สำรวจ

จากห้องทดลองสู่มหาสมุทร จากมหาวิทยาลัยสู่ดงสงคราม – ชีวิตที่ผกผันของผู้พันเฮสส์

แฮรีย์ เฮสส์ (Harry Hess) เกิดที่รัฐนิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา ในปี พ.ศ. 2449 เขาจบไฮสคูลที่รัฐนิวเจอร์ซีย์ และเข้าเรียนมหาวิทยาลัยเยล รัฐคอนเนตทิคัต ในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า แต่ต่อมาเขาหันเหความสนใจย้ายไปเรียนและจบปริญญาตรี สาขาธรณีวิทยา (Geology) ในปี พ.ศ. 2470 ถือว่าเป็นบัณฑิตธรณีวิทยาคนแรกของมหาวิทยาลัยเยล

หลังจากจบการศึกษาเขามีโอกาสเฉียดเข้าไปในแวดวงอุตสาหกรรมสำรวจแร่ โดยทำงานเป็นนักธรณีวิทยาประจำเหมืองแห่งหนึ่งในประเทศแซมเบีย ทางตอนใต้ของทวีปแอฟริกา ผ่านไปแค่ปีกว่าๆ เขาก็กลับมาเรียนต่อปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน รัฐนิวเจอร์ซีย์ และจบปริญญาเอกในปี พ.ศ. 2475 สมัครเป็นอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยรัทเจอร์สอยู่หนึ่งปี ก่อนจะย้ายมาสอนในสาขาธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน

ถึงตอนนี้ดูเหมือนว่าเฮสส์คงจะเบื่อกับชีวิตคนมากรัฐ ที่ต้องพเนจรย้ายไปอยู่รัฐต่างๆ ทั่วสหรัฐอเมริกา และก็คงอยากอยู่นิ่งๆ ที่นิวเจอร์ซีย์แบบเรียบๆ เขาตั้งหน้าตั้งตาสอนหนังสือและทำวิจัยด้านธรณีวิทยาอย่างสมถะ ซึ่งเขาก็คงจะคิดว่าชีวิตน่าจะเนียนไปอย่างนี้เรื่อยๆ จนเกษียณ แต่เปล่าเลย อันที่จริงช่วงชีวิตไฮไลท์ของเขามันเพิ่งจะเริ่มต้นขึ้น

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ชีวิตอาจารย์มหาวิทยาลัยของเฮสส์ต้องหยุดชะงัก เพราะในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2484 หลังปฏิบัติการถล่มกองเรือแปซิฟิกที่ เพิร์ลฮาร์เบอร์ (Pearl Harbor) จากฝีมือของจักรวรรดิญี่ปุ่น กระทรวงกลาโหมสหรัฐได้เรียกตัวพลเรือนจำนวนมากเข้าประจำการในกองทัพ และหนึ่งในนั้นก็คือเฮสส์ เขาเข้าประจำการที่กองทัพเรือในตำแหน่งเจ้าหน้าที่ เรือ USS Cape Johnson ซึ่งถึงแม้จะมีภารกิจทางทหารในการเคลื่อนย้ายกำลังพลระหว่างฐานทัพในมหาสมุทรแปซิฟิกไปยังสมรภูมิต่างๆ แต่จากพื้นฐานความรู้ด้านธรณีวิทยาของอาจารย์เฮสส์ อีกหนึ่งภารกิจพลอยได้ลับๆ ที่เขาได้รับมอบหมายคือการสำรวจ พื้นมหาสมุทร (bathymetry) ไปในเวลาเดียวกัน

เรือ USS Cape Johnson (AP-172) ถ่ายในอ่าวซานฟรานซิสโก สหรัฐอเมริกา (ที่มา : U.S. federal government)

ในระหว่างที่อยู่บนเรือ เฮสส์มีหน้าที่รับผิดชอบอุปกรณ์ที่เรียกว่า เครื่องหยั่งความลึกน้ำ (echo sounder) หรือ เครื่องโซนาร์ ที่ชาวประมงชอบใช้ค้นหาปลาในทะเล ซึ่งถือว่าเป็นเครื่องมือสุดทันสมัยในขณะนั้น โดยเฮสส์ต้องคอยเก็บข้อมูลความลึกและทำ แผนที่พื้นมหาสมุทร (bathymetric map) ทั่วทั้งตอนเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิก

