นักฟิสิกส์คาดการณ์ว่าสภาพภูมิอากาศโลกจะมีความโกลาหลด้วยผลกระทบที่เป็นหายนะ

โลกเดือดขึ้น ระบบสภาพภูมิอากาศก็ปั่นป่วนยิ่งขึ้น การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นอย่างชัดเจน

งานวิจัยชิ้นใหม่ซึ่งโพสต์เมื่อวันที่ 21 เมษายน 2567 ไปยังฐานข้อมูล preprint arXiv วาดภาพโดยรวมทั่วไปของผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากกิจกรรมของมนุษย์ต่อสภาพภูมิอากาศ และผลออกมาไม่ค่อยน่าภิรมย์นัก

แม้ว่าการศึกษาจะไม่ได้นำเสนอการจำลองแบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่สมบูรณ์ แต่ก็แสดงให้เห็นภาพร่างกว้างๆ ของสิ่งที่เรากำลังมุ่งหน้าไป หากเราไม่ต่อกรกับวิกฤตสภาพภูมิอากาศโดยลด ละ เลิกการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลตามการศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ในภาควิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยปอร์โตในโปรตุเกส 

“ผลกระทบของวิกฤติสภาพภูมิอากาศเป็นที่ทราบกันดี (ภัยแล้ง คลื่นความร้อน ปรากฏการณ์สุดขั้ว ฯลฯ)” Orfeu Bertolami นักวิจัยกล่าวกับ Live Science ในอีเมล “หากระบบโลกเข้าสู่ขอบเขตที่มีพฤติกรรมปั่นป่วน เราจะหมดความหวังในการหาทางออกไม่ว่าจะด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง”

การขยับเขยื้อนของระบบสภาพภูมิอากาศ

โลกประสบกับการเปลี่ยนแปลงแบบแผนสภาพภูมิอากาศครั้งใหญ่เป็นระยะๆ จากสภาวะสมดุลที่เสถียรไปสู่อีกสภาวะหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มักเกิดจากปัจจัยภายนอก เช่น การเปลี่ยนแปลงวงโคจรของโลกหรือการระเบิดของภูเขาไฟครั้งใหญ่ แต่การวิจัยที่ผ่านมาชี้ให้เห็นว่า เรากำลังเข้าสู่ขั้นตอนใหม่ซึ่งขับเคลื่อนโดยกิจกรรมของมนุษย์ ในขณะที่เหล่าคาร์บอนยักษ์ใหญ่ทั้งหลาย(carbon majors) ปล่อยก๊าซคาร์บอนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศมากขึ้น เรากำลังสร้างยุคแอนโทรโปซีนใหม่ ซึ่งเป็นช่วงเวลาของระบบภูมิอากาศที่ได้รับอิทธิพลจากมนุษย์ ซึ่งเป็นสิ่งที่โลกของเราไม่เคยประสบมาก่อน

ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยจำลองการมาถึงของ Anthropocene ในฐานะเป็นการเปลี่ยนผ่านไปสู่เฟสใหม่ คนส่วนใหญ่คุ้นเคยกับการเปลี่ยนสถานะของวัสดุ เช่น เมื่อก้อนน้ำแข็งเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลว (ละลายเป็นน้ำ) หรือเมื่อน้ำระเหยกลายเป็นก๊าซ แต่การเปลี่ยนเฟสก็เกิดขึ้นในระบบอื่นด้วย ในกรณีนี้คือระบบสภาพภูมิอากาศโลก สภาพภูมิอากาศ(climate)กำหนดให้ฤดูกาลและสภาพอากาศที่สม่ำเสมอและคาดการณ์ได้ และช่วงเปลี่ยนผ่านของระบบภูมิอากาศนำไปสู่รูปแบบใหม่ของฤดูกาลและสภาพอากาศ เมื่อสภาพอากาศผ่านช่วงการเปลี่ยนเฟส หมายความว่าโลกกำลังประสบกับการเปลี่ยนแปลงรูปแบบอย่างฉับพลันและรวดเร็ว

ปัญหาด้านโลจิสติกส์

หากกิจกรรมของมนุษย์โดยตัวการใหญ่คือเหล่าคาร์บอนยักษ์ใหญ่ทั้งหลาย(carbon majors) ผลักดันให้แบบแผนสภาพภูมิอากาศของโลกเปลี่ยนผ่านไปสู่ระบบใหม่ นั่นหมายความว่า เรากำลังทำให้โลกพัฒนารูปแบบสภาพอากาศชุดใหม่ รูปแบบเหล่านี้จะมีลักษณะอย่างไรเป็นหนึ่งในปัญหาเร่งด่วนที่สุดของวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศ

สภาพภูมิอากาศของโลกไปทางไหน? ขึ้นอยู่กับว่าในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า สิ่งที่มนุษย์ทำคืออะไร เช่น การลดการปล่อยคาร์บอนลงอย่างมากโดยกลุ่มผู้ปล่อยคาร์บอนรายใหญ่จะนำไปสู่ผลลัพธ์ที่แตกต่างออกไปเมื่อเทียบกับไม่ทำอะไรเลย

