ใน วารสาร Geosciences ฉบับวันที่ 27 กันยายน ปี 2024ทีมนักโบราณคดีจากมหาวิทยาลัย Khalifa ที่เมือง Abu Dhabi ในสาธารณรัฐ United Arab Emirates (UAE) กับ ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัย Sorbonne ที่ปารีส ในฝรั่งเศส ได้เสนอรายงานการสำรวจทะเลทราย Rub' al Khali (ดินแดนแห่งความว่างเปล่า) ว่า เทคโนโลยี AI กับ เทคโนโลยี SAR (Synthetic Aperture Radar) ได้ช่วยให้พบหมู่บ้านโบราณอายุ 5,000 ปีหลายแห่ง ที่ฝังอยู่ใต้พื้นทราย โดยบางแห่งอยู่ลึกถึง 4.5 เมตร ทั้ง ๆ ที่ทีมนักสำรวจไม่ได้ขุดดินขึ้นมาแม้แต่ก้อนเดียว
ในอดีตนักโบราณคดีต้องเป็นคนที่มีสายตาแหลมคม จึงจะสามารถเห็นซากปรักหักพังของอาคาร หรือกระดูกสัตว์ที่โผล่ขึ้นมาเหนือพื้นดินได้ จากนั้นก็จะลงพื้นที่ โดยใช้จอบและพลั่วในการขุด และต้องเป็นคนที่มีสุขภาพดี เพราะต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่ “ผิด” ธรรมชาติ เช่น ร้อนจัดหรือหนาวจัด เป็นเวลานาน อีกทั้งไม่มีอะไรมารับประกันว่า จะได้พบซากที่ต้องการ ดังนั้นการทำงานที่ต้องอาศัย “ดวง” นี้จึงทำให้คนขุด ประสบความสำเร็จยาก
แต่เมื่อถึงวันนี้ การมีเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น LiDAR (Light Detection and Ranging) ที่ใช้ห้วงแสงเลเซอร์ในการสำรวจ และค้นหาวัตถุที่ซุกซ่อนในป่าทึบหรือในดิน ด้วยการส่งแสงเลเซอร์ไปกระทบวัตถุ แล้วใช้ sensor รับแสงสะท้อน การรู้เวลาที่แสงเดินทางไป-กลับและความเร็วแสง จะทำให้เรารู้ขนาด ตำแหน่ง และรูปร่างของวัตถุใน 3 มิติได้ แต่วิธีนี้ก็เป็นวิธีที่สิ้นเปลือง และคลื่นแสงมักถูกรบกวนด้วยสภาพแวดล้อมที่ผิดปกติ
ด้วยเหตุนี้ นักโบราณคดีปัจจุบันจึงหันมาใช้ SAR ที่ใช้ระบบเรดาร์ในการถ่ายภาพ โดยการส่งห้วงคลื่นไมโครเวฟหลายห้วงไปกระทบสิ่งกีดขวาง แล้วดักรับคลื่นที่สะท้อนกลับมาเข้าเครื่องรับ เพราะต้นกำเนิดคลื่นอาจจะเป็น drone หรือดาวเทียม ที่เคลื่อนที่ตลอดเวลา ดังนั้นสัญญาณสะท้อนจะแทรกสอดกัน คือ รวมกันเป็นคลื่นที่มีความซับซ้อนมาก การใช้ AI วินิจฉัยภาพของคลื่นลัพธ์ที่ได้ จะทำให้นักโบราณคดีรู้ชนิด รูปร่าง ขนาด และตำแหน่งที่ตั้งของวัตถุที่ซ่อนอยู่ได้โดยใช้เวลาไม่นาน เพื่อเปรียบเทียบกับวิธีที่ Indiana Jones ใช้ในภาพยนตร์ฮอลลีวู๊ด
