จุฬาฯ ส่งนวัตปะการังสามมิติ มุ่งฟื้นฟูระบบนิเวศทะเลไทย

นวัตปะการัง (Innovareef) ผลงานของศูนย์วิจัยโรคสัตว์น้ำ คณะสัตวแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (VMARCE) เพื่อเร่งฟื้นฟูแนวปะการัง ส่งเสริมการท่องเที่ยวเชิงนิเวศ และเฝ้าระวังสภาพแวดล้อมทางทะเลนั้น คว้ารางวัลนวัตกรรมแห่งชาติ (NIAWARDS) ประจำปี 2563 ด้านการออกแบบผลิตภัณฑ์และบริการ

แนวปะการังที่สวยงามในท้องทะเลไทยค่อยๆ หดหายลงไปเรื่อยๆ ด้วยสภาวะโลกร้อนที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์ปะการังฟอกขาวและจากกิจกรรมของมนุษย์โดยเฉพาะการท่องเที่ยวที่ปราศจากการควบคุมและจิตสำนึกในการอนุรักษ์ธรรมชาติ จนวันนี้ แนวปะการังที่สวยงามและสมบูรณ์เหลืออยู่เพียง 1 ใน 3 เท่านั้น! หากเราไม่เร่งแก้ไขปัญหานี้ แหล่งอาหารจากทะเล พื้นที่ดำน้ำศึกษาธรรมชาติ แหล่งรายได้จากการท่องเที่ยวจะไม่เหลือให้รุ่นลูกหลาน

ที่ผ่านมา มีความพยายามแก้ปัญหาแนวปะการังเสื่อมโทรมโดยการใช้ปะการังเทียมที่ทำมาจากยางรถยนต์ รถถัง ท่อพีวีซี แท่นปูนสี่เหลี่ยม แต่สิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดมลภาวะทางสายตา (visual pollution) เพราะความไม่กลมกลืนกับธรรมชาติใต้ท้องทะเล นอกจากนี้ปะการังเทียมเหล่านี้ก็ถูกน้ำพัดพาหรือจมลงในทราย บ้างก็แตกตัวกลายเป็นขยะไมโครพลาสติกในทะเล

ด้วยเหตุนี้ ทีมวิจัยจากจุฬาฯ นำโดย รศ.สพ.ญ.ดร.นันทริกา ชันซื่อ ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยโรคสัตว์น้ำฯ และหัวหน้าหน่วยปฏิบัติการวิจัยสัตว์น้ำสวยงามและสัตว์น้ำเพื่อการอนุรักษ์ (OAAC) คณะสัตวแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย จึงได้คิดค้นปะการังเทียมที่มีความสวยงามเหมือนจริงใกล้เคียงกับธรรมชาติ  ลดแรงต้านของน้ำขึ้นลงได้ดี ช่วยให้ตัวอ่อนปะการังลงเกาะได้ดี เป็นถิ่นที่อยู่สำหรับสัตว์ทะเลสายพันธุ์ต่าง ๆ และช่วยเร่งฟื้นฟูแนวปะการัง

“เราพยายามสร้างปะการังเทียมที่มีลักษณะสวยงามใกล้เคียงธรรมชาติ มีกิ่งก้านแบบปะการังที่ช่วยเพิ่มการเกาะติดของตัวอ่อนปะการัง มีรูกลวงเพื่อลดแรงต้านน้ำและเป็นที่อยู่ของสัตว์ ซึ่งนวัตปะการังนี้จะช่วยเร่งการฟื้นตัวของแนวปะการังให้เติบโตเร็วทันกับอัตราการถูกทำลายของปะการังในธรรมชาติ” รศ.สพ.ญ.ดร.นันทริกา กล่าว

นวัตปะการัง เทียม-แทนปะการังธรรมชาติอย่างไร

ในธรรมชาติ ปะการังมีบทบาทสำคัญในการเป็นแนวกำแพงป้องกันคลื่นลมและกระแสน้ำยามพายุพัดโหม เป็นบ้านของสรรพชีวิตใต้ท้องทะเล และเป็นแหล่งกำเนิดอาหารของมนุษยชาติ ดังนั้น การดูแลให้แนวปะการังยังคงสภาพอยู่อย่างสมบูรณ์และหลากหลายจึงเท่ากับเป็นการดูแลแหล่งอาหารกายและอาหารใจให้มนุษย์เองด้วย

