงสองเปอร์เซ็นต์ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา และนักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าอาจสูญเสียอีกสองถึงสี่เปอร์เซ็นต์ในศตวรรษหน้า ภายในปี 2100 การสูญเสียออกซิเจนที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศบางส่วนอาจส่งผลกระทบมากกว่าสามในสี่ของพื้นที่มหาสมุทร สร้างความเสียหายอย่างกว้างขวางต่อระบบนิเวศทางทะเลและผู้คนหลายพันล้านคนที่พึ่งพาอาศัยพวกมัน
ในสถานที่ต่างๆ เช่น แปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ มีวิธีแก้ปัญหาเพียงไม่กี่วิธี ยกเว้นการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ทำให้โลกร้อนลงอย่างมาก และถึงอย่างนั้น ชาวประมงอย่าง Bailey จะต้องปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงที่กำลังเคลื่อนไหว—เพื่อเรียนรู้ อย่างที่เราทุกคนต้องทำ เพื่อใช้ชีวิตในโลกที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างลึกซึ้ง นั่นคือสิ่งที่เซ็นเซอร์ออกซิเจนเข้ามา นักวิจัยได้แจกจ่ายให้กับอาสาสมัครจากกองปูของโอเรกอนเพื่อให้เข้าใจถึงภาวะขาดออกซิเจนได้ดีขึ้น และเพื่อช่วยให้นักปูปรับตัวเข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป
เช่นเดียวกับหลายๆ คนที่เคยใช้ชีวิตอยู่ในทะเล เบลีย์เป็นผู้สังเกตการณ์ที่กระตือรือร้นของมหาสมุทร โดยปรับตัวให้เข้ากับรูปแบบที่ละเอียดอ่อนและอารมณ์ของปรอท แต่จนถึงตอนนี้ เขาไม่มีทางรู้เลยเมื่อระดับออกซิเจนต่ำลงพอที่จะฆ่าปูได้ “ถ้าเราก้าวไปข้างหน้าได้ เราก็สามารถเอาเกียร์ออกจากที่นั่นก่อนที่พวกมันจะตาย” เขาอธิบายเมื่อเราออกจากท่าเรือและมอเตอร์ไปทางใต้เหนือคลื่นที่เป็นกระจก “นั่นจะเป็นเรื่องใหญ่”
ฟรานซิส ชาน สะดุดกับปัญหาการขาดออกซิเจนของโอเรกอนโดยบังเอิญในปี 2545 ไม่นานหลังจากที่เขาย้ายจากนิวยอร์กมาทำงานเป็นนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตที่ OSU เขากำลังวางแผนล่องเรือเที่ยวแรกบนเรือวิจัยของมหาวิทยาลัยเพื่อวัดเคมีในมหาสมุทร เมื่อเขาได้รับโทรศัพท์จากเจ้าหน้าที่ของรัฐเกี่ยวกับรายงานแปลกๆ ชุดหนึ่ง: ชาวประมงในเชิงพาณิชย์ดึงปูที่ตายและปูที่กำลังจะตายในหม้อ และนักท่องเที่ยวที่ไปทะเลก็สังเกตเห็นปลาและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ตาย ล้างบนฝั่ง การสำรวจใต้น้ำพบว่าแนวปะการังนอกชายฝั่งถูกทิ้งร้างโดยปลาหิน ซึ่งนักดำน้ำพบว่าซุกตัวอยู่ในน้ำตื้นและต้องใช้แรงหายใจ
เมื่อจันทร์ไปทะเลสองสามวันต่อมา เขาก็พบผู้กระทำความผิดอย่างรวดเร็ว การวัดพบว่าน่านน้ำชายฝั่งเกือบจะปราศจากออกซิเจน สิ่งนี้เกิดขึ้นตลอดเวลาหรือไม่? เขาจำความคิด “ผมไม่รู้ว่ามันแปลกหรือเปล่า”
ภาวะขาดออกซิเจนบางครั้งทำให้เกิดภัยพิบัติในทะเลและบริเวณปากแม่น้ำที่ซึ่งมลพิษของสารอาหารจากปุ๋ยและน้ำเสียที่ไหลบ่าเข้ามาสามารถเลี้ยงสาหร่ายได้ เมื่อสาหร่ายตาย จุลินทรีย์จะทำลายพวกมันโดยใช้ออกซิเจนในกระบวนการ แต่การวัดออกซิเจน 50 ปีไม่พบหลักฐานของภาวะขาดออกซิเจนตามแนวชายฝั่งของรัฐโอเรกอน และบันทึกทางธรณีวิทยาแนะนำว่าพบได้ยากตลอดช่วงสองสามพันปีที่ผ่านมา