ข้อดีอีกประการหนึ่งของเทคโนโลยี SAR คือสามารถทำงานได้ทั้งกลางวันและกลางคืน ในทุกสภาพดินฟ้าอากาศ ไม่ว่าฟ้าจะมัวด้วยหมอก ฝุ่น ควัน หรือเมฆ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมก็สามารถใช้ SAR ตรวจดูสภาพการเปลี่ยนแปลงของป่าไม้ บริเวณที่น้ำท่วม พื้นที่ประสบภัยพิบัติ จากเหตุการณ์แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด ดินถล่ม หรือหิมะถล่ม และใช้ SAR เตือนภัยล่วงหน้า ตลอดจนใช้ค้นหาฟอสซิลของสัตว์โบราณในทะเลทรายก็ได้ด้วย
ตามปกติเวลาใครเอ่ยถึงทะเลทราย คนทั่วไปมักจะมีจินตนาการว่า เป็นดินแดนที่มีแต่ทราย กับความแห้งแล้ง จนปราศจากสิ่งมีชีวิตชั้นสูง และอากาศมักร้อนมาก ฝนก็ตกน้อย ทะเลทรายที่รู้จักดีมีทะเลทราย Sahara ในแอฟริกา ซึ่งเป็นทะเลทรายที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ทะเลทราย Arabian ในตะวันออกกลาง มีเนินทรายที่มีขนาดใหญ่เท่าภูเขา และมีชื่อเสียงว่าเวลามีพายุทะเลทรายพัด เนินทรายจะเคลื่อนที่ และส่งเสียง “ครวญ” จนทำให้ผู้คนคิดว่ามันเป็นเสียงปีศาจทะเลทราย นอกจากนี้ก็มีทะเลทราย Lut ในอิหร่านที่มีชื่อเสียงว่าเป็นทะเลทรายที่มีอุณหภูมิสูงที่สุดในโลก เพราะสูงถึง 81 องศาเซลเซียส ทะเลทราย Gobi ที่อยู่ใน Mongolia และจีน ซึ่งมีการพบขุดฟอสซิลของไดโนเสาร์ velociraptor โดย Roy Chapman Andrews (1884–1960) เมื่อปี 1923 ว่าเป็นไดโนเสาร์ที่เคยมีชีวิตอยู่เมื่อ 73 ล้านปีก่อน อันเป็นปลายยุค Cretaceous และไดโนเสาร์สายพันธุ์นี้สูง 0.5 เมตร ลำตัวยาว 2 เมตร หนักประมาณ 15 กิโลกรัม อีกทั้งสามารถวิ่งได้เร็วประมาณ 10 เมตรต่อวินาที ออกลูกเป็นไข่ โดยพ่อและแม่ไดโนเสาร์จะผลัดกันฟักไข่ในรัง สำหรับทะเลทราย Atacama ใน Chile นั้น ก็มีชื่อเสียงว่า เป็นทะเลทรายที่แห้งแล้งที่สุดในโลก เพราะทั้งปีไม่มีฝนตกเลย จึงมีลักษณะภูมิอากาศที่เหมือนดาวอังคารมาก การไม่มีเมฆ ทำให้ท้องฟ้าเหนือทะเลทรายใสตลอดเวลา จึงเป็นสถานที่เหมาะสำหรับการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์นานาชาติเพื่อดูดาว
แม้ว่าทะเลทรายจะไม่มีสัตว์ชั้นสูงอาศัยอยู่ก็ตาม แต่ก็มีสัตว์เลื้อยคลานหลายชนิดอาศัยอยู่บ้าง เช่น กิ้งก่าหนาม (horned lizard) ด้วง (beetle) แมงป่อง และมด ยิ่งเมื่อนักธรณีวิทยาได้พบว่าในอดีตเมื่อ 20,000 ปีก่อน ซึ่งเป็นเวลายุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย Sahara เป็นดินแดนที่เคยมีทะเลสาบและสัตว์ป่าอาศัยอยู่กันอย่างอุดมสมบูรณ์ แต่เมื่อมุมเอียงของแกนโลกเปลี่ยนแปลง ขณะโลกโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ จึงมีผลทำให้ฝนตกในแอฟริกาเพิ่มปริมาณจน