การระเบิดภูเขาไฟในอดีตกับการเกิดภาวะทุพภิกขภัย

แม้โลกของเราจะเป็นสิ่งไม่มีชีวิต แต่มันก็มีการเคลื่อนไหว คือ ไม่หยุดนิ่งตลอดเวลา โดยในบางครั้งการเคลื่อนไหวอาจจะรุนแรงจนทำให้เกิดภัยธรรมชาติ เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด อุทกภัยน้ำท่วมใหญ่ วาตภัยทอร์นาโด และสึนามิได้ ตามปกติภัยเหล่านี้ บางครั้งก็เกิดอย่างกะทันหัน คือ ประชาชนคนในชาติไม่รู้ตัวล่วงหน้าเป็นเวลานาน ๆ และเมื่อภัยนั้นสิ้นสุด ความหายนะที่เกิดตามมาในบางครั้งก็อาจทำให้อาณาจักรล่มสลายไป อย่างที่คนรุ่นหลังไม่รู้สาเหตุ 

ดังเช่น การระเบิดของภูเขาไฟ Thera เมื่อ 16 ศตวรรษก่อนคริสตกาลที่ได้ทำลายอารยธรรม Minoan และการระเบิดของภูเขาไฟ Visuvius เมื่อค.ศ.79 ที่ได้พ่นลาวาทับถมเมือง Pompeii และ Herculaneum อย่างสนิทสมบูรณ์ จนกระทั่ง Domenico Fontana ได้ขุดพบซากเมืองที่ถูกทับถมเมื่อปี 1709 โลกจึงได้รู้สาเหตุ และความเป็นไปของมหาวิบัตภัยในครั้งนั้น 
 
ปรากฏการณ์ผีเสื้อ (butterfly effect) เป็นผลที่เกิดจากอิทธิพลของสิ่งรบกวนที่มีต่อระบบ แม้อิทธิพลดังกล่าวจะแผ่วเบาและไม่รุนแรงสักเพียงใด ก็อาจจะสร้างผลกระทบที่ยิ่งใหญ่ได้ เปรียบเสมือนกับการวิวาทระหว่างคนสองคนสามารถทำให้เกิดสงครามกลางเมืองได้ เพราะน้ำผึ้งหยดเดียวหรือการโบยบินของผีเสื้อ ณ สถานที่หนึ่งบนโลกก็สามารถทำให้เกิดพายุเฮอริเคนในบริเวณที่อยู่อีกฟากหนึ่งของโลกได้ แต่ตราบถึงวันนี้ก็ยังไม่มีใครสามารถอ้างได้ว่า พายุไต้ฝุ่น Rai ที่เกิดในฟิลิปปินส์ เมื่อเร็ว ๆ นี้ เป็นผลที่เกิดจากการบินของผีเสื้อตัวใดในประเทศไทย

ตามปกตินักประวัติศาสตร์ในอดีตและนักธรณีวิทยาในปัจจุบัน มักจะมีข้อมูลวัน/เดือน/ปีที่ภูเขาไฟระเบิด ตลอดจนถึงวันเวลาที่โลกประสบภาวะทุพภิกขภัย แต่มักไม่มีใครเชื่อมโยงเหตุการณ์ทั้งสองว่าเป็นเหตุและผลของกันและกัน เพราะเวลาภูเขาไฟระเบิด จะมีเหตุการณ์พ่นฝุ่นละออง ควัน เถ้าถ่านลาวาออกมา รวมถึงละอองของเหลว (aerosol) ในปริมาณมากจะลอยขึ้นเบื้องบนจนสามารถบดบังแสงอาทิตย์ไม่ให้ตกกระทบพื้นดินเบื้องล่างได้เป็นเวลานาน ฝุ่นละอองเหล่านั้นยังสามารถสะท้อนแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบมันให้กลับคืนสู่อวกาศได้ด้วย เหตุการณ์นี้จึงมีผลทำให้อุณหภูมิของบรรยากาศโลกเบื้องล่างลดต่ำ เช่น ในปี 1991 ภูเขา Pinatubo ในประเทศฟิลิปปินส์ได้ระเบิด มีผลทำให้อุณหภูมิของบรรยากาศโลกในปีนั้นลดลง 0.4 องศาเซลเซียส ซึ่งถ้าเป็นเวลานานก็จะทำให้การทำเกษตรกรรมของเกษตรกรล้มเหลว คือ ไม่ได้ผล และผู้คนจำนวนมากต้องอดอาหารล้มตาย
 