นักวิจัยทราบดีว่าระดับออกซิเจนลดลงทุกฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อน เมื่อกระบวนการที่เรียกว่า upwelling ดึงน้ำออกซิเจนต่ำตามธรรมชาติจากมหาสมุทรแปซิฟิกลึกเข้าสู่ฝั่ง น่านน้ำเหล่านี้มีสารอาหารที่สนับสนุนการทำประมงที่ได้ผลดีของภูมิภาค และออกซิเจนที่ลดลงมักจะไม่ก่อให้เกิดปัญหา แต่ในฤดูร้อนปี 2545 ชานและเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่าการหลั่งของน้ำที่อุดมด้วยสารอาหารเป็นพิเศษทำให้เกิดแพลงก์ตอนบานขนาดมหึมาซึ่งทำให้ระดับออกซิเจนลดลงอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนในขณะที่มันสลายตัว
เหตุการณ์ดังกล่าวทำให้เกิดภัยคุกคามที่เติบโตขึ้นภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเท่านั้น รูปแบบสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงไปทำให้แหล่งน้ำมีกำลังสูงขึ้น และบางส่วนของมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออกเฉียงเหนือ ซึ่งเป็นแหล่งน้ำที่มีน้ำท่วมขัง ได้สูญเสียปริมาณออกซิเจนไปเกือบหนึ่งในสี่ตั้งแต่ปี 1950
ตั้งแต่ปี 2545 น้ำทะเลที่ขาดออกซิเจนได้ปกคลุมชายฝั่งตะวันออกเฉียงเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิกเกือบทุกฤดูร้อน โดยระดับออกซิเจนลดลงเกือบเป็นศูนย์ในบางปี ปัญหายังแพร่กระจายไปในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา: พื้นที่ชายฝั่งทะเลอย่างน้อย 500 แห่งทั่วโลกประสบปัญหาขาดออกซิเจนอันเนื่องมาจากการรวมกันของน้ำอุ่นและมลพิษทางสารอาหาร ในมหาสมุทรเปิด ปริมาณน้ำออกซิเจนต่ำได้เพิ่มเป็นสี่เท่า และตอนนี้ครอบคลุมพื้นที่ขนาดของสหภาพยุโรป
สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่มีทางเลือกพื้นฐานสองทางเมื่อออกซิเจนลดลง: หนีหรือตาย สัตว์ที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้หลายชนิด เช่น หอยจะพินาศ ในขณะที่สัตว์ที่เคลื่อนที่ได้มักจะหนีเข้าไปในแอ่งน้ำที่มีออกซิเจนอย่างดีใกล้ผิวน้ำหรือชายฝั่ง ผลที่ได้คือความโกลาหลของระบบนิเวศ การขาดออกซิเจนช่วยลดความหลากหลายทางชีวภาพและสับเปลี่ยนสายพันธุ์ ทำให้พวกมันได้สัมผัสกับผู้ล่าและเหยื่อรายใหม่
สิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น ปลาหมึกและแมงกะพรุน ทนต่อระดับออกซิเจนต่ำได้ดี และอาจมีความได้เปรียบในการแข่งขันในมหาสมุทรที่เปลี่ยนแปลงไป แต่สปีชีส์อื่นๆ ได้เห็นการหดตัวของแหล่งที่อยู่อาศัยและสุขภาพของพวกมันลดลง การศึกษาชิ้นหนึ่งพบว่าปลาค็อดในทะเลบอลติกที่มีภาวะขาดออกซิเจนตลอดชีวิตสูงสุด มีน้ำหนักน้อยกว่าปลาที่มีสุขภาพดีถึง 64 เปอร์เซ็นต์ อีกเรื่องหนึ่งคาดการณ์ว่าภายในปี 2100 การสูญเสียออกซิเจนและภาวะโลกร้อนอาจทำให้ช่วงของปลากะตักฝั่งตะวันตกลดลงครึ่งหนึ่ง ซึ่งเป็นปลาอาหารสัตว์ที่ช่วยสนับสนุนระบบนิเวศทั้งหมด
