นักวิทยาศาสตร์ พบระบบน้ำบาดาลขนาดยักษ์ใต้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก

นักวิทยาศาสตร์ พบระบบน้ำบาดาลขนาดยักษ์ใต้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก

    

พบระบบน้ำบาดาลขนาดยักษ์ใต้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก คาดเกิดขึ้นราว 5,000-7,000 ปีที่แล้ว 

ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่ามีแหล่งเก็บน้ำใต้ดินอยู่ใต้แผ่นน้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติก ด้วยเหตุผลที่ว่าน้ำนั้นช่วยสร้างความลื่นไหลให้กับฐานกรวดและสร้างการเคลื่อนที่ของฐานน้ำแข็งให้ไหลไปยังทะเล แต่ยังไม่มีใครพบหลักฐานที่ยืนยันจนการสำรวจล่าสุดที่เพิ่งเผยแพร่ในวารสาร Science ได้ยืนยันถึงการมีอยู่ของระบบน้ำบาดาลนี้

ทีมวิจัยที่นำโดยโคลอี้ กุสตาฟซัน (Chole Gustafson) จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียได้ทำแแผนที่ระบบน้ำเค็มบาดาลขนาดยักษ์ที่หมุนเวียนอย่างทรงพลังลึกลงไปใต้ฐานแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกด้านตะวันออกเป็นครั้งแรก และเชื่อว่ามันอาจมีอยู่ทั่วไปในทวีปนี้ แต่ยังไม่ชัดเจนว่ามันมีอิทธิพลมากน้อยเพียงใดต่อแผ่นหรือธารน้ำแข็ง และมีปฎิกิริยาอย่างไรต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

“ผู้คนตั้งสมมติฐานว่าอาจมีน้ำใต้ดินลึกลงไปในตะกอนเหล่านี้ แต่จนถึงตอนนี้ยังไม่มีใครทำแผ่นที่มันได้อย่างละเอียด” กุสตาฟซันกล่าว “ปริมาณน้ำใต้ดินที่เราพบนั้นมีนัยสำคัญ ซึ่งน่าจะส่งผลต่อกระบวนการของกระแส (ธาร) น้ำแข็ง ตอนนี้เราต้องหาข้อมูลเพิ่มเติมและหาวิธีรวมสิ่งนั้นเข้ากับแบบจำลอง”

ทีมวิจัยได้โฟกัสไปยังธารน้ำแข็งที่มีชื่อว่า “Whillans” ซึ่งมีความกว้างราว 96 กิโลเมตร พวกเขาใช้เทคนิคใหม่ที่เรียกว่าการถ่ายภาพด้วยเคลื่อนแม่เหล็ก (Magnetotelluric Imaging) ซึ่งเป็นการวัดระดับความแตกต่างของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่น้ำแข็ง ตะกอน น้ำจืด และน้ำเค็มแสดงออกต่างกัน โดยกุสตาฟซันอธิบายไว้ว่า “เหมือนกับการทำ MRI ของโลก” 

ทำให้พวกเขาสามารถสร้างแผ่นที่ระบบน้ำเค็มบาดาลได้อย่างชัดเจน ซึ่งอยู่ด้านล่างลึกลงไปจากฐานของน้ำแข็งราวครึ่งกิโลเมตรจนถึงเกือบ 2 กิโลเมตร และยืนยันว่ามันเต็มไปด้วยของเหลวตลอดทางซึ่งมีขนาดเท่ากับ “ฐานตึกเอ็มไพร์สเตทไปจนถึงเสาอากาศสูงสุดประมาณ 420 เมตร” กุสตาฟซันกล่าว

ทีมงานตั้งสมมติฐานถึงการมีอยู่ของน้ำเค็มในแหล่งปิดผนึกใต้ฐานแผ่นน้ำแข็งนี้ว่า น้ำจากมหาสมุทรน่าจะไหลเข้าสู่ระบบบาดาลเมื่อราว 5,000 ถึง 7,000 ปีที่แล้วในช่วงที่เวลาอบอุ่น จากนั้นเมื่ออุณหภูมิลดลงแผ่นน้ำแข็งหนาที่ปรากฎขึ้นใหมาได้ปิดผนึกเส้นทางกลายเป็นอย่างปัจจุบัน อย่างไรก็ตามคำว่าปิดผนึกนี้ อาจไม่ได้ถูกปิดสนิดร้อยเปอร์เซ็นต์

เมื่อธารน้ำแข็งเคลื่อนตัว อาจมีน้ำจืดที่ละลายไหลแทรกซึมผ่านตะกอนเข้าไปยังระบบน้ำเค็มบาดาลนี้ หรือบางทีเมื่ออากาศอบอุ่นขึ้น ความกดดันที่อยู่เหนือพื้นลดลง น้ำเค็มบาดาลอาจไหลขึ้นสู่ฐานน้ำแข็งได้เช่นกัน สิ่งเหล่านี้มีอิทธิพลอย่างแน่นอนต่อการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็ง แต่ทีมวิจัยยังไม่ทราบแน่ชัดว่ามีอิทธิพลมากน้อยเพียงใด หรือผลกระทบจากสภาพอากาศเปลี่ยนจะมีอิทธิพลต่อมันแค่ไหน ยังคงเป็นคำถามที่ต้องหาคำตอบต่อไป