ในปี 1815 ภูเขาไฟ Tambora ในประเทศอินโดนีเซียได้ระเบิดพ่นควันขึ้นสูงกว่า 40 กิโลเมตร และพ่นฝุ่นออกมาในปริมาณมากถึง 100 ลูกบาศก์กิโลเมตร ซึ่งมีผลทำให้เกษตรกรทั้งในทวีปอเมริกาเหนือและยุโรปทำการเกษตรกรรมไม่ได้ผล จนภาวะทุพภิกขภัยได้เกิดขึ้นในหลายประเทศทั่วโลก และบางประเทศในปีนั้นไม่มีฤดูร้อน คือ มีอุณหภูมิไม่สูงทั้งปี



เมื่อวันที่ 27 สิงหาคม ปี 1883 ภูเขาไฟ Krakatoa ในประเทศอินโดนีเซีย ซึ่งตั้งอยู่บนเกาะในช่องแคบ Sunda ที่คั่นอยู่ระหว่างเกาะ Sumatra กับเกาะ Java ได้ระเบิด และได้พ่นควันขึ้นสูง 30 กิโลเมตรกับพ่นฝุ่นออกมาในปริมาณมากถึง 10^10 ลูกบาศก์เมตร ความรุนแรงของการระเบิดครั้งนั้น ได้ทำให้คนเสียชีวิตประมาณ 35,500 คน และคลื่นสึนามิที่เกิดขึ้นได้เดินทางไกลไปจนถึงเกาะ Zanzibar ของประเทศ Tanzania ในทวีปแอฟริกาที่อยู่ห่างออกไป 5,000 กิโลเมตร

สำหรับการบันทึกผลกระทบทางสังคมที่เกิดขึ้นจากภัยธรรมชาติในอดีตนั้น นักภูเขาไฟวิทยาได้ตั้งข้อสังเกตว่า มักไม่มีปรากฏในประวัติศาสตร์ ดังนั้น ในบางครั้งเราปัจจุบันจึงไม่รู้ว่าเหตุใดบางอาณาจักรโบราณจึงสาบสูญ และอะไรคือสาเหตุสำคัญที่ทำให้อาณาจักรนั้นล่มสลาย ดังเช่น กรณีอาณาจักร Akkadian ที่เคยตั้งอยู่ในตะวันออกกลาง เป็นต้น



ย้อนอดีตไปเมื่อ 4,500 ปีก่อน ก่อนที่ราชวงศ์ฮั่นจะขึ้นปกครองประเทศจีน ก่อนที่อาณาจักร Marcedonia จะมีจักรพรรดิ Alexander และก่อนที่จักรพรรดิ Nero จะทรงเผากรุงโรม โลกมีอาณาจักรโบราณหนึ่งชื่ออาณาจักร Akkadian ซึ่งเป็นอาณาจักรแรกที่ตั้งอยู่ในดินแดน Mesopotamia คั่นอยู่ระหว่างแม่น้ำ Tigris กับ Euphrates และมีเมืองหลวงชื่อ Akkad และประวัติศาสตร์ได้บันทึกว่าชาว Akkadian เป็นชนที่มีอารยธรรมสูง เพราะสามารถขุดคลอง สร้างอารามวิหาร อนุสาวรีย์ รูปปั้น รวมถึงรู้จักทำการเกษตรกรรม แต่ในเวลาต่อมาอาณาจักรนี้ได้ล่มสลายไปเมื่อประมาณ 2,137 ก่อนคริสตกาล โดยไม่รู้สาเหตุใด ๆ