ปะการังเป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีลำตัวนิ่ม พวกมันจะสร้างชั้นหินปูนเคลือบลำตัวไว้ จึงมีโครงสร้างภายนอกแข็งแรง ตัวอ่อนของปะการังที่เรียกว่า  “พลานูลา” (Planula) จะล่องลอยตามกระแสน้ำและลงเกาะในพื้นที่แข็ง อย่าง ก้อนหินหรือซากปะการังเพื่อเจริญเติบโตเป็นปะการังต่อไป ส่วนปะการังชนิดที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ พวกมันจะใช้วิธีแตกหน่อไปตามรูปร่างตามลักษณะของชนิดปะการังนั้นๆ

ทางทีมผู้วิจัยจึงพยายามจำลองลักษณะที่สอดคล้องกับธรรมชาติของปะการังให้ได้มากที่สุด ทั้งนี้ รศ.สพ.ญ.ดร.นันทริกา ได้กล่าวถึงจุดเด่นของนวัตปะการังที่ต่างจากปะการังเทียมทั่วไป ได้แก่

1. มีสารอาหาร – บนตัวนวัตปะการังมีการพ่นเคลือบสารอาหารจำพวกแคลเซียมและฟอสเฟตที่ปะการังตามธรรมชาติใช้ในการเติบโต ทำให้ตัวอ่อนปะการังที่มาเกาะสามารถกินอาหารเพื่อเติบโตได้ทันที ซึ่งจากการเก็บข้อมูลพบว่า ปะการังที่มาเกาะบน “นวัตปะการัง” โตเร็วกว่าปะการังตามธรรมชาติ เฉลี่ยละ 3-4 เซนติเมตรต่อปี (ในขณะที่โดยทั่วไปในธรรมชาติ ปะการังเจริญเติบโตช้ามาก ยกตัวอย่าง ปะการังแข็งจะงอกราว 1 เซนติเมตรต่อปี ซึ่งหมายความว่า หากเราอยากเห็นปะการังที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1 เมตร เราต้องรอถึงหนึ่งศตวรรษ! กันเลยทีเดียว)
2.  เลียนแบบลักษณะตามธรรมชาติของปะการัง – นวัตปะการังมีลักษณะเป็นแผ่นเหมาะสำหรับตัวอ่อนปะการังตามธรรมชาติจะมาเกาะ อีกทั้งยังมีลักษณะเป็นรูและเป็นโพรงเหมาะเป็นที่อยู่อาศัยและที่ซ่อนตัวหลบภัยของปลา สัตว์เล็กๆ หน้าดิน และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเล
3. ลดแรงต้านกระแสน้ำ – นวัตปะการังใช้เทคโนโลยีไฮโดรไดนามิก โดยออกแบบรูปร่างให้ป้องกันการถูกพัดพาไปตามกระแสน้ำ ซึ่งแตกต่างจากปะการังเทียมทั่วไปิ่งขึ้นงที่ใช้วัสดุปราะว่า มัเปหล่านี้มักทำให้เกิดมลภาวะ ที่มักถูกทรายฝังกลบและอาจถูกกระแสน้ำพัดพาไปได้

Smart Station ปะการังตรวจวัดสภาวะโลกร้อน

นอกจากการทำหน้าที่ดุจปะการังตามธรรมชาติแล้ว ทีมวิจัยยังได้ติดตั้งเครื่องมือตรวจวัดความเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมทางทะเลไว้ที่ตัวนวัตปะการัง เพื่อให้นวัตปะการังเป็น “สมาร์ทสเตชัน” (Smart station) ทำหน้าที่ เช่น วัดอุณหภูมิของน้ำ การไหลของกระแสน้ำ วัดความเป็นกรดเป็นด่าง เป็นต้น

“การตรวจวัดค่าเหล่านี้ ไม่เพียงช่วยสิ่งมีชีวิตในนวัตปะการัง แต่ยังช่วยเหลือแนวปะการังทั้งแนวในบริเวณที่นวัตปะการังตั้งอยู่ด้วย อย่างที่ทราบกันอยู่แล้วว่า ปะการังฟอกขาวเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำทะเลที่ร้อนขึ้น ทำให้ปะการังตาย ดังนั้น เมื่อมีสมาร์ทสเตชัน เราจะมีข้อมูลที่จะช่วยให้เราสามารถช่วยเหลือชีวิตแนวปะการังทั้งแนวได้” รศ.สพ.ญ.ดร.นันทริกา กล่าว

