นักวิจัยเดิมพันสาหร่ายยักษ์เพื่อกักเก็บคาร์บอนในมหาสมุทร
เมื่อหกสิบปีที่แล้ว ชายฝั่งของแทสเมเนียถูกปกคลุมด้วยป่าสาหร่ายเคลป์ที่หนาทึบจนหนาแน่นจนจับชาวประมงท้องถิ่นขณะที่พวกเขาล่องเรือออกไป “เราพูดกับชาวประมงรุ่นเก่าโดยเฉพาะ และพวกเขาพูดว่า ‘เมื่อตอนที่ฉันอายุเท่าคุณ อ่าวนี้เต็มไปด้วยสาหร่ายทะเลหนาทึบ จริงๆ แล้วเราต้องตัดช่องผ่านมัน’” Cayne Layton นักวิจัยด้านดุษฏีบัณฑิตกล่าว ที่สถาบันการศึกษาทางทะเลและแอนตาร์กติกที่มหาวิทยาลัยแทสเมเนียในออสเตรเลีย “ตอนนี้ อ่าวเหล่านั้น ซึ่งน่าจะมีขนาดเท่ากับสนามฟุตบอล 10 หรือ 20 สนาม นั้นไม่มีสาหร่ายเคลป์เลย ไม่เหลือแม้แต่ต้นเดียว”
ตั้งแต่ปี 1960 ป่าสาหร่ายเคลป์ที่ครั้งหนึ่งเคยขยายตัวของแทสเมเนียได้ลดลงถึงร้อยละ 90 หรือมากกว่านั้น ผู้ร้ายหลักคือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: สาหร่ายยักษ์เหล่านี้จำเป็นต้องอาบน้ำในกระแสน้ำเย็นที่อุดมด้วยสารอาหารเพื่อที่จะเจริญเติบโต แต่ภาวะโลกร้อนในภูมิภาคในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาได้ขยายน่านน้ำของกระแสน้ำออสเตรเลียตะวันออกที่อุ่นขึ้นสู่ทะเลแทสเมเนียเพื่อผลกระทบร้ายแรง เช็ด ออกจากป่าเคลป์ทีละคน น้ำอุ่นได้เพิ่มจำนวนประชากรของเม่นที่กินสัตว์เป็นอาหาร ซึ่งกัดแทะที่เกาะของสาหร่ายเคลป์ที่เหมือนรากและทบต้นการสูญเสีย
แทสเมเนียไม่ใช่สถานที่แห่งการทำลายล้างเพียงแห่งเดียว ทั่วโลก สาหร่ายทะเลเติบโตในป่าตามแนวชายฝั่งของทุกทวีปยกเว้นแอนตาร์กติกา สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกคุกคามจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การพัฒนาชายฝั่ง มลพิษ การตกปลา และผู้ล่าที่รุกราน ทั้งหมดนี้มีความสำคัญเนื่องจากระบบนิเวศเหล่านี้ให้ประโยชน์มหาศาล: พวกมันรองรับแนวชายฝั่งต่อผลกระทบจากคลื่นพายุและระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น พวกเขาทำความสะอาดน้ำโดยดูดซับสารอาหารส่วนเกิน และพวกมันยังดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งสามารถช่วยลดความเป็นกรดของมหาสมุทรและสร้างสภาพแวดล้อมที่ดีต่อสุขภาพสำหรับสิ่งมีชีวิตในทะเลโดยรอบ ป่าเหล่านี้—ซึ่งในกรณีของสาหร่ายเคลป์ยักษ์ที่เติบโตในแทสเมเนียสามารถสูงได้ถึง 40 เมตร—ยังเป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์ทะเลหลายร้อยชนิดอีกด้วย