เพื่อคาดการณ์ถึงทิศทางต่างๆ และทางเลือกที่มนุษย์ต้องไป นักวิจัยใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าแผนที่ลอจิสติกส์ แผนที่โลจิสติกนั้นยอดเยี่ยมในการอธิบายสถานการณ์ที่ตัวแปรบางอย่าง เช่น ปริมาณคาร์บอนในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นแต่ถึงขีดจำกัดโดยธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์อาจใช้แผนที่ลอจิสติกส์เพื่ออธิบายประชากรสัตว์ สัตว์ต่างๆ สามารถให้กำเนิดลูก เพิ่มจำนวนได้ แต่จะถึงขีดจำกัดเมื่อพวกมันกินอาหารทั้งหมดในสิ่งแวดล้อม

อิทธิพลของเราที่มีต่อสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้นอย่างแน่นอน และยาวนานกว่าศตวรรษ แต่จะถึงขีดจำกัดโดยธรรมชาติ เช่น ประชากรมนุษย์สามารถเพิ่มได้มากขึ้นและกิจกรรมของมนุษย์สามารถปล่อยคาร์บอนได้มากขึ้น มลพิษและก๊าซเรือนกระจกที่ปล่อยเพิ่มขึ้นจะทำให้สิ่งแวดล้อมเสื่อมโทรมในที่สุด ในบางจุดในอนาคต การปล่อยคาร์บอนจะถึงขีดจำกัดสูงสุด และแผนที่โลจิสติกช่วยทำให้เราเห็นแนวทางการเคลื่อนที่ในอนาคตของการปล่อยคาร์บอนได้เป็นอย่างดี

ทุกอย่างคือความโกลาหล

นักวิจัยได้สำรวจวิธีต่างๆ ที่แผนที่โลจิสติกของมนุษย์สามารถพัฒนาได้ โดยขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ประชากรของเรา การแนะนำกลยุทธ์การลดคาร์บอน และเทคโนโลยีที่ดีกว่าและมีประสิทธิภาพมากขึ้น เมื่อพวกเขาพบว่าการปล่อยคาร์บอนของมนุษย์จะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาได้อย่างไร พวกเขาใช้สิ่งนั้นเพื่อตรวจสอบว่าสภาพภูมิอากาศของโลกจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรผ่านการเปลี่ยนสถานะที่ขับเคลื่อนโดยกิจกรรมของมนุษย์

ในกรณีที่ดีที่สุด เมื่อมนุษยชาติถึงขีดจำกัดของการปล่อยคาร์บอน สภาพภูมิอากาศของโลกจะคงที่ที่อุณหภูมิเฉลี่ยใหม่ที่สูงขึ้น อุณหภูมิที่สูงขึ้นนี้ส่งผลเสียต่อมนุษย์โดยรวม เพราะยังคงนำไปสู่ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นและเหตุการณ์สภาพอากาศที่รุนแรงมากขึ้น แต่อย่างน้อยก็มีความเสถียร : ยุคมนุษย์ครองโลก(Anthropocene) ดูเหมือนคล้ายกับสภาพภูมิอากาศในยุคก่อนๆ เพียงแต่ร้อนขึ้น และยังคงมีแบบแผนสภาพอากาศปกติและเกิดซ้ำ

แต่ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด นักวิจัยพบว่าสภาพภูมิอากาศของโลกจะมุ่งไปสู่ความโกลาหล จริงๆ คือความโกลาหลทางคณิตศาสตร์ ในระบบที่วุ่นวาย ไม่มีความสมดุลและไม่มีรูปแบบที่ทำซ้ำได้ สภาพภูมิอากาศที่โกลาหลจะมีฤดูกาลที่เปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจากทศวรรษสู่ทศวรรษ (หรือแม้แต่ปีต่อปี) บางปีจะประสบกับสภาพอากาศที่รุนแรงฉับพลันในขณะที่บางปีจะเงียบสงบ แม้แต่อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกก็อาจผันผวนอย่างรุนแรง โดยเปลี่ยนจากที่เย็นกว่าเป็นร้อนขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ เป็นไปไม่ได้เลยที่จะระบุทิศทางของสภาพภูมิอากาศของโลก

Bertolami กล่าวว่า “พฤติกรรมที่โกลาหลหมายความว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะทำนายพฤติกรรมของระบบโลกในอนาคต แม้ว่าเราจะรู้ด้วยความมั่นใจอย่างยิ่งถึงสถานะปัจจุบันของมันก็ตาม” Bertolami กล่าว “นั่นหมายความว่าความสามารถใดๆ ในการควบคุมและขับเคลื่อนระบบโลกไปสู่สภาวะสมดุลที่เอื้อต่อเงื่อนไขในการอยู่อาศัยได้ของชีวมณฑลจะสูญเสียไป”

นักวิจัยพบว่าเหนือระดับอุณหภูมิวิกฤตสำหรับชั้นบรรยากาศของโลก วงจรป้อนกลับอาจเริ่มขึ้นโดยผลลัพธ์ที่โกลาหลจะกลายเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ มีสัญญาณบางอย่างที่บ่งบอกว่าเราอาจผ่านจุดพลิกผันไปแล้ว แต่ก็ยังไม่สายเกินไปที่จะหลีกเลี่ยงหนทางไปสู่หายนะของสภาพภูมิอากาศ

เรียบเรียงจาก https://www.sciencealert.com/physicists-warn-earth-could-feasibly-descend-into-chaos