อาณาจักร Akkadian ถือกำเนิดเมื่อประมาณ 2350-2150 ปีก่อนคริสตกาล และมีกษัตริย์ผู้ยิ่งใหญ่พระองค์หนึ่ง ทรงพระนามว่า Sargon ซึ่งพระองค์ในวัยทารกได้ถูกมารดาคลอดทิ้งที่ใกล้ฝั่งแม่น้ำ Euphrates เมื่อเสด็จขึ้นครองราชย์ พระองค์ทรงเป็นมหาราชผู้ยิ่งใหญ่ ทรงมีเมืองน้อยใหญ่ในอาณาจักรร่วม 20 เมือง จึงเป็นพื้นที่ในความปกครองที่กว้างใหญ่ ตั้งแต่อ่าว Persia ไปจนถึงต้นแม่น้ำ Euphrates อีกทั้งมีที่ราบสูง Habur และมีเนินดินซึ่งเคยเป็นที่ตั้งของหมู่บ้านโบราณ Leilan (Tell Leilan) ยุคหินใหม่ เป็นต้น

ประวัติศาสตร์ได้มีบันทึกเป็นอักษรลิ่ม (cuneiform) ว่าชาว Akkadian เป็นชนที่มีอารยธรรมสูง รู้จักติดต่อค้าขายกับผู้คนในอาณาจักรใกล้เคียง และได้บังคับให้บรรดาเมืองขึ้นต้องส่งส่วยเป็นข้าวสาลีและข้าวบาเลย์มาถวายเป็นราชบรรณาการต่อกษัตริย์ Sargon แต่เมื่อสิ้นสุดยุคของพระองค์ พระราชนัดดาได้เสด็จขึ้นครองราชย์แทน แล้วทุกสิ่งทุกอย่างก็เสื่อมลง ๆ จนจบสนิท โดยไม่มีการบันทึกใด ๆ ว่าอาณาจักรได้สาบสูญไปเพราะเหตุใด และโดยผู้ใด

คำตอบของปริศนานี้ได้รับการเฉลยเมื่อ 28 ปีก่อนนี้เอง ในวารสาร Science โดย Harvey Weiss จากมหาวิทยาลัย Yale ในประเทศสหรัฐอเมริกากับ Marie-Agnes Courty จาก National Centre for Scientific Research (CNRS) ที่ Paris ในประเทศฝรั่งเศส ซึ่งได้ชี้แจงว่าอาณาจักร Akkadian ต้องล่มสลาย เพราะได้เกิดมหันตภัยด้านการเปลี่ยนแปลงของดินฟ้าอากาศอย่างรุนแรงจนทำให้อาณาจักรต้องประสบภัยแล้งติดต่อกันเป็นเวลานานถึง 300 ปี จึงมีผลทำให้ชาวเมืองและชาวบ้านอดอยากมาก จนต้องแย่งอาหารกัน ผู้คนจึงพากันอพยพออกจากอาณาจักรไปตั้งถิ่นฐานทำมาหากินใหม่ แต่ตลอดเวลาที่ผ่านไป ชาวเมืองได้กล่าวโทษว่าพระราชนัดดาในกษัตริย์ Sargon ทรงดูแคลนเทพเจ้า ๆ จึงทรงลงโทษ

แต่ Weiss กับ Courty ได้ให้คำอธิบายใหม่ว่า การเปลี่ยนแปลงของดินฟ้าอากาศในเวลานั้น เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟในประเทศตุรกีที่ตั้งอยู่ใกล้อาณาจักร Akkadian โดย Weiss ได้ข้อสรุปนี้จากการศึกษาดินในเมืองชื่อ Shekhna ซึ่งเป็นเมืองโบราณของอาณาจักร Akkadian (เมืองนี้อยู่ในประเทศ Syria ปัจจุบัน) และในเวลานั้นมีประชากรประมาณ 10,000 คน การวิเคราะห์ดินโคลนในเมืองอายุ 4200 ปี แสดงให้เห็นว่ากำแพงเมืองที่ถูกทิ้งร้างได้ทรุดลง และในดินไม่มีร่องรอยของไส้เดือนเลย ด้าน Courty ได้ใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูตัวอย่างของดินที่ติดอยู่กับหลังคาอาคาร และเห็นเถ้าถ่านภูเขาไฟแฝงอยู่เป็นชั้นหนาประมาณ 6 มิลลิเมตร รวมถึงเห็นเถ้าถ่านอยู่ใต้โคลนที่หนา 20-50 เซนติเมตรด้วย และชั้นดินโคลนนี้ก็ไม่มีร่องรอยของไส้เดือนมารบกวนเช่นกัน นั่นแสดงว่า ตลอดระยะเวลาร่วม 300 ปี แผ่นดินนี้ได้ปราศจากการทำเกษตรกรรม

