ปลาตะเกียงกับหน้าที่การเป็นปั๊มชีวภาพให้โลก

สองบทความก่อนหน้านี้เราเล่าถึงปลาตะเกียง (lanternfish) ในสองบทบาท — ตัวที่หลอกโซนาร์กองทัพเรือจนเข้าใจผิดว่าเป็นพื้นทะเล และตัวที่หลอกนักล่าด้วยการเรืองแสงลบเงาตัวเอง

แต่บทบาทที่สำคัญที่สุดของมันยังไม่เคยถูกเล่า — ทุกคืนที่ปลาตะเกียงและสัตว์ใน twilight zone นับล้านล้านตัวว่ายขึ้นมากินอาหารที่ผิวน้ำแล้วดำกลับลงไป พวกมันกำลังทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบที่ดึงคาร์บอนออกจากชั้นบรรยากาศโลกปีละหลายพันล้านตัน

นักวิทยาศาสตร์ทางทะเลบอกว่า ถ้าระบบนี้หยุดทำงาน โลกจะร้อนขึ้นทันที 20 องศาฟาเรนไฮต์ และตอนนี้ มนุษย์กำลังคิดจะจับปลากลุ่มนี้ขึ้นมาเป็นอาหารสัตว์เลี้ยงในฟาร์มเพาะเลี้ยง

🌊 ปั๊มที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่ไม่มีชิ้นส่วนกลไกแม้แต่ชิ้นเดียว

กลไกที่ว่านี้เรียกว่า biological pump (ปั๊มชีวภาพ) — ระบบที่ดึงคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ เปลี่ยนให้กลายเป็นสารอินทรีย์ผ่านการสังเคราะห์แสงของแพลงก์ตอนพืชที่ผิวน้ำ แล้วส่งคาร์บอนนั้นลงไปกักเก็บไว้ในทะเลลึกที่ซึ่งมันจะไม่กลับขึ้นมาสู่ชั้นบรรยากาศอีกเป็นเวลานาน

ปั๊มนี้ทำงานผ่านสองเส้นทางหลักที่ต่างกัน เส้นทางแรกคือการที่ซากแพลงก์ตอนพืชและเศษอินทรีย์รวมตัวกันเป็นก้อนที่เรียกว่า marine snow (หิมะทะเล) แล้วจมตัวลงสู่ก้นทะเลตามแรงโน้มถ่วง — เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นแบบพาสซีฟ ไม่ต้องมีสิ่งมีชีวิตเข้ามาเกี่ยวข้องโดยตรง

แต่เส้นทางที่สองคือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า active transport (การขนส่งเชิงรุก) — และนี่คือจุดที่ปลาตะเกียงกับสัตว์ใน twilight zone เข้ามามีบทบาทสำคัญ

ทุกคืน สัตว์กลุ่มนี้ทำสิ่งที่เรียกว่า diel vertical migration (DVM, การอพยพขึ้น-ลงตามรอบวัน) — ว่ายขึ้นมากินแพลงก์ตอนพืชและสัตว์เล็กที่ผิวน้ำในตอนกลางคืน แล้วดำกลับลงสู่ความลึกในตอนกลางวัน คาร์บอนที่พวกมันกินเข้าไปที่ผิวน้ำ จึงถูก "ขนส่ง" ลงสู่ทะเลลึกโดยตรงผ่านการหายใจ การขับถ่าย และร่างกายของสัตว์ที่ตายลงในที่สุด

นี่คือการอพยพของสิ่งมีชีวิตครั้งใหญ่ที่สุดบนโลก — ใหญ่กว่าฝูงห่านที่บินข้ามทวีป ใหญ่กว่าฝูงวิลเดอบีสต์ที่อพยพในแอฟริกา เพราะมันเกิดขึ้นพร้อมกันทุกคืนในมหาสมุทรทุกแห่งทั่วโลก และคำถามคือ ปั๊มนี้ขนคาร์บอนได้มากแค่ไหนกันแน่?

