Мертвое море, соленое озеро, граничащее с Иорданией, Израилем и Западным берегом, почти в 10 раз соленее океана. Люди посещали Мертвое море на протяжении тысяч лет, чтобы испытать его предполагаемые целебные свойства и плавать в его чрезвычайно плотных, плавучих водах, а упоминания о море восходит к библейским временам.
Большая часть пресной воды, питающей Мертвое море, была отведена в последние десятилетия, в результате чего уровень воды в море снизился и стало более соленым, чем раньше. Ученые впервые заметили в 1979 году, после того, как этот процесс начался, кристаллы соли выпадают из верхнего слоя воды, «оседают» и накапливаются на дне озера.
Солевой слой на дне озера с каждым годом увеличивается примерно на 10 сантиметров (4 дюйма).
Процесс создания этого «снега» кристаллов соли и накопление слоев соли на дне озера озадачил ученых, потому что он не имеет смысла согласно законам физики. Новое исследование, опубликованное в журнале AGU Water Resources Research, предполагает, что крошечные возмущения в озере, вызванные волнами или другим движением, создают «соляные пальцы», которые медленно направляют соль на дно озера.
"Сначала вы формируете эти крошечные пальцы, которые слишком малы, чтобы наблюдать… но они быстро взаимодействуют друг с другом по мере движения вниз и образуют все более крупные структуры », – сказал Рафаэль Уийон, инженер-механик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и ведущий автор нового исследования.
«Первые пальцы могут быть толщиной всего в несколько миллиметров или пару сантиметров, но они повсюду на всей поверхности озера», – сказал Эккарт Мейбург, также инженер-механик Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и соавтор нового документа. учиться. "Вместе эти маленькие пальцы создают огромное количество солевого потока."
Новое открытие помогает исследователям лучше понять физику Мертвого моря, но также помогает объяснить образование массивных солевых отложений, обнаруженных в земной коре.
По словам авторов, Мертвое море является единственным гиперсоленым водоемом на Земле сегодня, где происходит этот процесс солевой аппликатуры, поэтому оно представляет собой уникальную лабораторию для исследователей, изучающих механизмы, с помощью которых сформировались эти толстые солевые отложения.
«В целом это делает Мертвое море уникальной системой», – сказал Надав Ленский, геолог Геологической службы Израиля и соавтор нового исследования. "По сути, мы имеем здесь новое открытие, которое, по нашему мнению, очень важно для понимания устройства этих бассейнов, которые были так распространены в истории Земли."
Солёная тайна
Поскольку в последние десятилетия Мертвое море стало более соленым, большая часть этой соли сконцентрировалась у его поверхности. Летом дополнительное тепло от Солнца нагревает поверхность Мертвого моря и разделяет ее на два отдельных слоя: теплый верхний слой располагается поверх более холодного нижнего слоя. Поскольку вода испаряется из верхнего слоя в летнюю жару, она становится более соленой, чем более прохладный слой ниже.
Исследователи поняли, что соленый снег, который они наблюдали, возник в этом верхнем соленом слое, но эта теплая вода не смешивается с более холодной водой внизу, потому что она намного теплее и менее плотная. Поэтому они были озадачены тем, как соль с поверхности попадает в более прохладный слой и падает на дно озера.
Ленский и его коллеги предложили объяснение в 2016 году, и новое исследование впервые проверяет эту теорию.
Они предполагают, что, когда верхний слой озера нарушается волнами или другим движением, крошечные кусочки теплой воды попадают в более прохладный бассейн с водой ниже.
Тепло распространяется быстрее, чем соль, поэтому этот пакет с теплой водой быстро остывает. Но по мере охлаждения в нем остается меньше соли, поэтому соль выпадает в осадок и образует кристаллы, которые опускаются на дно.
Посмотрите анимацию соляных пальцев здесь.
В новом исследовании ученые создали компьютерную симуляцию того, как вода и соль будут течь в Мертвом море, если теория солевых пальцев верна. Они обнаружили, что теория соляных пальцев правильно предсказывала нисходящий поток соленого снега и накопление слоев соли в середине дна озера. По словам авторов, из-за того, что уровень озера снижается из-за откачки пресной воды из близлежащей реки Иордан, слои соли концентрируются в центральной части озера.
Понимание солевых отложений в других местах
Новое открытие также помогает объяснить образование массивных солевых отложений, обнаруженных в земной коре.
«Мы знаем, что во многих местах по всему миру есть толстые солевые отложения в земной коре, и эти отложения могут иметь толщину до километра», – сказал Мейбург. "Но мы не уверены, как эти солевые отложения образовывались на протяжении геологической истории."
Одним из ярких примеров является толстый слой соли под Средиземным морем.
Исследователи знают, что около шести миллионов лет назад Гибралтарский пролив был закрыт из-за движений тектонических плит Земли. Это перекрыло подачу воды из Атлантического океана в Средиземное море, создав гигантское мелководное внутреннее море.
Спустя несколько сотен тысяч лет уровень воды в Средиземном море упал настолько, что море частично или почти высохло, оставив после себя толстые отложения соли.
Новое открытие предполагает, что эти отложения образовались в это время аналогично тому, что происходит сейчас в Мертвом море. Когда Гибралтарский пролив снова открылся, вода затопила бассейн, и солевые отложения были погребены под новыми слоями отложений, где они остаются сегодня.