การสำรวจในพื้นที่อื่นก็ให้ผลเช่นเดียวกัน คือ มีซากอาคารร้าง มีเถ้าถ่านภูเขาไฟและฝุ่นจากพายุทราย จนกระทั่งเวลา 300 ปีผ่านไป ฝนก็ได้ตกในดินแดนนั้นอีกครั้งหนึ่ง จากนั้นผู้คนก็ได้หวนกลับมาอาศัยอยู่เหมือนเดิมอีก และอาณาจักรใหม่ได้ถือกำเนิดเป็นอาณาจักร Babylon ซึ่งมีเมืองหลวง คือ Babylon

บทเรียนที่ได้จากการศึกษาประวัติศาสตร์เรื่องนี้ คือ ถ้ามนุษย์ปัจจุบันทำให้บรรยากาศมีมลภาวะ มลวัตถุ มลแก๊สมากขึ้น ๆ ในที่สุดภาวะโลกร้อนก็จะเกิดขึ้น ดังนั้นถ้าดินแดนใดบนโลกปัจจุบัน มีอันเป็นไปในทำนองเดียวกันกับอาณาจักร Akkadian คนในชาตินั้นก็คงไม่ถึงกับอดอาหารตาย เพราะในสมัยนี้ภาวะการอดอาหารตายทั้งประเทศนั้นคงไม่มีอีก ด้วยโลกมีองค์กรสากลเรื่องอาหาร ที่ช่วยกันป้องกันภัยประเภทนี้แล้ว



ปัจจุบัน เปรูเป็นอีกประเทศหนึ่งในทวีปอเมริกาใต้ที่มีภูเขาไฟที่ยังไม่ดับเป็นจำนวนมาก และการระเบิดของภูเขาไฟชื่อ Huaynaputina เมื่อปี 1600 ก็ได้เปลี่ยนแปลงสภาพดินฟ้าอากาศบนโลกไปมาก จนทำให้เกิดภาวะอาหารขาดแคลนมากในประเทศรัสเซีย เพราะปริมาณของกำมะถันที่มีมากในละอองของเหลวที่พ่นออกมาจาก Huaynaputina ได้ทำให้บรรยากาศโลกเย็นลง จนมีผลทำให้การปลูกองุ่นและการทำอุตสาหกรรมเหล้าองุ่นในเปรูในช่วงปี 1600-1601 ได้รับความกระทบกระเทือนหนัก และในเวลาเดียวกันที่ประเทศสวีเดนก็มีรายงานหิมะตกหนักมากผิดปกติ รวมทั้งมีเหตุการณ์น้ำท่วมบ่อย ในประเทศฝรั่งเศสก็ได้รับผลกระทบเช่นกัน เพราะช่วงเวลาเก็บเกี่ยวผลองุ่นต้องถูกเลื่อนออกไป และในประเทศสวิสเซอร์แลนด์ก็มีรายงานว่า ฤดูหนาวของปีนั้น อากาศได้หนาวที่สุดในรอบ 335 ปี สำหรับในประเทศเยอรมนี ก็มีรายงานว่า ปริมาณการผลิตเหล้าองุ่นได้ลดลงถึง 95%