หลังจากใช้เวลาหลายปีในการศึกษาประโยชน์เหล่านี้ เลย์ตันกำลังพยายามทำให้ผืนป่าสาหร่ายเคลป์ที่ดิ้นรนของแทสเมเนียกลับมามีชีวิตอีกครั้ง ทุกๆสองสามสัปดาห์ เขาดำดิ่งออกไปสำรวจแปลงปลูกขนาด 12 คูณ 12 เมตรสามแปลงที่เขาสร้างขึ้นนอกชายฝั่ง แต่ละแห่งมีใบของสาหร่ายทะเลน้อย ซึ่งผุดขึ้นมาจากเชือกที่ผูกติดกับพื้นมหาสมุทร เรือนเพาะชำสาหร่ายเคลป์เหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการของ Layton เพื่อพิจารณาว่า “ซุปเปอร์เคลป์” ที่ทนต่อสภาพอากาศซึ่งได้รับการเลี้ยงดูในห้องปฏิบัติการจะดีกว่าในทะเลที่เปลี่ยนแปลงของแทสเมเนียหรือไม่ แต่การทดลองของเขายังดึงความสนใจไปที่ศักยภาพพิเศษของสาหร่ายทะเลในการดูดซับคาร์บอนและช่วยจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
เคลป์ภูมิอากาศไปข้างหน้า
เป็นความสามารถในการดึง CO 2จากชั้นบรรยากาศที่เพิ่มการบรรเทาสภาพอากาศในรายการประโยชน์ของสาหร่ายทะเล เมื่อเราพูดถึงวิธีที่มหาสมุทรสามารถกักเก็บคาร์บอนได้ การสนทนามักจะเกี่ยวกับป่าชายเลน บึงเกลือ และทุ่งหญ้าทะเล คาร์ลอส ดูอาร์เต ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ทางทะเลที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีคิงอับดุลลาห์ในซาอุดีอาระเบียกล่าวว่า “ปริมาณคาร์บอนที่กักเก็บโดยป่าสาหร่ายนั้นเทียบได้กับแหล่งที่อยู่อาศัยทั้งสามนี้รวมกัน “ป่าสาหร่ายไม่ควรถูกทิ้งไว้ข้างหลัง พวกเขาถูกซ่อนไว้นานเกินไป”
ยังมีอีกมากที่เรายังไม่เข้าใจว่าสาหร่ายทะเลเก็บ CO 2ได้อย่างไร แต่นักวิจัยกำลังเริ่มสร้างภาพที่ดีขึ้นของสาหร่ายยักษ์นี้ และวิธีที่เราอาจปรับปรุงขีดความสามารถในการช่วยจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกก็คือตัวสาหร่ายเองก็ถูกล้อมจากทะเลที่ร้อนขึ้น ซึ่งเป็นจุดสนใจของงานของเลย์ตัน จากป่าดั้งเดิมของแทสเมเนีย เหลือเพียงประมาณห้าเปอร์เซ็นต์เท่านั้น นักวิจัยคิดว่าสาหร่ายเหล่านี้สามารถอยู่รอดได้จากการแปรผันและการคัดเลือกโดยธรรมชาติ
“ดูเหมือนว่าจะมีบุคคลที่ปรับตัวและสามารถอยู่ในสภาวะสมัยใหม่ในแทสเมเนียที่เราสร้างขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ” เลย์ตันอธิบาย
จากแหล่งรวมของสาหร่ายทะเลยักษ์ที่เหลืออยู่นี้ เขาและเพื่อนร่วมงานได้ระบุสิ่งที่ Layton เรียกว่าซุปเปอร์เคลป์ที่อาจมีความยืดหยุ่นมากกว่าต่อผลกระทบของทะเลที่ร้อนขึ้น จากสิ่งเหล่านี้ เขาได้เก็บเกี่ยวสปอร์ ฝังไว้ในเกลียวเพื่อพันรอบเชือกที่หยั่งรากลึกลงไปในพื้นทะเล ความหวังก็คือสปอร์ของสาหร่ายซุปเปอร์เคลป์เหล่านี้จะพัฒนาเป็นกล้าไม้ซึ่งจะทำให้สปอร์ของพวกมันเองลอยไปตามกระแสน้ำในมหาสมุทร ทำให้เกิดป่าเล็กๆ ใหม่ๆ ในบริเวณใกล้เคียง