ว่ากันว่าในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ยุทโธปกรณ์ของฝ่ายตรงข้ามที่กระทรวงกลาโหมสหรัฐหวั่นกลัวมากที่สุดคือเรือดำน้ำ เพราะเรือดำน้ำมักจะแพ็คคู่มากับตอร์ปิโดที่สามารถจมเรือพิฆาตได้ทั้งลำในชั่วพริบตา ดังนั้นการทำแผนที่พื้นมหาสมุทรของเฮสส์ จึงมีวัตถุประสงค์แฝงในการค้นหาฐานทัพเรือดำน้ำของฝ่ายศัตรู

ภาพจำลองหน้างานการสำรวจพื้นทะเลด้วยเครื่องหยั่งความลึกน้ำ (ที่มา : www.bas.ac.uk)

อย่างไรก็ตาม จากการแล่นเรือรับส่งกำลังพลและตรวจวัดพื้นมหาสมุทรเป็นวัน-เดือน-ปี เฮสส์ก็ไม่เคยพบร่องรอยของฐานทัพเรือดำน้ำอย่างที่ตั้งเป้าไว้ แต่เขากลับพบภูมิประเทศใต้ทะเลที่น่าสนใจและชวนสงสัยจำนวนมาก เช่น สันเขากลางมหาสมุทร (mid-oceanic ridge) โซนรอยแยก (fracture zone) ร่องลึกก้นสมุทร (trench) ที่ราบทะเลลึก (abyssal plain) และภูเขาใต้ทะเล (seamount)

ภูมิประเทศใต้มหาสมุทรรูปแบบต่างๆ ที่เฮสส์ตรวจพบในระหว่างการสำรวจ 1) สันเขากลางมหาสมุทร 2) โซนรอยแยก 3) ที่ราบทะเลลึก และ 4) ภูเขาใต้ทะเล (ที่มา : www.blogspot.com)

หลังสงครามยุติลง เฮสส์นำข้อมูลภูมิประเทศใต้ทะเลกลับมานั่งพิจารณาอีกครั้ง และพบว่านอกจากพื้นมหาสมุทรโดยส่วนใหญ่ที่เป็นที่ราบทะเลลึก บริเวณกลางมหาสมุทรมักจะมีเทือกเขาทอดตัวเป็นแนวยาวเสมอ ซึ่งเขาเรียกมันว่า สันเขากลางมหาสมุทร (mid-oceanic ridge) และเขายังสังเกตุพบว่าบริเวณแนวสันเขาก็มักจะมีอุณหภูมิโดยภาพรวมสูงกว่าพื้นมหาสมุทรที่อยู่ห่างจากแนวสันเขาออกไป และในบางบริเวณที่ใกล้กับขอบของทวีปจะพบแนวร่องลึกที่ลึกว่าที่ราบทะเลลึกปกติ เช่น ร่องลึกก้นสมุทรมาเรียนาร์ (Marianas Trench) บริเวณนอกชายฝั่งของประเทศฟิลิปปินส์ มีความลึกถึง 11 กิโลเมตร นั่นแสดงว่ามหาสมุทรไม่ได้มีรูปทรงเหมือนชามก๋วยเตี๋ยวที่ตื้นโดยรอบและลึกตรงกลาง อย่างที่คนทั้งโลกเคยจินตนาการกันเอาไว้

ร่องลึกก้นสมุทรมาเรียนาร์  (ที่มา : www.sciencesource.com)

ในช่วงแรกของการวิเคราะห์ข้อมูล เฮสส์คิดว่าสันเขากลางมหาสมุทรน่าจะเกิดจากการที่มหาสมุทรบีบอัดกันเอง ทำให้ผิวโลกด้านบนคดโค้งโก่งงอเป็นแนวเทือกเขา แต่ต่อมาในปี พ.ศ. 2503 เฮสส์ได้ศึกษาและทำความเข้าใจแนวคิด กระแสพาความร้อน (convection current) ที่เคยมีการนำเสนอเอาไว้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2472 โดย อาร์เธอร์ โฮล์มส์ (Arthur Holmes) นักวิทยาธรณีวิทยาชาวอังกฤษ เขาพบว่าแนวคิดของโฮล์มช่วยไขข้อสงสัยเกี่ยวกับการเกิดสันเขากลางมหาสมุทรได้เป็นอย่างดี

แบบจำลองกระแสพาความร้อน (ซ้าย) ตัวอย่างการพาความร้อนในหม้อต้มน้ำ (ข) แบบจำลองภายในโลก ตามแนวคิดของโฮล์มส์