การสร้างสรรค์นวัตปะการังให้มีลักษณะใกล้เคียงกับธรรมชาติที่สุดว่าต้องใช้ความรู้จากหลายศาสตร์ อาทิ เทคโนโลยี 3D Cement Printing ขึ้นรูปผลิตซีเมนต์ ซึ่งชนิดซีเมนต์ก็ได้เลือกสรรชนิดที่มีค่าความเป็นกรดด่างใกล้เคียงน้ำทะเล และผสานการออกแบบตามแนวคิดเลโก้ คือ การทำเป็นบล็อกถอดประกอบชิ้นส่วนได้ เพื่อความสะดวกในการขนย้ายนวัตปะการังจากแหล่งผลิตไปสู่ท้องทะเล

“กว่าจะเป็นนวัตปะการัง  ต้องเขียนออกแบบ ขึ้นรูป ทำผิวสัมผัสให้ขรุขระ แยกหล่อส่วนกิ่งปะการัง ทดสอบน้ำวน ทดสอบการจมของฐาน ทดสอบการต้านกระแสน้ำด้วยการทดลองในห้องวิจัยและในทะเล จนได้เป็นนวัตปะการังที่ลดการต้านกระแสน้ำ แข็งแรง ไม่จมหายไปกับพื้นทราย มีน้ำวนเล็กๆ รอบๆ มีกิ่งที่ช่วยเพิ่มการยึดเกาะของตัวอ่อนปะการังตามธรรมชาติ สิ่งเหล่านี้นักวิจัยต้องใช้ความรู้หลายศาสตร์มาพัฒนาจนได้ผลงานที่สมบูรณ์” รศ.สพ.ญ.ดร.นันทริกากล่าว

นวัตปะการังที่ทางจุฬาฯ ออกแบบมี 1 ขนาด คือ 100 x 160 x 50 (กว้าง x ยาว x สูง) เซนติเมตร ซึ่งต่อมา “โครงการรักษ์ทะเล” (Love the Sea) โดยมูลนิธิ Earth Agenda ภายใต้ความร่วมมือระหว่างกรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม คณะสัตวแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และ SCG ได้นำต้นนวัตปะการังต้นแบบนี้ มาปรับพัฒนาเพิ่มเติมอีก 5 รูปแบบได้แก่

1. ปะการังสมอง ขนาด150 x 160 x 56 เซนติเมตร
2. ปะการังสมอง ขนาด160 x 160 x 65 เซนติเมตร
3. ฟองน้ำครก ขนาด 150 x 200 x 95 เซนติเมตร
4. ฟองน้ำทะเล 1 ขนาด 50 x 50 x 65 เซนติเมตร
5. ฟองน้ำทะเล 2 ขนาด 85 x 85 x 65 เซนติเมตร

ติดตั้งบ้านให้ปะการัง ฟื้นความหวังให้ท้องทะเล

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2563 ทีมนักวิจัยได้ติดตั้งนวัตปะการังแล้วในพื้นที่ชายฝั่งทะเลหลายแห่งในจังหวัดชลบุรีเป็นส่วนมาก อาทิ ชายฝั่งทะเลบริเวณเกาะสีชัง เกาะล้าน และสัตหีบ

“ลักษณะพื้นที่ที่เหมาะสมในการติดตั้งนวัตปะการังต้องเป็นพื้นที่ชายทะเลที่มีระดับน้ำลึกไม่เกิน 10 เมตร มีแสงสว่างส่องถึง และที่สำคัญ ต้องยังมีปะการังตามธรรมชาติหลงเหลืออยู่บ้าง ลักษณะอย่างนี้จึงจะเอื้อโอกาสให้เกิดการเกาะติดและเติบโตของตัวอ่อนปะการังตามธรรมชาติ”

“เมื่อประกอบและติดตั้งนวัตปะการัง ปลาและสัตว์ทะเลหลายชนิดก็เริ่มเข้ามาสำรวจและจับจองพื้นที่ในบ้านหลังใหม่ เกิดความหลากหลายทางชีวิภาพรอบๆ แนวนวัตปะการัง ที่สำคัญ จากการเฝ้าเก็บข้อมูลภายหลังการติดตั้งนวัตปะการัง เราพบว่าอัตราการเกาะติดและเติบโตของตัวอ่อนปะการังที่ตัวนวัตปะการังดีกว่าปะการังเทียมทั่วไป” รศ.สพ.ญ.ดร.นันทริกา กล่าว

สิ่งนี้ทำให้ทีมผู้วิจัยมั่นใจว่านวัตปะการังจะช่วยเร่งอัตราการฟื้นตัวของปะการังและคืนความอุดมสมบูรณ์กลับสู่ท้องทะเลโดยเร็ว

