เป็นปริศนามานานหลายทศวรรษแล้วสำหรับน้ำตกสีแดงเลือดอย่าง ‘น้ำตกโลหิต’ หรือ ‘น้ำตกสีเลือด’ (Blood Falls) ในทวีปแอนตาร์กติกาว่าจริงๆ แล้ว ‘สีแดงดังกล่าวเกิดจากสาเหตุใดกันแน่?’ ว่ากันว่านักวิทย์ใช้เวลาถึง 112 ปีกันเลยทีเดียวกว่าจะได้คำตอบที่แน่ชัด....
น้ำตกโลหิตถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อปี 1911 โดย โทมัส กริฟฟิธ เทย์เลอร์ นักธรณีวิทยาชาวออสเตรเลีย หนึ่งในคณะสำรวจแอนตาร์กติกาของอังกฤษ ซึ่งสำรวจธารน้ำแข็งที่เขาตั้งชื่อว่า ‘เทย์เลอร์’ (ชื่อของเขา) และสังเกตเห็นคราบสีแดงประหลาดบริเวณปลายธารน้ำแข็ง ในตอนแรก เขาคิดว่าสีดังกล่าวเกิดจากสาหร่ายสีแดงบางชนิด แต่ในตอนนั้นเขาไม่สามารถเก็บตัวอย่างมาเพื่อวิเคราะห์เพิ่มเติมได้
การศึกษาวิจัยที่ผ่านมาเจออะไรบ้าง...
น้ำตกดังกล่าวไหลออกมาจากรอยแยกในธารน้ำแข็งเทย์เลอร์เป็นระยะๆ และไหลลงสู่ทะเลสาบบอนนีในแอนตาร์กติกาตะวันออก
-
จากการศึกษาในช่วงทศวรรษ 1960 นักวิจัยอ้างว่าพบร่องรอยของแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็กสูงเพียงเล็กน้อยในตัวอย่างน้ำจากธารน้ำแข็งเทย์เลอร์ ซึ่งไม่เพียงพอที่จะอธิบายสีแดงเลือดของน้ำตกโลหิตได้
-
ปี 2009 นักวิจัยค้นพบว่าทะเลสาบใต้น้ำเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะพิเศษเฉพาะตัว นั่นก็คือ ชุมชนจุลินทรีย์ที่สามารถอยู่รอดในสภาวะที่รุนแรง โดยไม่มีแสงหรือออกซิเจน แต่จุลินทรีย์เหล่านี้กลับใช้ธาตุเหล็กและซัลเฟตในการดำรงชีวิตแทน
-
ปี 2015 นักวิจัยใช้เรดาร์ตรวจจับน้ำแข็ง แล้วพบเครือข่ายแม่น้ำไหลผ่านรอยแตกร้าวในธารน้ำแข็ง ซึ่งหมายความว่าน้ำสามารถดำรงอยู่ภายในธารน้ำแข็งที่เย็นจัดได้
-
ปี 2017 นักวิจัยพบว่าธารน้ำแข็งเทย์เลอร์ก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 2 ล้านปีก่อน และกักเก็บทะเลสาบน้ำเค็มไว้ใต้ธารน้ำแข็ง หลังจากนั้นหลายล้านปี ทะเลสาบโบราณแห่งนี้ก็ไหลไปถึงขอบธารน้ำแข็งและบีบน้ำเค็มออกมา
“แม้จะฟังดูขัดแย้ง แต่ขณะที่น้ำแข็งตัว ความร้อนดังกล่าวจะทำให้แผ่นน้ำแข็งที่เย็นกว่าโดยรอบอุ่นขึ้น ความร้อนและอุณหภูมิเยือกแข็งที่ต่ำลงของน้ำเค็มทำให้ของเหลวเคลื่อนตัวได้ ธารน้ำแข็งเทย์เลอร์เป็นธารน้ำแข็งที่เย็นที่สุดที่มีน้ำไหลอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน” เอริน เพ็ตทิต นักธารน้ำแข็งวิทยาจากมหาวิทยาลัยอลาสกา แฟร์แบงก์ส และนักวิจัยร่วมของการศึกษาในปี 2017 กล่าว
คำตอบของปริศนาที่ทำให้น้ำตกกลายเป็นสีแดงเลือดก็คือ...ธาตุเหล็ก
จากการวิจัยพบว่าน้ำตกโลหิตเป็นน้ำเกลือที่เชื่อกันว่ามาจากแหล่งน้ำใต้ดินเค็มที่ฝังอยู่ใต้แผ่นน้ำแข็งของธารน้ำแข็งเทย์เลอร์ แสดงว่าน้ำเกลือนี้น่าจะมีต้นกำเนิดมาจากน้ำทะเลเมื่อนานมาแล้ว แถมในน้ำเกลือยังมีธาตุเหล็กอยู่ในปริมาณมากด้วย
ส่วนปริศนาที่ว่า ‘ทำไมน้ำตกถึงเป็นสีแดง’ ก็เป็นเพราะ ‘ธาตุเหล็ก’ อธิบายได้ว่า ‘ของเหลวที่มีธาตุเหล็กสูงจะเปลี่ยนเป็นสีแดงเมื่อไหลผ่านพื้นผิวและเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation)’ ซึ่งคล้ายๆ กับกระบวนการที่ทำให้เหล็กมีสีแดงเมื่อเกิดสนิม
อธิบายให้เข้าใจง่ายๆ ก็คือ เมื่อน้ำเกลือที่ไหลออกจากน้ำตกในธารน้ำแข็งเทย์เลอร์ซึ่งมีธาตุเหล็กสูงไปทำปฏิกิริยาสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ หรือที่เรียกว่า ‘ออกซิเดชัน’ จึงทำให้น้ำเปลี่ยนเป็น ‘สีแดง’ นั่นเอง
การศึกษาวิจัยที่เผยแพร่ในปี 2023 พบว่า การออกซิเดชันของน้ำในน้ำตกโลหิตทำให้เกิดนาโนสเฟียร์ (nanospheres) ขนาดเล็กที่มีธาตุเหล็กสูง ซึ่งจะสร้างออกไซด์ของเหล็กและไฮดรอกไซด์ทันทีที่น้ำแข็งละลายสัมผัสกับอากาศ นอกจากนี้ ธาตุอื่นๆ อย่างแคลเซียม คลอรีน โซเดียม และแมกนีเซียม ก็อาจมีส่วนทำให้น้ำตกเป็นสีแดงจนกลายเป็นเอกลักษณ์โดดเด่นของธารน้ำแข็งแห่งนี้
Photo By : Wikipedia/ National Science Foundation/Peter Rejcek