📊 ตัวเลขที่มีช่องว่างความไม่แน่นอนเท่ากับปริมาณคาร์บอนที่มนุษย์ปล่อยทั้งปี

Ken Buesseler นักเคมีทางทะเลจาก Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) ซึ่งศึกษาปั๊มคาร์บอนของเขตสนธยามานาน ระบุว่าปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ประเมินปริมาณคาร์บอนที่เข้าสู่ twilight zone ผ่านกลไกนี้ไว้ในช่วง 4 ถึง 12 กิกะตันคาร์บอนต่อปี

ตัวเลขนี้อาจฟังดูเป็นแค่ช่วงกว้างๆ ของการประมาณการ แต่ Buesseler ชี้ให้เห็นจุดที่น่าตกใจกว่านั้น — ความไม่แน่นอนระหว่างตัวเลขต่ำสุดกับสูงสุดนี้มีขนาดถึง 8 กิกะตัน ซึ่งใกล้เคียงกับปริมาณคาร์บอนทั้งหมดที่มนุษย์ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในแต่ละปี พูดง่ายๆ คือ ความคลาดเคลื่อนในการวัดปั๊มธรรมชาตินี้เพียงอย่างเดียว มีขนาดใหญ่พอๆ กับผลกระทบทั้งหมดที่มนุษย์สร้างขึ้นในหนึ่งปี

นี่คือเหตุผลที่ WHOI ลงทุนส่งอุปกรณ์ดักตะกอน (sediment trap) ลงไปวัดการไหลของคาร์บอนใน twilight zone อย่างต่อเนื่อง เพราะถ้าลดความไม่แน่นอนนี้ลงได้ จะช่วยให้โมเดลพยากรณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแม่นยำขึ้นอย่างมาก และส่งผลต่อการตัดสินใจลงทุนด้านภูมิอากาศระดับพันล้านดอลลาร์

Buesseler ยังระบุด้วยว่า ถ้าปั๊มชีวภาพนี้หยุดทำงานไปเฉยๆ ปริมาณ CO₂ ในชั้นบรรยากาศจากกิจกรรมมนุษย์จะเพิ่มขึ้นมากกว่าเท่าตัว และอุณหภูมิโลกจะสูงขึ้นถึง 20 องศาฟาเรนไฮต์ (ราว 11 องศาเซลเซียส) เทียบกับปัจจุบัน — ตัวเลขที่มากพอจะเปลี่ยนโลกทั้งใบให้ไม่เหมือนเดิม

แต่ตัวเลขระดับโลกแบบนี้ยังเป็นภาพกว้างเกินไป — นักวิทยาศาสตร์ทีมหนึ่งจึงลงพื้นที่จริงเพื่อวัดผลงานของปลาใน twilight zone โดยตรง

🔬 ลงเรือไปนับปลาจริง 1,415 ตัว เพื่อตอบคำถามที่ยังไม่มีใครวัดได้แม่นยำ

ทีมวิจัยที่นำโดย Helena McMonagle จาก University of Washington และ Woods Hole Oceanographic Institution ร่วมกับนักวิจัยจาก Bermuda Institute of Ocean Sciences และ Virginia Institute of Marine Science ตีพิมพ์ผลการศึกษาใน ICES Journal of Marine Science เมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน 2024

ทีมวิจัยออกเรือสำรวจ 3 ลำในเดือนพฤษภาคม 2021 บริเวณ Porcupine Abyssal Plain ในมหาสมุทรแอตแลนติกตอนเหนือ ใช้อุปกรณ์เก็บตัวอย่างแบบ MOCNESS (ตาข่ายที่เปิด-ปิดได้หลายชั้นตามความลึก) เก็บตัวอย่างปลาได้ทั้งหมด 1,415 ตัว จากความลึก 0-1,000 เมตร โดยเน้นปลา 3 กลุ่มหลักที่พบมากในเขต twilight zone รวมถึงปลาตะเกียง (Myctophidae)

จากนั้นนำข้อมูลชีวมวลและพฤติกรรมการอพยพมาสร้างแบบจำลองทางชีวพลังงาน (bioenergetic model) เพื่อคำนวณว่าปลากลุ่มนี้ปล่อยคาร์บอนออกมาเท่าไหร่ผ่านการหายใจ การขับถ่าย และการตาย

ผลลัพธ์ที่ได้คือ ปลาในเขต twilight zone มีส่วนสร้างคาร์บอนฟลักซ์ (การไหลของคาร์บอน) ที่ความลึก 200 เมตร อยู่ในช่วง 1.6-21 มิลลิกรัมคาร์บอนต่อตารางเมตรต่อวัน คิดเป็นสัดส่วน 0.52%-18% ของปั๊มคาร์บอนชีวภาพทั้งหมด ณ ระดับความลึกนั้น — ตัวเลขที่มีช่วงกว้างมากถึง 12 เท่าระหว่างค่าต่ำสุดกับสูงสุด แสดงให้เห็นว่าแม้จะลงพื้นที่เก็บข้อมูลจริงแล้ว ความไม่แน่นอนก็ยังสูงอยู่มาก