Thai Innovareef สวรรค์แห่งใหม่ของนักดำน้ำ

นอกจากจะฟื้นคืนระบนิเวศทางทะเล แนวนวัตปะการังยังคืนสวรรค์ใต้ผิวน้ำสีครามให้นักท่องเที่ยวด้วย “แนวนวัตปะการังสามารถพัฒนาให้เป็นแหล่งท่องเที่ยวเชิงอนุรักษ์ได้” รศ.สพ.ญ.ดร.นันทริกา กล่าว ซึ่งแนวคิดนี้ได้รับการสนับสนุนและความร่วมมือจากกรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง บริษัท ปูนซิเมนต์ไทย จำกัด (มหาชน) (SCG) และจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

“สำหรับนักท่องเที่ยวที่อยากดำน้ำดูแนวปะการัง แต่ยังดำน้ำไม่ถูกหลัก จนอาจเผลอทำลายแนวปะการังตามธรรมชาติเสียหาย ผู้ที่เริ่มหัดดำน้ำใหม่ๆ หรือผู้ที่ต้องการศึกษาโลกใต้ทะเล ไม่ว่าจะเป็น sea walker, snorkeler ก็สามารถมาดำน้ำดูนวัตปะการังที่สร้างขึ้นเป็นแนวได้ เพราะมีความคล้ายคลึงกับธรรมชาติมาก และมีสัตว์น้ำสิ่งมีชีวิตเล็กๆ หลายสายพันธุ์มาอาศัยอยู่ นี่จึงเป็นการส่งเสริมการท่องเที่ยวเชิงอนุรักษ์ทางทะเลได้โดยไม่เกิดความเสียหายให้ท้องทะเล”

แนวนวัตปะการัง Thai Innovareef อาจกลายเป็นหนึ่งในแหล่งท่องเที่ยวเชิงอนุรักษ์ที่มีสีสัน เป็นจุดขายที่ดึงดูดนักท่องเที่ยวทั้งชาวไทยและต่างชาติ และสร้างรายได้ให้ประเทศอีกทาง

อนาคต นวัตปะการังไทยรุ่นต่อๆ ไป

สำหรับนวัตปะการังรุ่นต่อๆ ไป จะออกแบบให้มีลักษณะเฉพาะเจาะจงเหมาะสมกับสัตว์น้ำแต่ละชนิดในละแวกนั้นๆ เช่น ปลาหมอทะเลชอบถิ่นอาศัยแบบถ้ำ ก็จะมีนวัตปะการังที่มีลักษณะแบบนั้น เป็นต้น

นอกจากนี้ ทีมวิจัยกำลังวิจัยต่อยอดร่วมกับคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ ในการออกแบบนวัตปะการังที่ผสานนาโนเทคโนโลยีเพื่อให้สามารถปกป้องปะการังจากสภาวะโลกร้อน

“หากอุณหภูมิในท้องทะเลเปลี่ยนแปลงถึงจุดหนึ่งที่อาจเป็นอันตรายต่อปะการัง สารนาโนที่เคลือบอยู่บนนวัตปะการังจะแตกตัวแบบอัตโนมัติและปล่อยสารปกป้องไม่ให้ปะการังตาย”

นวัตปะการังเป็นหนึ่งในความหวังที่จะฟื้นฟูแนวปะการังตามธรรมชาติให้กลับคืนมาสู่ท้องทะเลโดยเร็ว อาจใช้เวลา 10-20 ปี หรือกึ่งศตวรรษ แต่ก็ยังดีกว่าที่วันนี้เราไม่ได้เริ่มทำอะไร อย่างน้อยรุ่นลูกหลานต้องได้เห็นความงามของท้องทะเล

“แม้ธรรมชาติจะถูกทำลายไปแล้ว แต่มนุษย์สามารถฟื้นฟูและสร้างธรรมชาติให้กลับคืนมาได้ด้วยการใช้นวัตกรรม เราหวังว่านวัตปะการังจะเป็นทางเลือกที่ดีกว่าในการฟื้นฟูระบบนิเวศ กระตุ้นเศรษฐกิจชุมชน การประมง และการท่องเที่ยวเชิงอนุรักษ์” รศ.สพ.ญ.ดร.นันทริกา กล่าวทิ้งท้าย

ข้อมูล: Chulalongkorn

อ่านเรื่องเกี่ยวกับปะการังเพิ่มเติม

เปิดขุมพลัง Deep Learning หนุนอาสาสมัครทั่วโลก ช่วยกันปกป้อง Great Barrier Reef แนวปะการังที่ใหญ่ที่สุดของโลก