“การยืนยันการมีอยู่ของพลวัตน้ำใต้ดินนี้ได้เปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับพฤติกรรมของกระแสน้ำแข็ง และยังมีเรื่องที่เราจำเป็นต้องเรียนรู้เกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างน้ำบาดาลกับแผ่นน้ำแข็งที่เหลืออีกมาก ก่อนที่เราจะสามารถระบุได้อย่างเป็นรูปธรรมถึงการเปลี่ยนแปลงในทวีปแอนตาร์กติกนี้” ทีมวิจัยกล่าวในรายงาน

น้ำบาดาล

น้ำบาดาล หมายถึง

ส่วนของน้ำใต้ผิวดินที่อยู่ในเขตอิ่มน้ำ รวมถึงธารน้ำใต้ดินโดยทั่วไป หมายถึง น้ำใต้ผิวดินทั้งหมด ยกเว้นน้ำภายในโลก ซึ่งเป็นน้ำอยู่ใต้ระดับเขตอิ่มน้ำ

(พจนานุกรมศัพท์ธรณีวิทยา,2530) ในทางกฎหมายน้ำบาดาล
ตามพระราชบัญญัติน้ำบาดาล พ.ศ.2520 กำหนดไว้ว่า น้ำบาดาล หมายความว่า น้ำใต้ดินที่เกิดอยู่ในชั้นดิน กรวด ทราย หรือหิน ที่อยู่ลึกจากผิวดินเกินความลึกที่รัฐมนตรีกำหนด โดยประกาศในราชกิจจานุเบกษา แต่จะกำหนดความลึก น้อยกว่า 10 เมตร มิได้ วิกฤตน้ำบาดาล น้ำบาดาลในกรุงเทพมหานครและรอบข้าง

กรุงเทพมหานครตั้งอยู่ในบริเวณที่ราบลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยาตอนใต้ ลึกลงไปในพื้นดินของเมืองกรุงเทพจะมีแหล่งเม็ดกรวดและทราย ซึ่งจะมีขนาดใหญ่และกลมมน จึงสามารถกักเก็บน้ำบาดาลไว้ได้มากเราเรียกชั้นเม็ดกรวดทรายว่า ชั้นน้ำบาดาล ชั้นน้ำบาดาลนี้ จะวางตัวสลับอยู่กับชั้นของดินเหนียว จึงทำให้มีชั้นน้ำบาดาลหลายชั้น แต่ละชั้นแยกจากกัน เพราะมีชั้นดินเหนียวคั่นอยู่ ชั้นน้ำดังกล่าวแผ่ขยายไปทางทิศเหนือ ถึงจังหวัดชัยนาท และกระจายไปทางทิศตะวันตกและตะวันออกของกรุงเทพ จรดขอบแอ่งเจ้าพระยา แผ่ไปทางใต้จรดอ่าวไทย ดังนั้นกรุงเทพของเราจึงมีแหล่งน้ำบาดาลขนาดใหญ่และมีปริมาณมากที่สุด ผลการเจาะสำรวจปิโตรเลียมพบว่าบริเวณท้องที่อำเภอภาษีเจริญมีชั้นกรวดทรายสลับชั้นดินเหนียวหนาถึง 1,830 เมตร คือเกือบ 2 เมตรและชั้นน้ำบาดาลจากผิวดินลึกลงไป 600 เมตร แบ่งได้ 8ชั้น ส่วนที่ลึกลงไปกว่านั้นก็ยังมีชั้นบาดาลอยู่อีก แต่ยังไม่มีการใช้ ชั้นน้ำ 8 ชั้นดังกล่าวมีดังนี้

ชั้นที่ 1 ชั้นน้ำกรุงเทพฯ ความลึก 50 เมตร เป็นชั้นน้ำบนสุดและส่วนบนของชั้นน้ำปกคลุมด้วยดินเหนียว ชั้นน้ำกรุงเทพฯมีปริมาณน้ำมาก แต่คุณภาพไม่เหมาะสมกับการบริโภคเพราะเป็นน้ำเค็ม ยกเว้นด้านใต้และตะวันตกเฉียงใต้ของกรุงเทพที่เป็นน้ำกร่อยพอจะใช้ได้แทรกอยู่ในระดับ 50-60 เมตร