“สำหรับการฟื้นฟูสาหร่ายทะเลขนาดยักษ์ให้ทำงานได้ในระดับแนวชายฝั่ง เราจำเป็นต้องปลูกเมล็ดพันธุ์เหล่านี้จำนวนมาก” เลย์ตันอธิบาย “แนวคิดก็คือเมื่อเวลาผ่านไป สิ่งเหล่านี้จะขยายตัวและรวมตัวกันในที่สุด—และจะมีป่าสาหร่ายเคลป์ยักษ์ของคุณกลับมา”
โครงการฟื้นฟูสาหร่ายอื่นๆ ทั่วโลกกำลังรับมือกับภัยคุกคามต่างๆ ในอ่าวซานตาโมนิกา รัฐแคลิฟอร์เนีย นักอนุรักษ์กำลังพยายามรักษาป่าสาหร่ายเคลป์ในท้องถิ่นให้พ้นจากเม่นสีม่วงที่หิวโหย ซึ่งประชากรของมันได้ระเบิดขึ้นตั้งแต่นักล่าตัวยง—นากทะเล—ลดลงอย่างมากเมื่อหลายสิบปีก่อน ความอยากอาหารที่ไม่ได้ตรวจสอบของเม่นทะเลมีส่วนทำให้ป่าสาหร่ายเคลป์เก่าของอ่าวสูญเสียไปสามในสี่ แต่นักตกปลามักจะใช้มือกำจัดเม่นด้วยความระมัดระวัง การประมงก็เช่นกัน จนถึงตอนนี้ พวกเขาสามารถเคลียร์พื้นที่ได้ 21 เฮกตาร์ ซึ่งป่าเคลป์ได้ทวงคืนแล้ว
“สิ่งที่เราต้องทำคือกำจัดเม่นให้พ้นทาง” ทอม ฟอร์ด กรรมการบริหารของมูลนิธิเบย์ ซึ่งเป็นผู้นำความพยายามกล่าว
ความสำเร็จของโครงการทำให้คนอื่น ๆ ไตร่ตรองถึงศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอนของมัน ฟอร์ดกล่าว เมืองซานตาโมนิกาเพิ่งตั้งเป้าหมายในการบรรลุความเป็นกลางของคาร์บอนภายในปี 2050 และถามมูลนิธิเบย์ว่าการฟื้นฟูสาหร่ายทะเลสามารถเป็นปัจจัยในเรื่องนี้ได้อย่างไร องค์กรไม่แสวงหากำไรที่ชื่อ Sustainable Surf ได้เปิดตัวโปรแกรมที่ช่วยให้ผู้คนสามารถลงทุนในโครงการฟื้นฟูสาหร่ายทะเลเพื่อชดเชยรอยเท้าคาร์บอนของตนเองได้
“ป่าสาหร่ายเคลป์เหล่านี้เติบโตอย่างรวดเร็วและดูดคาร์บอนในปริมาณมหาศาล” ฟอร์ดกล่าว ในแคลิฟอร์เนียให้ความสำคัญกับการรักษาพื้นที่ป่าด้วยเครดิตคาร์บอน เขาอธิบาย แต่การเพิ่มขึ้นของไฟป่าในภูมิภาคหมายความว่าป่าบนบกอาจดูเหมือนไม่ใช่ทางออกที่ปลอดภัยที่สุดอีกต่อไป “ตอนนี้ การทำงานนอกชายฝั่งอาจเป็นทางเลือกที่สำคัญกว่า”
ในทำนองเดียวกัน ในอังกฤษ แผนงานที่รู้จักกันในชื่อ Help Our Kelp มีเป้าหมายเพื่อฟื้นฟูผืนป่าสาหร่ายเคลป์เก่าแก่ที่มีพื้นที่ 180 ตารางกิโลเมตรตามแนวชายฝั่งซัสเซ็กซ์ทางตอนใต้ของประเทศ ได้ดึงดูดความสนใจของสภาท้องถิ่นสองแห่งและบริษัทน้ำแห่งหนึ่ง ซึ่งรู้สึกทึ่งกับศักยภาพที่จะจัดหาแหล่งกักเก็บคาร์บอนใหม่ Sean Ashworth รองหัวหน้าฝ่ายประมงและเจ้าหน้าที่อนุรักษ์ของ Association of Inshore Fisheries and Conservation Authorities ซึ่งเป็นหุ้นส่วนของโครงการ กล่าวว่า “ทั้ง 3 องค์กรสนใจคาร์บอน แต่ยังสนใจในประโยชน์ในวงกว้าง [ของป่าสาหร่ายเคลป์] ด้วย
จับคาร์บอน?