โฮล์มส์อธิบายว่าเนื้อโลกมีการเคลื่อนที่ในลักษณะหมุนวนเพื่อถ่ายเทความร้อนที่อยู่ภายในออกสู่นอกตัวโลก ซึ่งเฮสส์ก็เห็นด้วยและคิดว่าสันเขากลางมหาสมุทรซึ่งร้อนกว่าพื้นที่อื่นๆ ในมหาสมุทร น่าจะเป็นส่วนที่แผ่นเปลือกโลกปริแตก และมีแมกมาร้อนพุ่งขึ้นมาตามแนวสันเขา ผลที่ได้คือเกิดเป็นแผ่นมหาสมุทรใหม่ที่พลักดันให้แผ่นมหาสมุทรเดิมเคลื่อนที่แยกออกจากกันไปทั้งสองข้างอย่างช้าๆ

ตัวอย่างเช่น สันเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติก (Mid-Atlantic Ridge) มีการเคลื่อนตัวออกทั้งสองฝั่งของมหาสมุทรแอตแลนติก ทำให้ทวีปอเมริกาใต้และทวีปแอฟริกาซึ่งในอดีตคาดว่าน่าจะเคยอยู่ติดกัน ค่อยๆ แยกออกจากกันอย่างที่เห็นในปัจจุบัน และในส่วนของ ร่องลึกมหาสมุทร (trench) ที่พบตามขอบทวีป เช่น ร่องลึกก้นสมุทรเปรู-ลิชี (Peru-Chile Trench) ก็น่าจะเป็นพื้นที่ที่พื้นมหาสมุทรเก่าๆ ถูกแผ่นมหาสมุทรใหม่ผลักดันมาชนขอบทวีปอีกด้านและมุดหายลงไปในโลก

หลังจากแน่ใจในสิ่งที่ตัวเองค้นพบ พ.ศ. 2505 เฮสส์ได้เผยแพร่แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดสันเขากลางมหาสมุทร การเกิดแผ่นมหาสมุทรใหม่ รวมทั้งกลไกการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก ผ่านหนังสือชื่อ History of Ocean Basins โดยเรียกแนวคิดนี้ว่า แนวคิดพื้นมหาสมุทรแผ่กว้าง (Sea-floor Spreading) ถือเป็นการเปิดมุมมองใหม่ของโลกใต้มหาสมุทรอย่างอย่างยิ่งใหญ่ของเฮสส์

แบบจำลองการเกิดสันเขากลางมหาสมุทร การเกิดแผ่นมหาสมุทรใหม่ และการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก ตามแนวคิดพื้นมหาสมุทรแผ่กว้าง ของเฮสส์

นอกจากงานด้านธรณีวิทยาทางทะเล เฮสส์ยังได้มีส่วนร่วมในความพยายามทางวิทยาศาสตร์อื่นๆ อีกมากมาย เช่น เป็นปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์และธรณีวิทยาให้กับรัฐบาลสหรัฐอเมริกา รวมทั้งเป็นโต้โผใหญ่ใน โครงการ Mohole (1957-1966) ซึ่งเป็นโครงการศึกษาความเป็นไปได้ในการเจาะสำรวจทะเลลึกเพื่อศึกษาแนวรอยต่อระหว่างชั้นเปลือกโลกและชั้นแมนเทิล (เนื้อโลก) เฮสส์จึงถือเป็นหนึ่งในนักธรณีวิทยาอเมริกันที่มีคุณประโยชน์ในวงการมหาสมุทรโลกอย่างแท้จริง

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2512 ขณะที่เฮสส์มีอายุ 63 ปี เขาหัวใจวายและเสียชีวิตอย่างกระทัน ในระหว่างการประชุมคณะกรรมการวิทยาศาสตร์และอวกาศแห่งชาติ ทิ้งผลงานชิ้นเยี่ยมอย่าง แนวคิดพื้นมหาสมุทรแผ่กว้าง (sea-floor spreading) ไว้ให้กับโลก ซึ่งหากไม่มีแนวคิดนี้มาสนับสนุนและปิดจุดบอดเรื่องทวีปต่างๆ เคลื่อนที่ได้อย่างไร แนวคิดทวีปเคลื่อน (continental drift) ของ อัลเฟรด เวเกเนอร์ (Alfred Wegener) ก็คงยังไม่ได้รับการยอมรับ และ ทฤษฏีธรณีแปรสัณฐาน (tectonic theory) ที่โด่งดังในทุกวันนี้ก็คงยังไม่มีใครอยากจะเชื่อ

สดุดี แฮรีย์ เฮสส์…

เฮสส์ กำลังอธิบายกลไกและวัฏจักรการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก เริ่มจากการแยกตัวออกออกจากกันของแผ่นเปลือกโลกบริเวณสันเขากลางมหาสมุทร ไปจนถึงการชนและมุดตัวกันของแผ่นเปลือกโลกในอีกฟากหนึ่งของเปลือกโลก

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth

Share: