SWOT ดาวเทียมเพื่อการตรวจวัดความสูงของผิวน้ำโลกกำลังทำงานที่เกินการออกแบบของมันไปอย่างมาก มันถูกนำมาใช้รังวัดแผนที่พื้นมหาสมุทรของโลกโดยอาศัยการสังเกตการกระเพื่อมของน้ำทะเลเพียงเล็กน้อยเพื่อบอกว่าพื้นผิวใต้สมุทรนั้นมีรูปร่างอย่างไร

หลังจากที่ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรเมื่อปลายปี 2022 ดาวเทียม SWOT หรือ Surface Water and Ocean Topography ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่าง NASA และ CNES ของฝรั่งเศส ก็ได้เริ่มต้นภารกิจการวัดความสูงของผิวน้ำบนโลกอย่างละเอียด ครอบคลุมทั้งทะเล แม่น้ำ ทะเลสาบ และแหล่งน้ำผิวดิน เพื่อให้เราเข้าใจระบบน้ำของโลกได้ดีขึ้น และติดตามการเปลี่ยนแปลง เช่น น้ำท่วม การละลายของน้ำแข็ง หรือระดับน้ำทะเลที่เพิ่มสูงขึ้นจากภาวะโลกร้อน

แต่นอกเหนือจากเป้าหมายนั้น ข้อมูลจาก SWOT ยังถูกนำมาใช้ในงานที่เกินการออกแบบของมันไปอย่างมาก คือการรังวัดจัดทำแผนที่พื้นมหาสมุทรของโลก

ภาพแผนที่ภูมิประเทศความสูงของพื้นผิวใต้สมุทรบริเวณมหาสมุทรอินเดีย โดยจะเห็นร่องรอยมากมายบนพื้นผิวใต้สมุทรได้จากข้อมูลของ SWOT

แม้จะฟังดูเหลือเชื่อ เพราะแม้ตอนนี้จะปี 2025 แล้ว มนุษย์เรากลับรู้จักพื้นผิวของดวงจันทร์ดีกว่าพื้นทะเลลึกของโลกตัวเองเสียอีก โดยเฉพาะในระดับความละเอียดที่สามารถใช้งานทางวิทยาศาสตร์หรือวิศวกรรมได้จริง ทุกวันนี้เราใช้เรือที่ติดตั้งโซนาร์เพื่อทำแผนที่ใต้น้ำ ซึ่งแม่นยำมากก็จริง แต่ต้องใช้เวลาและงบประมาณมหาศาล ผลคือเราทำแผนที่ได้เพียงราว 25% ของพื้นมหาสมุทรทั้งหมดเท่านั้น

ทีมนักวิจัยที่นำโดยเดวิด แซนด์เวล (David Sandwell) จาก Scripps Institution of Oceanography ผู้ซึ่งทำงานด้านแผนที่ใต้น้ำจากข้อมูลดาวเทียมมาตั้งแต่ทศวรรษที่ 1990 จึงได้ตัดสินใจลองใช้ข้อมูลจาก SWOT มาวิเคราะห์เพราะพวกเขารู้ว่า แม้ดาวเทียมจะไม่สามารถมองทะลุน้ำได้โดยตรง แต่มันสามารถวัดการกระเพื่อมเล็กน้อยบนผิวน้ำและเชื่อมความสัมพันธ์สร้างรูปร่างของพื้นผิวด้านล่างได้

โครงสร้างทางธรณีวิทยา เช่น ภูเขาใต้ทะเล หรือเนินลึกที่มีมวลมากกว่าสภาพแวดล้อมรอบข้าง จะทำให้บริเวณนั้นมีแรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ทำให้ผิวน้ำเหนือบริเวณนั้นโป่งขึ้นไม่กี่เซนติเมตร ซึ่ง SWOT สามารถวัดความแตกต่างเล็กน้อยเหล่านี้ได้ ด้วยความแม่นยำระดับเซนติเมตรจากวงโคจรห่างจากพื้นโลกกว่า 800 กิโลเมตร

ภาพวาดของดาวเทียม SWOT ภาพจาก NASA_JPL

จากข้อมูลที่เก็บตลอดหนึ่งปีแรกของการทำงาน ดาวเทียม SWOT ได้สำรวจกวาดพื้นที่ประมาณ 90% ของโลกทุก ๆ 21 วัน นักวิจัยใช้ข้อมูลนี้ในการสร้างแผนที่ลักษณะภูมิประเทศใต้มหาสมุทร และพบว่าสามารถ “มองเห็น” ภูเขาใต้ทะเลที่มีความสูงเพียง 500 เมตร ซึ่งเล็กกว่าขีดจำกัดของดาวเทียมรุ่นก่อนหน้าที่ตรวจจับได้เฉพาะลูกที่สูงกว่า 1,000 เมตรเท่านั้น