ประเทศเปรูนั้น มีเทือกเขา Andes เป็นเทือกเขายาวที่สุดในโลกทอดผ่าน โดยทอดขนานไปกับฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ และเป็นทิวเขาที่มีภูเขาไฟเป็นจำนวนมาก เมื่อถึงเดือนกุมภาพันธ์ ปี 1600 ภูเขาไฟ Huaynaputina (ชื่อนี้แปลว่า “ภูเขาไฟลูกใหม่”) ได้ระเบิด และเป็นการระเบิดที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในช่วง 500 ปี ของภูเขาไฟ ในทวีปอเมริกาใต้ การระเบิดที่นาน 2 สัปดาห์ได้พ่นเถ้าถ่านมากถึง 12 ลูกบาศก์กิโลเมตรขึ้นสู่ชั้นบนของบรรยากาศโลก กระแสลาวาที่ไหลออกจากปากปล่องได้ทำลายบ้านเรือนไปหลายร้อยหมู่บ้าน และลาวาได้ไหลไปเป็นระยะทางไกลประมาณ 120 กิโลเมตร ปริมาณฝุ่นในอากาศที่มาก นอกจากจะทำให้ชาวบ้านไม่ได้เห็นดวงอาทิตย์นานเป็นเดือน ยังทำให้ผลิตผลทางการเกษตรกรรมในประเทศได้ถูกทำลายไปเป็นเวลานานถึง 3 ปีด้วย

นักอุตุนิยมวิทยาได้ตั้งข้อสังเกตเกี่ยวกับการระเบิดของภูเขาไฟลูกนี้ว่า แก๊ส sulfur dioxide ที่ถูกพ่นออกสู่บรรยากาศโลก เมื่อเผชิญไอน้ำในอากาศ ได้กลั่นตัวเป็นหยดกรด เข้าทำลายแก๊สโอโซนที่อยู่ในบรรยากาศชั้นสูง แล้วตกลงสู่น้ำแข็งที่ขั้วโลกในปริมาณมาก โดยเฉพาะบนเกาะ Greenland และในทวีป Antarctica หลังจากที่ได้ลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศนานเป็นเดือน นักภูเขาไฟวิทยายังได้คาดการณ์ว่า ปริมาณฝุ่นกำมะถันในอากาศที่ภูเขาไฟ Huaynaputina พ่นออกมาในครั้งนั้นอาจมีมากตั้งแต่ 16-32 ล้านตัน แม้กำมะถันส่วนใหญ่จะมิได้มีในลาวา แต่การวิเคราะห์องค์ประกอบของแร่ apatite ได้แสดงให้เห็นว่า หินเหลว (magma) ที่อยู่ใต้ผิวโลก มีกำมะถันมากถึง 41 ล้านตัน

ปริมาณแก๊ส sulfur dioxide ที่ถูกพ่นออกมาจากภูเขาไฟ Huaynaputina นั้น มีมากพอ ๆ กับแก๊สชนิดเดียวกับที่ถูกพ่นออกมาจากภูเขาไฟ Tambora ดังนั้นนักอุตุนิยมวิทยาจึงคิดว่าผลกระทบที่เกิดขึ้นก็จะต้องคล้าย ๆ กัน และปรากฏว่าในปี 1601 บริเวณทางตอนเหนือของโลกมีอากาศเย็นมาก เพราะอุณหภูมิได้ลดต่ำมากที่สุดในช่วงเวลา 500 ปีที่ผ่านมา เช่น ประเทศสวิสเซอร์แลนด์มีอุณหภูมิต่ำสุดในประวัติการบันทึกตั้งแต่ปี 1525 ถึง 1860 ด้านประเทศ Estonia , Latvia และ Sweden ก็มีอุณหภูมิต่ำที่สุดในฤดูหนาวของปี 1601-1602 เช่นกัน ดังนั้นในภาพรวมของประชาชนในประเทศต่าง ๆ ทั่วโลกได้ประจักษ์ในผลกระทบที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ Huaynaputina กันถ้วนทั่ว โดยเฉพาะปี 1601 ได้ถือเป็นจุดเริ่มต้นของความทุกข์ยากในรัสเซียทั้งประเทศ เพราะในฤดูร้อนของปีนั้นได้มีพายุฝนตกหนักมาก จนทำให้พืชที่เกษตรกรปลูกถูกน้ำท่วมตายหมด อากาศที่ผิดปกตินี้ ได้ทำให้เกิดภาวะทุพภิกขภัย จนมีคนล้มตายมากประมาณ 2 ล้านคน หรือประมาณ 1/3 ของประชากรทั้งประเทศ และที่กรุง Moscow เอง มีคนเสียชีวิตประมาณ 1 แสนคน การสูญเสียเช่นนี้ ได้ทำให้เกิดความไม่สงบสุขภายในประเทศ จนทำให้เกิดการล้มล้างการปกครองของซาร์ Boris Godunov

