ธารน้ำแข็งขนาดเล็กเทียมสามารถนำน้ำไปยังสถานที่ที่แห้งและหนาวที่สุดในโลกได้หรือไม่?

ธารน้ำแข็งไม่ได้เป็นเพียงตัวบ่งชี้ที่น่าทึ่งของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในขณะที่พวกมันหดตัวและหายไปเนื่องจากภาวะโลกร้อน พวกเขายังเป็นแหล่งน้ำจืดที่ไม่สามารถทดแทนได้สำหรับหลายชุมชน

ในช่วงฤดูกาลละลายในฤดูร้อนส่วนหนึ่งของภูเขาธารน้ำรุ่นพื้นผิวที่เป็นสิ่งจำเป็นในระบบนิเวศในหุบเขาด้านล่างจัดหาเมืองใหญ่ - และอุตสาหกรรม - ในสถานที่เช่น  อเมริกาใต้  และ  อินเดีย

แต่น้ำที่หลอมละลายนี้มีความสำคัญต่อชุมชนในชนบทห่างไกลหลายแห่งสำหรับน้ำดื่มและการชลประทานพืชผล สิ่งเหล่านี้รวมถึงผู้ที่อาศัยอยู่ใน  หุบเขาลาดักห์ หุบเขาที่สวยงามระยะทาง 470 กม. คั่นกลางระหว่างเทือกเขาหิมาลัยและเทือกเขาคาราโครัม และเป็นที่อยู่อาศัยของผู้คน 300,000 คน สูงถึง 4000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล

เทือกเขาที่โดดเด่นเหล่านี้มีธารน้ำแข็งมากมาย แต่พื้นที่ขนาดใหญ่ยังตกอยู่ในเขตเงาฝนมรสุม  ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะแห้งแล้งมากเพราะฝนถูกปิดกั้นโดยภูเขา หุบเขาลาดักเป็นหนึ่งในพื้นที่ภูเขาที่แห้งแล้งและหนาวที่สุดในโลก โดยมีปริมาณน้ำฝนและหิมะรายปีไม่เกิน 100 มม. ซึ่งน้อยกว่าทะเลทรายซาฮาราเพียงเล็กน้อย และอุณหภูมิในฤดูหนาวต่ำถึง -30°C

การขาดแคลนน้ำอย่างรุนแรงเป็นปัญหาพื้นฐานสำหรับผู้คนที่อาศัยอยู่ในทะเลทรายอันหนาวเหน็บแห่งนี้ การดำรงอยู่ของพวกมันขึ้นอยู่กับความสำเร็จของพืชผล ซึ่งสามารถปลูกได้ในช่วงเวลาสั้นๆ ไม่กี่เดือนของปีเท่านั้น ซึ่งมักจะได้รับการชลประทานโดยน้ำที่ละลายจากธารน้ำแข็ง อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาทำให้ธารน้ำแข็งในภูมิภาคนี้หดตัวลงหรือหายไปด้วยอัตราที่น่าเป็นห่วง ส่งผลให้ฤดูปลูกในระยะสั้นลดลงไปอีก

วิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้มากขึ้นสำหรับปัญหานี้คือการสร้างเจดีย์น้ำแข็ง ซึ่งเป็นธารน้ำแข็งเทียมที่สร้างขึ้นเพื่อกักเก็บน้ำในฤดูหนาวไว้ใช้ในช่วงเดือนที่แห้งแล้งของปลายฤดูใบไม้ผลิและต้นฤดูร้อน ซึ่งเป็นช่วงที่น้ำละลายได้ยาก คิดค้นในปี 2013 โดยวิศวกร Sonam Wangchuk ใน Ladakh  แนวคิด  คือการอนุรักษ์หอคอยน้ำแข็งนี้ให้นานถึงปีให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อที่เมื่อมันละลาย มันจะหล่อเลี้ยงทุ่งนาจนน้ำแข็งที่ละลายน้ำได้เริ่มไหลอีกครั้งในฤดูร้อน

การสร้างความยืดหยุ่นในท้องถิ่น

ในความร่วมมือกับ Jawaharlal Nehru University ในนิวเดลี กลุ่มวิจัย Cryosphere และ Climate Change ของเราได้ทำการ  ศึกษาเกี่ยวกับ  ธารน้ำแข็ง 2,200 แห่งในภูมิภาค Ladakh ที่กว้างขึ้น เราพบว่า 86% ประสบกับความสูงของเส้นหิมะที่เพิ่มขึ้นประมาณ 300 เมตรในช่วง 42 ปีที่ผ่านมา อัตรานี้เพิ่มขึ้นเกือบ 10 ล้านปีในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา

เมื่อรวมกับฤดูหนาวที่แห้งแล้ง สถานการณ์นี้นำไปสู่ความแห้งแล้งบ่อยครั้งและยาวนาน ซึ่งขณะนี้กำลังคุกคามพืชผลที่ช่วยชีวิตในชุมชนชนบท ไม่น่าแปลกใจเลยที่หมู่บ้านทั้งหมู่บ้านถูกทิ้งร้างไปแล้วหรือจะอยู่ในเร็วๆ นี้

ปัญหาที่กว้างขึ้นสามารถแก้ไขได้ผ่านการดำเนินการของรัฐบาลและสังคมโดยรวมเท่านั้น ความหวังจำนวนมากจึงถูกตรึงอยู่กับผลลัพธ์เชิงบวกจาก COP26 แต่วิธีแก้ปัญหาใดๆ ที่จะเพิ่มปริมาณน้ำที่ละลายน้ำจากธารน้ำแข็งที่มีอยู่อย่างจำกัด และตอนนี้กำลังลดลง สามารถช่วยรับประกันอนาคตที่ยั่งยืนสำหรับชุมชนเหล่านี้

สถูปน้ำแข็งในท้องถิ่นมีคำตอบ หรืออย่างน้อยก็เป็นวิธีบางส่วนในการชดเชยผลกระทบของธารน้ำแข็งที่หดตัวในระยะสั้น โครงสร้างไม้และเหล็กทรงกรวยถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคพื้นฐานและราคาไม่แพง จากนั้นใช้แรงโน้มถ่วงแทนที่จะใช้ไฟฟ้าเพื่อนำน้ำที่เบี่ยงเบนจากลำธารที่อยู่ใกล้เคียงในช่วงฤดูฝนและพ่นขึ้นไปในอากาศเหมือนน้ำพุ

 

อุณหภูมิที่ต่ำกว่าศูนย์จะทำให้น้ำแข็งตัวอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นโครงสร้างรูปกรวย เพื่อให้มวลน้ำแข็งเริ่มเติบโต ผลลัพธ์ที่ได้มีรูปทรงโดมสูงและแคบตามแบบฉบับของศาลเจ้าในศาสนาพุทธ ดังนั้นส่วน "สถูป" ของชื่อจึงทำให้การหลอมละลายช้าลงเนื่องจากพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับแสงแดดและอุณหภูมิที่อบอุ่นจะลดลง

เมื่อถึงฤดูปลูกที่ร้อนและแห้งแล้ง กระแสน้ำที่ระดับความสูงต่ำกว่าจะแห้งอย่างรวดเร็วและมีน้ำเหลือใช้อีกเพียงเล็กน้อยจนถึงเดือนมิถุนายน ซึ่งเป็นช่วงที่ธารน้ำแข็งให้น้ำละลายอีกครั้ง ในช่วงเวลาสำคัญนี้เองที่เจดีย์น้ำแข็งเริ่มละลาย โดยให้แหล่งน้ำอันทรงคุณค่าเพื่อการชลประทานในช่วงต้นฤดูปลูก ขยายฤดูเพาะปลูกไปอีกสองสามสัปดาห์ ซึ่งสร้างความแตกต่างในสภาพแวดล้อมทางการเกษตรที่รุนแรงนี้

การสร้างน้ำแข็งสำรองไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ในอดีต สิ่งเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นในรูปทรงที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าและอยู่บนภูเขาที่สูงกว่ามาก ทำให้จัดการได้ยาก ตอนนี้ เจดีย์น้ำแข็งเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นใกล้กับพื้นที่ที่ต้องการน้ำมากที่สุด ในเขตชานเมืองของหมู่บ้าน ใกล้ทุ่งนา ขนาดและรูปทรงทำให้มีประสิทธิภาพ ราคาไม่แพง และดูแลรักษาง่ายเป็นพิเศษ และสามารถผลิตน้ำได้หลายล้านลิตรในแต่ละปี

ตอนนี้เราหวังว่าจะสำรวจว่าเจดีย์จะถูกนำมาใช้เพื่อแก้ไขปัญหานี้ได้อย่างไร โครงการของเรายังอยู่ในช่วงเริ่มต้นและจำเป็นต้องดำเนินการเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงด้านเทคนิคบางประการ ซึ่งรวมถึงการค้นหาไซต์เพิ่มเติมทั้งในภูมิภาคลาดักและส่วนอื่น ๆ ของโลก วิธีหลีกเลี่ยงการแช่แข็งของน้ำในท่อส่งน้ำ และวิธีที่ดีที่สุดในการแจกจ่ายน้ำไปยังหมู่บ้านต่างๆ และผู้ใช้อื่นๆ ด้วยการสร้างความร่วมมือที่ยาวนานกับทีมสถูปน้ำแข็งในท้องถิ่นและเพื่อนร่วมงานวิจัย เราหวังว่าจะสามารถจัดหาวิธีแก้ปัญหาบางอย่างได้