ชั้นที่ 2 ชั้นน้ำพระปะแดง ความลึก 100 เมตร เป็นชั้นน้ำที่อยู่ถัดจากชั้นน้ำกรุงเทพฯ ปริมาณน้ำในชั้นน้ำนี้มีมากเหมือนกัน แต่คุณภาพจะเป็นน้ำกร่อย หรือไม่ก็ค่อนข้างเค็มเป็นส่วนใหญ่ จะมีที่เป็นน้ำจืดก็คือบริเวณอำเภอพระปะแดง อำเภอเมืองสมุทรปราการ และฝั่งธนบุรีตอนใต้ ซึ่งปัจจุบันเปลี่ยนไปเป็นน้ำกร่อย และบางแห่งเปลี่ยนไปเป็นน้ำเค็มไปแล้ว เนื่องจากมีการสูบน้ำขึ้นมาใช้เป็นจำนวนมาก

ชั้นที่ 3 ชั้นน้ำนครหลวง ความลึก 150 เมตร เป็นชั้นน้ำที่อยู่ถัดจากชั้นน้ำพระปะแดงลงไป ประกอบด้วยกรวดทรายที่แผ่ขยายไปถึง จังหวัด ชัยนาท และไปทางตะวันออกและตะวันตก เป็นชั้นน้ำที่มีการสูบน้ำมาใช้กันมากที่สุด เนื่องจากเป็นน้ำดีทั้งปริมาณและคุณภาพ ยกเว้นบริเวณฝั่งธน และตอนใต้ของกรุงเทพฯ ที่เป็นน้ำกร่อยถึงเค็ม บ่อที่เจาะลึกถึงชั้นน้ำนครหลวงสามารถสูบน้ำได้อัตรา 100-300 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง

ชั้นที่ 4 ชั้นน้ำนนทบุรี ความลึก 200 เมตร ชั้นน้ำนี้วางตัวขนานกับชั้นน้ำนครหลวง มีคุณสมบัติทางอุทกธรณีวิทยา คล้ายคลึงกับสภาพน้ำบาดาลในชั้นน้ำนครหลวง ปริมาณน้ำสามารถสูบได้ถึง 150-300 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่งโมง ซึ่งในชั้นเดิมทีก่อนปี 2518 ไม่ค่อยได้มีการเจาะลึกลงมาสถึงเพราะอยู่ลึกมากทำให้ค่าใช้จ่ายสูง แต่เมื่อชั้นน้ำนครหลวงเริ่มเกิดวิกฤตการณ์น้ำบาดาลขึ้นคุณภาพที่ดีเริ่มเปลี่ยนไป ในปัจจุบันบ่อน้ำบาดาลขนาดใหญ่ๆ ของการประปานครหลวง และโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ได้เจาะลึกถึงชั้นน้ำนนทบุรีแล้ว จึงทำให้เกิดวิกฤตการณ์น้ำบาดาลในบางบริเวณขึ้นแล้วขณะนี้

ชั้นที่ 5 ชั้นน้ำสามโคก ความลึก 300 เมตร ชั้นน้ำนี้วางตัวอยู่ใต้ชี้นนนทบุรี บ่อน้ำบาดาลส่วนใหญ่ที่เจาะอยู่ในชั้นนี้จะอยู่บริเวณเหนือ จ.นนทบุรี จนถึงตัว จ.ปทุมธานี คุณภาพน้ำไกล้เคียงกับชั้นน้ำนนทบุรี แต่มีปริมาณน้ำน้อยกว่า

ชั้นที่ 6 ชั้นน้ำพญาไท ความลึก 350 เมตร ชั้นน้ำพญาไทนี้มีลักษณะทางอุทกธรณีวิทยา และสภาพน้ำบาดาลเหมือนกับชั้นน้ำสามโคก โดยมีแหล่งน้ำจืดเฉพาะด้านเหนือ ตะวันออก และตะวันตกเฉียงใต้ของกรุงเทพมหานคร ส่วนทางใต้และเขตธนบุรีจะเป็น น้ำเค็ม

ชั้นที่ 7 ชั้นน้ำธนบุรี ความลึก 450 เมตร ชั้นน้ำธนบุรีนี้จะอยู่ใต้ชั้นน้ำพญาไท น้ำบาดาลในชั้นนี้ส่วนใหญ่จะเป็นน้ำจืดและค่อนข้างจืด ยกเว้นบริเวณฝั่งตะวันตกเฉียงใต้ของธนบุรี จะเป็นน้ำกร่อยจึงเค็ม

ชั้นที่ 8 ชั้นน้ำปากน้ำ ความลึก 500 เมตร เป็นชั้นน้ำบาดาลที่ลึกที่สุดที่ให้น้ำจืดทุกบริเวณ ในปัจจุบันได้มีโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เจาะบ่อและสูบน้ำจากชั้นน้ำนี้ โดยเฉพาะในบริเวณที่ชั้นน้ำระดับตื้นกว่าเป็นน้ำเค็ม เช่น บริเวณอำเภอพระปะแดง จ.สมุทรปราการ บ่อสามารถสูบได้มากกว่า 45 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่งโมง และชั้นน้ำนี้ให้ความร้อนอุณหภูมิสูงถึง 48 องศาเซลเซียส เพราะฉะนั้นน้ำที่สูบขึ้นมาจะเป็นน้ำร้อน เรียบ

เรียงข้อมูลโดยmanman