Sahara มีทุ่งหญ้าให้สัตว์จำนวนมากได้บริโภค ดังนั้นจึงมีการพบ fossil ของสัตว์จำนวนมาก นอกจากนี้นักโบราณคดีก็ยังได้พบภาพวาดโดยมนุษย์โบราณบนผนังถ้ำใน Sahara ด้วย ซึ่งแสดงให้เห็นว่า Sahara เคยมีสัตว์ป่า เช่น ช้าง ยีราฟ ฮิปโป และจระเข้ด้วย ภาพเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า มนุษย์ก็เคยอาศัยอยู่ในทะเลทรายแห่งนี้เช่นกัน และได้เดินทางจากชุมชนหนึ่งไปติดต่อกับอีกชุมชนหนึ่ง เพื่อค้าขายและแลกเปลี่ยนความรู้กัน เพราะได้มีการพบหลักฐานที่เป็นหินประดับ (lapis lazuli) ที่มีสีน้ำเงินเข้ม และมีจุดสีทองมากมาย จนทำให้หินดูเสมือนเป็นท้องฟ้าที่ดารดาษด้วยดวงดาว คนอียิปต์โบราณจึงใช้อัญมณีชนิดนี้ทำเครื่องประดับและเครื่องราง ส่งไปขายใน Afghanistan และ Mesopotamia นั้น จึงแสดงให้เห็นว่าทั้งสองดินแดนเคยมีการค้าขายแลกเปลี่ยนสินค้ากัน ตั้งแต่เมื่อ 5,000 ปีก่อน
การพบอัญมนี ซากสัตว์เลี้ยง และอุปกรณ์เครื่องใช้ของคนโบราณในทะเลทรายนั้นทำให้เรารู้ว่าจากเดิมที่เคยคิดกันว่า ไม่มีคนในทะเลทรายนั้นเป็นความคิดที่ผิด และเมื่อมีการพบหลักฐานนี้แล้ว คำถามที่ตามมา คือ ชุมชนขนาดเล็กเหล่านี้ มีวิวัฒนาการไปเป็นชุมชนใหญ่ได้อย่างไร แล้วเมืองใหญ่ในทะเลทรายได้ล่มสลายไป เพราะเหตุใด ฯลฯ
ประวัติศาสตร์ได้จารึกว่า อารยธรรมที่สำคัญของมนุษย์ในอดีตมักถือกำเนิดในบริเวณลุ่มแม่น้ำที่สำคัญ เช่น อารยธรรมอียิปต์ได้บังเกิดในลุ่มแม่น้ำไนล์ อารยธรรม Akkad ได้ถือกำเนิดในลุ่มแม่น้ำ Tigris กับ Euphrates อารยธรรม Harappa อุบัติในลุ่มแม่น้ำ Indus และอารยธรรมจีนในลุ่มแม่น้ำ Yangtze โดยไม่ได้กล่าวถึงอารยธรรมคนโบราณในทะเลทรายเลย คงเป็นเพราะนักวิชาการในโลกตะวันตก มีความเห็นว่า ทะเลทรายเป็นดินแดนแห่งความว่างเปล่า ที่ปราศจากผู้คน ดังนั้น จึงไม่มีบทบาทใดในการสร้างอารยธรรมของโลก ยิ่งไปกว่านั้นโลกตะวันตกก็ไม่มีทะเลทราย ให้นักโบราณคดีได้ศึกษาด้วย ดังนั้น จึงไม่มีใครสนใจทะเลทรายมาก
แม้แต่ Charles Robert Darwin (1809-1882) เองซึ่งเป็นทั้งนักชีววิทยา นักธรรมชาติวิทยา และนักธรณีวิทยา ผู้มีชื่อเสียงจากการเสนอทฤษฎีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตว่า เกิดจากการคัดสรรโดยธรรมชาติ โดยมีใจความว่า สิ่งมีชีวิตที่มีคุณลักษณะเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมเท่านั้น จึงจะมีโอกาสอยู่รอด และสามารถถ่ายทอดคุณลักษณะดังกล่าวไปสู่ลูกหลานได้ โดย Darwin ได้ความคิดนี้จากประสบการณ์ที่ได้เดินทางไปสำรวจโลกในระหว่างปี 1831-1836 และถึงแม้ Darwin จะได้เห็นทะเลทราย Atacama ที่ Chile แต่ Darwin ก็ไม่ได้สนใจธรรมชาติของทะเลทรายมากเท่าความเป็นไปของป่าฝนในทวีปอเมริกาใต้และป่าบนเกาะ Galapagos เลย