ทว่าคำถามสำคัญยังคงมีอยู่ว่าคาร์บอนที่เก็บไว้ทั้งหมดไปสิ้นสุดที่ใด ต้นไม้อยู่ในที่เดียว ดังนั้นเราจึงสามารถประเมินได้อย่างสมเหตุสมผลว่าป่าเก็บกักคาร์บอนได้เท่าไร ในทางกลับกัน สาหร่ายทะเลสามารถล่องลอยไปยังจุดหมายปลายทางที่ไม่รู้จักได้ Jordan Hollarsmith นักนิเวศวิทยาทางทะเลจากมหาวิทยาลัย Simon Fraser ของบริติชโคลัมเบียและ Fisheries and Oceans Canada อธิบายว่า ถ้ามันเริ่มสลายตัว คาร์บอนที่เก็บไว้อาจถูกปล่อยกลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศ “การขจัดคาร์บอนออกจากงบประมาณคาร์บอนทั่วโลกอย่างแท้จริง จะทำให้สาหร่ายเคลป์เหล่านั้นถูกฝังหรือขนส่งไปยังทะเลลึก” เธอกล่าว
อันที่จริง การวิจัยที่เกิดขึ้นใหม่กำลังเริ่มวาดภาพการเดินทางของสาหร่ายทะเลผ่านมหาสมุทร จากการศึกษาในปี 2559 คาดว่าประมาณ 11 เปอร์เซ็นต์ของมาโครสาหร่ายทั่วโลกจะถูกกักเก็บถาวรในมหาสมุทร ส่วนใหญ่ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ถูกสะสมในทะเลลึกในขณะที่ส่วนที่เหลือจมลงไปในตะกอนทะเลชายฝั่ง
Dorte Krause-Jensen ศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาทางทะเลจากมหาวิทยาลัย Aarhus ในเดนมาร์ก กล่าวว่า หากสาหร่ายไปถึงด้านล่างขอบฟ้า 1,000 เมตร สาหร่ายจะถูกล็อกไม่ให้แลกเปลี่ยนกับชั้นบรรยากาศในช่วงเวลาที่ขยายออกไป ผู้เขียนในการศึกษา 2016 พร้อมกับ Duarte ถึงกระนั้น ความท้าทายในการนับสิ่งนี้ยังคงอยู่ เมื่อเทียบกับป่าชายเลน หญ้าทะเล และบึงเกลือ ซึ่งฝากคาร์บอนโดยตรงและเชื่อถือได้ในตะกอนด้านล่าง ความสามารถในการเปลี่ยนแปลงโดยธรรมชาติของป่าสาหร่ายทะเลทำให้การกักเก็บยากขึ้นในการหาปริมาณอย่างแม่นยำ แต่สิ่งนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ Duarte กล่าว หากป่าสาหร่ายเคลป์อยู่ภายใต้การจัดการของมนุษย์อย่างเข้มงวด ซึ่งเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นแล้วกับสาหร่ายสายพันธุ์เล็กๆ ที่ได้รับการเพาะเลี้ยงทั่วโลกสำหรับผลิตภัณฑ์อาหารและปุ๋ย
สาหร่ายทะเลในอนาคต