ด้าน Lee Siebert ซึ่งเป็นนักภูเขาไฟวิทยาในสังกัดสถาบัน Smithsonian Institution ณ กรุง Washington D.C. ก็เห็นด้วย โดยได้ยกตัวอย่างว่า ในปี 1783 ภูเขาไฟ Laki ในประเทศ Iceland ได้ระเบิด ทำให้สัตว์เลี้ยงจำนวนมากกว่าครึ่งต้องเสียชีวิต ประเทศจึงประสบภาวะขาดแคลนอาหารมากและ 1/4 ของประชาชนไอซ์แลนด์ต้องเสียชีวิต นอกจาก Laki แล้ว ที่ประเทศญี่ปุ่นก็มีการระเบิดของภูเขาไฟ Asama ซึ่งได้เข้ามาซ้ำเติมจนทำให้คนญี่ปุ่นเสียชีวิตประมาณ 65,000 คน

โดยทั่วไป เราจึงสามารถสรุปได้ว่า การระเบิดของภูเขาไฟถ้ายิ่งใหญ่ จะทำให้อุณหภูมิของอากาศยิ่งลด และฤดูหนาวจะยิ่งยาวนาน นักวิทยาศาสตร์จึงได้จัดแบ่งประเภทการระเบิดเป็นดัชนีการระเบิดของภูเขาไฟ (Volcanic Explosivity Index , VEI) เพื่อบอกให้รู้ว่าภูเขาไฟได้พ่นวัสดุต่าง ๆ ออกมาในปริมาณมากเพียงใด และกลุ่มควันได้ลอยขึ้นสูงเพียงใด

สำหรับการระเบิดของภูเขาไฟ Huaynaputina เมื่อปี 1600 นั้น ได้รับการจัดอันดับให้มี VEI เท่ากับ 6 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าปริมาณสสารที่ถูกพ่นออกมามีปริมาตรมากกว่า 10 ลูกบาศก์กิโลเมตร และควันได้ลอยขึ้นสูงกว่า 25 กิโลเมตร ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับภูเขาไฟ Tambora ที่มี VEI เท่ากับ 7 เพราะสสารที่ถูกขับออกมาจากภูเขาไฟนั้นมีมากกว่า 100 ลูกบาศก์กิโลเมตร แต่ควันเขม่าได้ลอยขึ้นสูงพอ ๆ กับภูเขาไฟ Huaynaputina

สถิติที่นับตั้งแต่ปี 1601 เป็นต้นมา โลกมีภูเขาไฟที่ระเบิดรุนแรงพอ ๆ กับ Huaynaputina คือมี VEI=6 ได้แก่ Laki (ปี 1783) , Krakatoa (ปี 1883) และ Pinatubo (ปี 1991) แต่ผลกระทบทางสังคมในการระเบิดของภูเขาไฟทั้งสามลูกนี้มีน้อยคือไม่มากเท่า Huaynaputina
เพราะในอดีต เมื่อปี 1600 โลกกำลังตกอยู่ในยุคน้ำแข็งน้อย (Little Ice Age) ที่มีฤดูหนาวรุนแรง ส่วนฤดูร้อนและฤดูใบไม้ผลิก็มีอากาศที่มีอุณหภูมิค่อนข้างเย็น และฝนตกชุกกว่าปกติแล้ว การระเบิดของภูเขาไฟ Huaynaputina จึงได้เข้ามาซ้ำเติมความผิดปกตินี้ให้รุนแรงขึ้น