ผลที่ได้คือจำนวนภูเขาใต้ทะเลที่เรารู้จักได้เพิ่มจากราว 44,000 ลูก กลายเป็นเกือบ 100,000 ลูกทันที และนี่ยังเป็นแค่จุดเริ่มต้น

สิ่งที่น่าสนใจอีกอย่างคือ การที่ SWOT มองเห็นสิ่งที่เรียกว่าลาดตีนทวีป (Abyssal Hills) หรือเนินใต้ทะเล ซึ่งถือเป็นลักษณะทางธรณีวิทยาที่พบมากที่สุดบนโลก ครอบคลุมมากถึง 70% ของพื้นมหาสมุทร และมักมีขนาดเพียงไม่กี่กิโลเมตร ซึ่งมันเล็กเกินกว่าที่เราเคยคิดว่าดาวเทียมจะสามารถมองเห็นได้จากอวกาศ เนินเหล่านี้เรียงตัวเป็นแถบ ๆ จากการแยกตัวของแผ่นเปลือกโลกตามแนวเทือกเขากลางสมุทร (Mid- oceanic Ridge) ซึ่งการศึกษารูปแบบและทิศทางของเนินเหล่านี้ช่วยให้เราเข้าใจประวัติการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก รวมถึงรูปแบบของกระแสน้ำลึกที่ยังเป็นปริศนาในหลายมิติ เพราะลักษณะของพื้นทะเล ไม่ได้แค่สะท้อนอดีตของโลก แต่ยังควบคุมปัจจุบันของมันด้วย

ภาพจำลองภูมิประเทศใต้สมุทรบนลูกโลกที่ได้ข้อมูลจาก SWOT

ภูเขาใต้ทะเลและเนินลึกเหล่านี้ มีผลต่อกระแสน้ำลึก การหมุนเวียนของสารอาหาร การก่อตัวของระบบนิเวศ และอาจส่งผลถึงผิวน้ำในรูปแบบที่เรายังไม่เข้าใจดีนัก พวกมันทำให้บางพื้นที่ในทะเลลึกกลายเป็นแหล่งชีวิต แม้จะห่างไกลแสงแดด และกลายเป็นจุดศูนย์กลางของความหลากหลายทางชีวภาพที่อาจมีผลต่อห่วงโซ่อาหารที่เราพึ่งพาบนผิวโลก

จากมุมหนึ่ง การมีแผนที่พื้นทะเลที่แม่นยำก็มีส่วนช่วยในด้านของความปลอดภัยทางทะเลและเศรษฐกิจ เพราะการทราบภูมิประเทศใต้สมุทรนั้นช่วยออกแบบเส้นทางการเดินเรือ การวางสายเคเบิล การตรวจจับภูมิประเทศที่เสี่ยงต่อคลื่นสึนามิ และแม้แต่การวางกลยุทธ์ด้านความมั่นคงทางทะเล แต่โดยรวมแล้วมันคือกุญแจสำคัญในการเข้าใจโลกทั้งใบแบบองค์รวม

แม้ SWOT จะไม่ใช่ดาวเทียมดวงแรกที่ทำภารกิจในแนวนี้ ก่อนหน้านี้ NASA และ CNES ก็เคยส่งดาวเทียม TOPEX/Poseidon และกลุ่มดาวเทียม Jason เพื่อวัดความสูงของผิวน้ำเช่นกัน แต่จุดเด่นของ SWOT อยู่ที่เทคโนโลยี Ka-band Radar Interferometer หรือ KaRIn ที่สามารถวัดระดับน้ำได้แบบ 2 มิติ ไม่ใช่แค่เป็นในมิติเดียวเหมือนแต่ก่อน ทำให้เรามีภาพรวมที่สมบูรณ์กว่ามาก

ตลอดช่วงหลายปีหลังจากนี้ SWOT จะยังคงส่งข้อมูลกลับมาเรื่อย ๆ และงานของนักวิจัยคือการ “ตีความ” แผ่นน้ำเหล่านั้น ว่ามันสะท้อนภูมิประเทศใต้น้ำอย่างไร ลึกแค่ไหน และเชื่อมโยงกับกระบวนการทางฟิสิกส์ใดบ้าง

มันเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่บอกเราว่า การสำรวจโลกไม่ได้มีแค่การลงลึกไปในดิน แต่บางครั้ง การเงยหน้าขึ้นมามองจากอวกาศ ก็ทำให้เราเข้าใจสิ่งที่อยู่ลึกที่สุดในโลกได้มากกว่าเดิม

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

แผนที่ “ใต้สมุทร” ใหม่ จากการสำรวจของดาวเทียม SWOT