แต่สิ่งที่ทีมวิจัยเน้นย้ำเป็นพิเศษคือข้อแตกต่างสำคัญที่คนทั่วไปมักสับสน — "การขนส่งคาร์บอน" ไม่เท่ากับ "การกักเก็บคาร์บอน" เพราะคาร์บอนที่ปลาพาลงไปส่วนหนึ่งจะถูกย่อยสลายกลับคืนสู่วงจรและลอยกลับขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศในเวลาไม่นาน มีเพียงสัดส่วน 8%-30% ของคาร์บอนที่ปลาขนส่งเท่านั้นที่ถูกกักเก็บไว้จริงในระยะยาว (100 ปีขึ้นไป) ซึ่งเป็นส่วนที่มีผลต่อการชะลอภาวะโลกร้อนอย่างแท้จริง

งานวิจัยนี้พิสูจน์ว่าปลาตัวจิ๋วเหล่านี้มีบทบาทจริงในการควบคุมสภาพภูมิอากาศโลก แม้จะมีสัดส่วนไม่มากเมื่อเทียบกับปั๊มคาร์บอนทั้งระบบ แต่ก็ยากจะทดแทนได้หากประชากรของมันลดลง

และนี่คือจุดที่นำไปสู่ปัญหาใหญ่ที่กำลังจะเกิดขึ้น — เพราะขณะที่นักวิทยาศาสตร์ยังพยายามวัดค่าที่แม่นยำของปั๊มนี้อยู่ อุตสาหกรรมประมงกลับเล็งเห็นโอกาสทางธุรกิจในปลากลุ่มเดียวกันนี้แล้ว

⚖️ เมื่อบริษัทอาหารสัตว์มองเห็น "ปลาฟรี" นับพันล้านตัน แต่โลกอาจต้องจ่ายราคาที่แพงกว่า

ด้วยชีวมวลมหาศาลของปลาในเขต twilight zone ที่แทบไม่เคยถูกจับมาใช้ประโยชน์ อุตสาหกรรมประมงเริ่มสนใจ mesopelagic fishery (การประมงเขตสนธยา) เพื่อนำปลากลุ่มนี้ไปแปรรูปเป็นอาหารสัตว์สำหรับฟาร์มเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ (aquaculture feed) ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วทั่วโลก

ทีมวิจัยนานาชาติที่นำโดยนักวิจัยจาก Agricultural University of Iceland ร่วมกับสถาบันอีก 7 แห่งทั่วยุโรปและสหรัฐฯ (รวมถึง Harvard T.H. Chan School of Public Health และ Wageningen University) ตีพิมพ์งานวิจัยในวารสาร Ambio เมื่อวันที่ 29 สิงหาคม 2024 เพื่อประเมินว่าการเปิดประมงเขต twilight zone จะคุ้มค่าทางเศรษฐกิจจริงหรือไม่ เมื่อชั่งน้ำหนักกับความเสียหายที่อาจเกิดกับระบบปั๊มคาร์บอน

ทีมวิจัยใช้แบบจำลองระบบพลวัต (system dynamics model) ผสานกับเทคนิคการวิเคราะห์การตัดสินใจภายใต้ความไม่แน่นอนสูง (Decision-Making Under Deep Uncertainty) รันการจำลองสถานการณ์ถึง 100,000 ครั้ง เพื่อดูความเป็นไปได้ในหลากหลายเงื่อนไข

ผลลัพธ์แสดงศักยภาพทางเศรษฐกิจที่มหาศาลในตอนแรก — ปริมาณจับปลาต่อปีในค่ากลาง (median) อยู่ที่ 0.22 กิกะตันต่อปี ซึ่งมากกว่าปริมาณการจับสัตว์น้ำจากธรรมชาติทั่วโลกรวมกันในปี 2020 (0.09 กิกะตัน) ถึง 3 เท่า