นักประวัติศาสตร์ยังได้ตั้งข้อสังเกตอีกว่า นับตั้งแต่ปี 1500 เป็นต้นมา จำนวนประชากรในหลายประเทศทั่วโลกได้เพิ่มขึ้น 2 เท่า แต่ปริมาณการผลิตอาหารมิได้เพิ่มมากตามในอัตราเดียวกัน จึงทำให้ประชากรในหลายประเทศต้องอดอาหารตาย ก่อกบฏ และสร้างความวุ่นวายมากจนคนในสังคมตั้งรับไม่ทัน

แต่ในคริสต์ศตวรรษที่ 21 นี้ การมีเทคโนโลยีที่ทันสมัยได้ช่วยให้มนุษย์ทั่วโลกสามารถติดต่อสื่อสารถึงกันได้อย่างสะดวกสบาย ทำให้มนุษย์มีโอกาสจะอยู่รอดได้มากกว่า สามารถให้ความช่วยเหลือกันได้ดีกว่าเก่า ดังนั้นผลกระทบอย่างรุนแรง เช่น การล่มสลายของอารยธรรมจึงแทบไม่มีโอกาสจะเกิด

นอกจากนี้ สังคมในอดีตนั้นเกษตรกรในพื้นที่ต่าง ๆ ทั่วโลก มักทำการเกษตรโดยปลูกพืชพันธุ์หลายชนิด ดังนั้นเวลาพื้นที่ใดพื้นที่เดียวทำเกษตรกรรมไม่ได้ ผลกระทบจึงไม่รุนแรง แต่ปัจจุบัน การทำเกษตรกรขนาดใหญ่มักปลูกพืชที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับการปลูกพืชชนิดเดียว ดังนั้นเวลาเกิดภัยภูเขาไฟระเบิด ผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรชนิดนั้นก็จะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ถึงวันนี้ โลกมีอาหารเพียงพอจะเลี้ยงคนทั้งโลกให้อยู่ได้นานประมาณ 90 วัน แต่เมื่อจำนวนประชากรเพิ่มทุกวัน ความกดดันทางอาหาร น้ำ และทรัพยากรอื่น ๆ ก็จะเพิ่มด้วย ในบางประเทศ เช่น จีน การครองชีพที่เพิ่มมาตรฐาน และการบริโภคอาหารที่เพิ่ม โดยใช้เทคโนโลยีขั้นสูง จะไม่ทำให้จีนต้องประสบภาวะทุพภิกขภัย แต่ถ้าภูเขาไฟระเบิด ในประเทศอื่นภาวะทุพภิกขภัยก็อาจจะเกิดขึ้นได้
นักภูเขาไฟวิทยาปัจจุบันมีวิธีที่จะรู้ตัวล่วงหน้าก่อนเหตุการณ์จะเกิดจริงหลายวิธี เช่น ใช้ดาวเทียมวัดลักษณะการเคลื่อนที่ของแผ่นดินในทิศทางต่าง ๆ ควบคู่ไปกับการใช้ machine learning และปัญญาประดิษฐ์ เพื่อทำนายสภาพการระเบิดของภูเขาไฟในประเด็นต่าง ๆ เช่น เวลาระเบิด ความรุนแรง ทิศทาง และปริมาณการไหลของลาวา ฯลฯ

แม้โลกจะมีประชากรประมาณ 800 ล้านคน ที่ตั้งบ้านเรือนอาศัยอยู่ไม่ไกลจากภูเขาไฟเป็นระยะทางกว่า 100 กิโลเมตร แต่ภูเขาไฟเหล่านี้ก็ไม่ได้มีการติดตามดูตลอดเวลา