จากนั้นแม้วันเวลาจะผ่านไปจนถึงคริสต์ศตวรรษที่ 20 ทะเลทรายก็ยังเป็นสถานที่อโคจรของบรรดานักวิทยาศาสตร์เมื่อ 80 ปีก่อน ซึ่งมีความคิดว่าทะเลทรายเป็นสถานที่ทดลองระเบิดนิวเคลียร์ได้ เพราะสถานที่นี้ไม่มีสิ่งมีชีวิตใด ๆ ที่สำคัญอาศัยอยู่
ครั้นเมื่อถึงยุคปัจจุบัน เพราะทะเลทรายทุกแห่งบนโลกมีเนื้อที่มากประมาณ 1/3 ของพื้นที่ผิวโลกที่เป็นทวีป เช่น ทะเลทราย Sahara ในแอฟริกา ทะเลทราย Arabian ในตะวันออกกลาง ซึ่งครอบคลุมประเทศ Saudi Arabia Oman และ UAE ทะเลทราย Kalahari ในประเทศแอฟริกาใต้ ทะเลทราย Gobi ในจีน และ Mongolia และทะเลทราย Namib ใน Namibia การศึกษาธรรมชาติของทะเลทราย เช่น พายุทราย เหตุการณ์ทรายดูด และปรากฎการณ์ทรายครวญ การเกิดเนินทราย (sand dune) การลุกลามขยายอาณาเขตของทะเลทราย ตลอดจนลมทะเลทรายที่พัดหอบละอองทราย และฝุ่นทรายไปทั่วทุกทวีปและมหาสมุทร ล้วนมีอิทธิพลต่อสภาพอากาศเหนือทวีปยุโรปและเอเชียที่มีประชากรอาศัยอยู่เป็นจำนวนมาก ดังนั้นการศึกษาธรรมชาติทางกายภาพของทะเลทราย จึงเป็นเรื่องสำคัญ
ในอดีตได้มีการศึกษาเรื่องเหล่านี้บ้างโดย Ibn Battuta (1304–1369) ซึ่งเป็นนักสำรวจชาว Morocco ที่มีชื่อเสียงซึ่งได้ใช้เวลา 21 ปี เดินทางไปสำรวจดินแดนต่างๆ ทางตอนเหนือของทะเลทราย Sahara ตลอดจนได้ไปศึกษาวัฒนธรรมของชนชาติพื้นเมือง เช่น ชนเผ่า Tuareg ใน Sahara, เผ่า Bumbuli ใน Africa, เผ่า Bororos ใน Niger และ เผ่า Al Murran ในอิหร่าน ข้อมูลชาติพันธุ์นี้ทำให้รู้ว่า มนุษย์ใด้มาอาศัยอยู่ในทะเลทรายเป็นเวลานานมากแล้ว และคงได้สร้างชุมชนเล็ก ๆ ขึ้น โดยมีวัฒนธรรมของตนเอง ชุมชนเล็ก ๆ ได้มีปฏิสัมพันธ์กันมากจึงทำให้เมืองใหญ่ ๆ ถือกำเนิด ดังนั้น การรู้อดีตของชุมชนเล็กจะทำให้นักมนุษยวิทยาเข้าใจความเป็นมาของเมืองใหญ่ เช่น เมือง Uruk ใน Iraq เมือง Jericho ใน Palestine และเมือง Çatalhöyük ในตุรกี ว่าถือกำเนิดจากสาเหตุใด
การศึกษาในอดีตเกี่ยวกับการอุบัติของเมืองเหล่านี้ก็ได้มีการดำเนินการมาบ้างแล้ว โดยนักโบราณคดี เช่น Austen Henry Layard (1817-1894) และ Leonard Woolley (1880–1960) ซึ่งได้พบเมือง Ur, Nineveh และเมือง Uruk แต่ผลการศึกษาเหล่านี้ก็ยังมิสามารถตอบคำถามได้ว่า เมืองใหญ่นี้ถือกำเนิดจากชุมชนเล็กๆ ได้อย่างไร