แม้แต่การขาดออกซิเจนเพียงเล็กน้อยก็อาจทำร้ายสัตว์ทะเลได้ เช่น โดยส่งผลต่อการมองเห็น Lisa Levin นักสมุทรศาสตร์จากสถาบัน Scripps Institution of Oceanography แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก กล่าวว่า “เมื่อคุณลดออกซิเจนลง สัตว์ต่างๆ ก็ต้องการแสงมากขึ้นในการมองเห็นและพวกมันก็มองไม่เห็นเช่นกัน การมองเห็นที่เสื่อมโทรมอาจขัดขวางกิจกรรมในชีวิตประจำวัน เช่น การหาอาหารและการหลบเลี่ยงผู้ล่า เลวินซึ่งเกี่ยวข้องกับความพยายามระดับนานาชาติหลายครั้งในการศึกษาและปลุกจิตสำนึกของการสูญเสียออกซิเจน ซึ่งรวมถึง Global Ocean Oxygen Network ที่ได้รับการสนับสนุนจากสหประชาชาติ กล่าวโดยย่อ GO 2 อย่างชาญฉลาดนพ. ในอดีต ภาวะขาดออกซิเจนได้รับความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์และผู้กำหนดนโยบายน้อยกว่าการทำให้เป็นกรดและภาวะโลกร้อน ซึ่งเป็นผลกระทบทางทะเลอื่นๆ ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แม้ว่าการทบทวนวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ในปี 2564 พบว่าการสูญเสียออกซิเจนส่งผลกระทบเชิงลบอย่างต่อเนื่องมากที่สุดต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล
ในรัฐโอเรกอน ชานยังคงศึกษาปัญหาต่อไปหลังจากตอนแรกในปี 2545 โดยรับงานเป็นศาสตราจารย์ที่ OSU และช่วยนำคณะวิทยาศาสตร์ฝั่งตะวันตกและคณะทำงานที่ทุ่มเทให้กับการขาดออกซิเจนและการทำให้เป็นกรดของมหาสมุทร ซึ่งมักจะไปด้วยกัน ถึงกระนั้น เขารู้สึกหงุดหงิดที่นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถบอก Crabbers ได้ว่าจะเกิดเหตุการณ์ขาดออกซิเจนที่ไหนและเมื่อไหร่ หรือระดับและระยะเวลาของการขาดออกซิเจนที่จะฆ่าปูจริงๆ
นักวิจัยออกการคาดการณ์ระดับออกซิเจนสำหรับชายฝั่งแปซิฟิกตะวันออกเฉียงเหนือ แต่พวกเขาไม่มีความละเอียดและความแม่นยำที่ชาวประมงส่วนใหญ่ต้องการสำหรับการดำเนินงานในแต่ละวัน แบบจำลองการคาดการณ์ถูกขัดขวางโดยการขาดข้อมูลเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายในสองสามวันหรือสองสามกิโลเมตร จนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ มีทุ่นทางวิทยาศาสตร์เพียงไม่กี่ตัวและการล่องเรือเพื่อการวิจัยเป็นระยะๆ เท่านั้นที่รวบรวมการตรวจวัดออกซิเจน ทำให้มหาสมุทรส่วนใหญ่ไม่มีการเก็บตัวอย่าง “ถ้าเรามีแผนที่ นี่เป็นเวลาที่เหมาะสมที่สุดในการวาดสัตว์ทะเล” ชานกล่าว
ดังนั้น Chan และนักวิทยาศาสตร์ OSU อีกสองคนคือ Jack Barth และ Kipp Shearman ร่วมมือกับอดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาเพื่อพัฒนาเซ็นเซอร์ออกซิเจนขนาดเล็กราคาประหยัดที่สามารถใส่ลงในหม้อปูได้ ปูครอบคลุมน้ำมาก และนักวิจัยหวังว่าพวกเขาจะสามารถช่วยเติมช่องว่างในความรู้ของนักวิทยาศาสตร์ หากชาวประมงสามารถเห็นข้อมูลได้ทันที Chan คิดว่าอาจช่วยให้พวกเขารับมือกับระดับออกซิเจนที่ผันผวนได้ องค์การบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาตกลงที่จะให้ทุนสนับสนุนโครงการนี้ และ Linus Stoltz นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ OSU อีกคน เริ่มมองหาพันธมิตรในกองปู
Dave Bailey กระตือรือร้นที่จะช่วย