ถึงวันนี้โลกมีนักวิจัยหลายกลุ่มที่กำลังพัฒนาเทคนิคการสังเกตสภาพของภูเขาไฟอยู่ เช่น Juliet Biggs แห่งมหาวิทยาลัย Bristol ในประเทศอังกฤษ ได้ใช้ดาวเทียม 2 ดวงในโครงการ European Sentinel-1 mission เพื่อเก็บข้อมูลภูเขาไฟทุกลูกในโลก โดยให้ดาวเทียมโคจรผ่านภูเขาไฟลูกเดิมทุก 6 , 12 และ 24 วัน แล้ววัดระยะทางระหว่างดาวเทียมกับแผ่นดินเบื้องล่าง ก็จะทำให้รู้การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นว่า พื้นดินได้ยกตัวหรือทรุดลงเพียงใด แต่การแปลข้อมูลนี้ก็ต้องระมัดระวัง เพราะไอน้ำที่มีอยู่ในบรรยากาศโลกจะเปลี่ยนแปลงสมบัติของคลื่นเรดาห์ที่รับได้ ซึ่งเป็นเรื่องสำคัญ จน Biggs ต้องหาวิธีแก้ไข หลังจากที่เธอได้วิเคราะห์คลื่นก่อนการระเบิดของภูเขาไฟ Agung บนเกาะ Bali ในประเทศอินโดนีเซีย เมื่อเดือนพฤศจิกายน ปี 2017 และพบว่าได้มีเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กประมาณ 100 ครั้ง ก่อนภูเขาไฟจะระเบิดจริงในอีก 2 เดือนต่อมา จนทำให้ต้องมีการอพยพผู้คน 140,000 คน ออกจากพื้นที่อันตราย



เมื่อ Biggs ได้แก้ไขการบิดเบือนของคลื่นแล้ว ก็พบว่าแผ่นดินรอบภูเขาไฟ Agung ได้ยกตัวขึ้นสูงประมาณ 10 เซนติเมตรก่อนจะระเบิดจริง

ถึงวันนี้ Biggs ได้ขยายเครือข่ายการสำรวจ Neural Network ไปศึกษาสภาพทางกายภาพของภูเขาไฟกว่า 900 ลูกแล้ว เพื่อดูการเปลี่ยนแปลงของแผ่นดินที่ทำให้ภูเขาไฟเปลี่ยนรูปทรง และที่มหาวิทยาลัย Cornell ในประเทศสหรัฐอเมริกา ก็มีทีมวิจัยภายใต้การนำของ Matt Pritchard ซึ่งได้พัฒนาขั้นตอนการทำงานอย่างละเอียด (algorithms) เพื่อวัดอุณหภูมิของผิวภูเขาไฟ ชนิดของแก๊สและฝุ่นที่พวยพุ่งออกมา การทำงานร่วมกันระหว่างทีมของ Pritchard กับ Biggs โดยใช้เทคนิค machine learning วิเคราะห์ข้อมูลดาวเทียม Terra และ Aqua ของ NASA ที่ได้เก็บสะสมมานาน 17 ปี และวัดปริมาณความร้อนที่ออกมาจากภูเขาไฟซึ่งจะระเบิด สามารถช่วยให้รู้เวลาที่จะระเบิดได้

แต่เมื่อนักวิจัยทั้งสองทีมยังพัฒนา algorithms ไม่ได้ ดังนั้นเทคนิคการพยากรณ์ที่ดีที่สุดในปัจจุบัน คือ การใช้นิสิตปริญญาตรีติดตามดูกราฟเท่านั้นเอง

สรุปว่าถ้าภูเขาไฟบนโลกระเบิดอีก มันก็จะทำให้ฤดูปลูกพืชต่าง ๆ เปลี่ยนแปลงไปทั้งโลก ซึ่งอาจจะรุนแรงของความมั่นคงทางอาหารจะเป็นเช่นไรหรือไม่นั้น นี่เป็นเรื่องที่คนทุกคนในอนาคตควรคิดและคำนึงถึง

อ่านเพิ่มเติมจาก Dyke intrusion between neighbouring arc volcanoes responsible for 2017 pre-eruptive seismic swarm at Agung. Nature Communications ,10,[748]. https:// doi.org/10.1038/s41467-019-08564-9


สุทัศน์ ยกส้าน

ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" จาก "ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน" ได้ทุกวันศุกร์