ในทำนองเดียวกันเราสามารถนำป่าสาหร่ายเคลป์อันกว้างใหญ่มาอยู่ภายใต้การควบคุมของมนุษย์เพื่อประโยชน์ของโลกได้หรือไม่? Brian Von Herzen กรรมการบริหารของ Climate Foundation ที่ไม่แสวงหากำไรคิดอย่างนั้น Climate Foundation เป็นหุ้นส่วนในโครงการของ Cayne Layton สำหรับสาหร่ายเคลป์ที่ทนต่อสภาพอากาศ และ Von Herzen เป็นผู้เล่นหลักในด้าน permaculture ทางทะเล ประเภทของการทำฟาร์มสาหร่ายทะเลเปิดที่เลียนแบบป่าสาหร่ายเคลป์ป่าเพื่อสร้างระบบนิเวศทางทะเลใหม่ ส่งเสริมอาหาร ความปลอดภัย และซีเควสเตอร์คาร์บอน
ศูนย์กลางของวิสัยทัศน์ของ Von Herzen คืออาร์เรย์ที่สาหร่ายทะเลจะเติบโต โดยอยู่ต่ำกว่าพื้นผิวมหาสมุทร 25 เมตร ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ลม และคลื่นเพื่อขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ ท่อที่ยึดไว้ใต้โครงสร้างจะดูดน้ำที่เย็นกว่าและอุดมด้วยสารอาหารจากส่วนลึกด้านล่าง การแช่น้ำเย็นนี้จะสร้างสภาพแวดล้อมจุลภาคในอุดมคติขึ้นใหม่สำหรับสาหร่ายทะเลที่ถูกล่ามไว้เพื่อให้เจริญเติบโต สาหร่ายทะเลจะทำให้ออกซิเจนในน้ำและสร้างที่อยู่อาศัยของปลาใหม่—ทั้งหมดในขณะที่จับคาร์บอน Von Herzen อธิบาย
แม้ว่าป่าสาหร่ายทะเลน้ำลึกเหล่านี้เป็นเพียงแค่สมมุติฐาน แต่ขณะนี้ Von Herzen กำลังทดลองใช้อาร์เรย์ต้นแบบในฟิลิปปินส์เพื่อช่วยให้การทำฟาร์มสาหร่ายมีความยืดหยุ่นมากขึ้นต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เกษตรกรผู้ปลูกสาหร่ายประสบความสูญเสียครั้งใหญ่อันเป็นผลมาจากกระแสน้ำอุ่นในมหาสมุทรที่พัดเข้ามาและทำลายพืชผลของพวกเขา แต่ด้วยการเพิ่มขึ้นของน้ำเย็นที่เกิดจากอาร์เรย์ใหม่ สาหร่ายก็เริ่มงอกงามอีกครั้ง
โครงการนี้และโครงการอื่นๆ ที่กำลังพัฒนานอกชายฝั่งของยุโรปและสหรัฐอเมริกา กำลังวางรากฐานสำหรับความทะเยอทะยานสูงสุดของฟอน เฮอร์เซน: การขยายขอบเขตของสาหร่ายเคลป์อย่างมาก ในที่สุดก็ขยายพื้นที่กว้างใหญ่ของมหาสมุทรลึก ซึ่งพวกเขาสามารถดูดซับได้รวมกันเป็นพันล้านตัน CO 2ในขณะที่ยังให้ความมั่นคงด้านอาหารในรูปแบบของการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำหอยและที่อยู่อาศัยของปลา และให้สิ่งที่เขาเรียกว่า “การช่วยชีวิตในระบบนิเวศ”
สาหร่ายทะเลอาจถูกฝังในทะเลลึกเพื่อกักเก็บคาร์บอนหรือเก็บเกี่ยวเพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและปุ๋ยที่ปล่อยมลพิษต่ำ “เราใช้ป่าสาหร่ายเคลป์ป่าที่เจริญรุ่งเรืองเป็นแบบจำลองระบบนิเวศสำหรับสิ่งที่เราสามารถปรับขนาดได้ในมหาสมุทร” Von Herzen กล่าว