แต่เมื่อคำนวณผลกระทบด้านคาร์บอนควบคู่กันไป ตัวเลขกลับพลิกกลับด้าน — ในสถานการณ์พื้นฐาน (ไม่มีการจับปลา) ระบบจะกักเก็บคาร์บอนสะสมได้ตลอด 50 ปีที่ค่ากลางราว 86 กิกะตันคาร์บอน แต่เมื่อเปิดให้มีการจับปลาระดับอุตสาหกรรมตามที่ประเมินไว้ ปริมาณคาร์บอนที่เคยถูกกักเก็บไว้ได้นี้จะลดลงไปบางส่วน สร้างความเสียหายทางสังคมจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคิดเป็นมูลค่าสูงถึง 6 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐ ตลอดช่วงเวลาเดียวกัน

ที่น่าสนใจกว่านั้นคือ แม้แต่ในแง่ผลกำไรทางธุรกิจเอง อุตสาหกรรมนี้ก็ไม่ได้การันตีความสำเร็จ — ผลการจำลองพบว่าใน 20% ของสถานการณ์ที่ทดลอง ธุรกิจประมงนี้มีกำไรเป็นศูนย์หรือขาดทุน เนื่องจากความไม่แน่นอนสูงเรื่องพลวัตประชากรปลาในเขต twilight zone ที่ยังไม่มีใครเข้าใจดีพอ

ทีมวิจัยสรุปไว้ตรงไปตรงมาว่า เมื่อพิจารณาความไม่แน่นอนขนาดใหญ่และผลกระทบที่อาจเกิดกับระบบกักเก็บคาร์บอนของมหาสมุทร "แนวทางที่ระมัดระวัง (precautionary approach) ต่อการพัฒนาประมงเขต twilight zone จึงมีความจำเป็น" และการให้ความสำคัญกับการพัฒนาอุตสาหกรรมประมงเหนือการปกป้องสิ่งแวดล้อม จะนำไปสู่ต้นทุนทางสังคมจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่สูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ

ย้อนกลับไปที่ปลาตะเกียงตัวเดิมที่เราเล่ามาตลอดสามบทความนี้ — ตัวที่เคยหลอกโซนาร์กองทัพเรือทั้งกองในสงครามโลกครั้งที่ 2 ตัวที่เรืองแสงหลอกนักล่าใต้ท้องทะเลลึกทุกคืน วันนี้มันกำลังทำหน้าที่ที่ใหญ่กว่านั้นมาก — เป็นฟันเฟืองหนึ่งในระบบที่ช่วยชะลอความร้อนของโลกทั้งใบ โดยที่มนุษย์เพิ่งจะเริ่มเข้าใจว่ามันสำคัญแค่ไหนเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้เอง

ทุกครั้งที่นักดำน้ำกลางคืนเห็นฝูงสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ลอยขึ้นมาใกล้ผิวน้ำ นั่นไม่ใช่แค่การอพยพหาอาหารตามปกติของสัตว์ทะเล — แต่คือส่วนหนึ่งของเครื่องจักรธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดในโลก กำลังทำงานเงียบๆ เพื่อรักษาสมดุลของสภาพภูมิอากาศทั้งใบ ในขณะที่มนุษย์กำลังถกเถียงกันอยู่ว่าจะจับมันไปทำอาหารปลาดีหรือไม่

References

1. The Ocean Twilight Zone's Crucial Carbon Pump — Woods Hole Oceanographic Institution (Ken Buesseler) — biological pump definition, 4-12 gigaton/year estimate, 8-gigaton uncertainty range, 20°F warming projection if pump stops

2. McMonagle, H. et al. "Quantifying uncertainty in the contribution of mesopelagic fishes to the biological carbon pump in the Northeast Atlantic Ocean" — ICES Journal of Marine Science (2024) — field expedition methodology (1,415 fish, MOCNESS sampling), carbon flux 0.52-18% contribution, transport vs. sequestration distinction (8-30% sequestered long-term)

3. Oostdijk, M. et al. "Modeling fisheries and carbon sequestration ecosystem services under deep uncertainty in the ocean twilight zone" — Ambio (2024) — mesopelagic fishery economic modeling, 0.22 Gt/year median yield, 86 Gt baseline (no-fishing) carbon sequestration over 50 years, $6 trillion social cost from fishing scenario, precautionary approach conclusion

4. Biological pump — Wikipedia — gravitational/marine snow pathway vs. active transport pathway mechanisms, sinking rate comparisons