ดังนั้นการรู้ความเป็นมาของชุมชนเล็กๆ จึงเป็นเรื่องสำคัญ และนี่ก็คือที่มาของโครงการใช้เทคโนโลยี SAR ผสมผสานกับ AI เชิง Machine Learning เพื่อวิเคราะห์ ทุกสิ่งทุกอย่างที่พบใต้ทะเลทราย เพื่อจะได้รวบรวมข้อมูลจำนวนเป็นภาพการถือกำเนิดของเมืองใหญ่ในอดีต ตั้งแต่ในดินแดน Mesopotamia ไปจนถึง Persia โดยจะศึกษาประวัติการทำเกษตรกรรม การปกครอง การนับถือศาสนาร่วมกัน การทำธุรกิจ การก่อสร้าง และการสื่อสารกัน ฯลฯ เพื่อจะได้รู้ประวัติความเป็นมาของอารยธรรมในทะเลทราย ที่มีข้อมูลสมบูรณ์ทั้งประวัติศาสตร์ ธรณีวิทยา ชีววิทยา สภาพดินฟ้าอากาศ และมานุษยวิทยา จนครบทุกมิติ
ในเดือนมีนาคม ปี 2025 NASA จะส่งดาวเทียมนำ SAR ขึ้นอวกาศเพื่อสำรวจการเปลี่ยนแปลงของผิวโลก ศึกษาภัยธรรมชาติ และการเปลี่ยนแปลงของสภาวะอากาศ ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม ค้นหาโบราณสถานที่ถูกฝังลึกใต้ดิน การตั้งรกรากของคนโบราณในป่าทึบ ด้วยการติดตามหาถนนหนทาง ค้นหาภาพวาดบนหิน ค้นหาพีระมิดใต้ดิน วิหารที่ถูกฝังใต้ทราย หาซากปรักหักพัง โดยนักโบราณคดีไม่ต้องลงมือขุด อีกทั้งใช้ SAR ศึกษาการสึกกร่อนของอาคารสถานในสงคราม และหวังว่า algorithm ของ Machine Learning จะช่วยสร้างภาพของอาคารโบราณให้เราปัจจุบันได้เห็นอดีตอย่างเต็มตา
ดังเช่น การค้นคว้าเรื่องอารยธรรมมายา (Maya) ในอเมริกากลางเพิ่มเติมจากเดิมที่ใช้ LiDAR เพื่อให้เห็นเมืองต่าง ๆ ในป่าทึบของ Guatemala และ Mexico ในปี 2018 โครงการนี้ได้ทำให้เราเห็นโครงสร้างของอาคารกว่า 60,000 แห่งในป่าทึบ ซึ่งล้วนเป็นอาคารที่ไม่เคยมีใครเห็นมาก่อน และเห็นเส้นทางคมนาคม (ถนน) ที่ชาว Maya เคยใช้ในการสัญจร โครงการนี้ยังช่วยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงทางโบราณคดีของอาคารต่างๆ ณ เวลาต่างๆ กันด้วย
ครั้นเมื่อพบเห็นอาคารโบราณแล้ว ขั้นต่อไปที่ทุกคนต้องทำ คือ การพยายามอนุรักษ์โบราณสถานเหล่านั้นได้คงอยู่สืบไป
อ่านเพิ่มเติมจาก Detecting and Predicting Archaeological Sites Using Remote Sensing and Machine Learning—Application to the Saruq Al-Hadid Site, Dubai, UAE โดย Haïfa Ben-Romdhane et.al. ใน Geosciences 2023, 13(6), 179 ปี 2023
ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิตสำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์
