Мертве море: розгадана таємниця "соляних пальців"

Зростання сольових кристалів на дні Мертвого моря лише очевидно суперечить фізиці

У Мертвому морі товсті шари кристалів солі утворюються не тільки на межі, але, як не дивно, і посеред моря - як і чому, дослідники лише з'ясували. © Девід Лешем / iStock
читати вголос

Фізична таємниця: Насправді зростаючі солево-кристалічні утворення на дні Мертвого моря навряд чи існують - адже їх утворення фізично пояснюється лише частково. Але зараз дослідники вирішили загадку. Відповідно, ці кристали утворюються через те, що невеликі турбулентності на водній поверхні неодноразово опадають пальцями солоної, теплої води в глибину. Ці "соляні пальці" тонуть, стають холодними, а потім кристалізуються дощові солі.

Мертве море - одна з найсолоніших вод у світі - і його солоність продовжує зростати. Оскільки постійно зростаючий витік води з Йорданії, основний її приплив, навряд чи дозволяє прісній воді текти. При цьому тепло випаровує стільки води, що рівень Мертвого моря падає приблизно на метр на рік. Внаслідок цього озеро стискається, його краї засипані солею, а на його берегах уже тисячі розривних отворів.

Також кабелі та вимірювальні прилади на дні озера вкриті густою соляною скоринкою. © Надав Ленський / Геологічний огляд Ізраїлю

Енігматичний дощ кристалів солі

Але є ще одне явище, яке останнім часом було на Мертвому морі: з кінця 1970-х років дослідники спостерігають, що середні шари води озера дощить справжню "хуртовину" кристалів солі аж до дна. Там кристалізована сіль утворює шар, який зростає приблизно на десять сантиметрів на рік.

Примітна річ, однак, що насправді не повинно бути цього «снігу» кристалів солі в Мертвому морі. Бо на перший погляд це суперечить правилам фізики. Причина: Тепла, особливо солона поверхнева вода внаслідок випаровування лежить на десять градусів холоднішого, менш солоного шару води. Через більш високу щільність цей холодний шар виступає бар'єром і фактично повинен запобігати просіданню солоних поверхневих вод, а отже, і кристалізації солі. Але це очевидно не так.

Солоні води пальці

Зараз рішення цієї загадки знайшов Рафаель Уйон з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі та його колеги. Вони моделювали умови у Мертвому морі у фізичній моделі та шукали механізми, які могли б пояснити утворення кристалів солі у глибших водах. Вони приділили особливу увагу процесам на прикордонному шарі між більш теплими та прохолодними шарами води. дисплей

Це виявилося дивно. Тому що навіть найдрібніша турбулентність могла змусити крихітні «пальчики» теплої поверхневої води в глибші води. "Спочатку ці пальці занадто маленькі, щоб їх побачити. Але вони взаємодіють між собою, коли вони тонуть, тим самим утворюючи все більші структури », - пояснює Уйон.

Подібно до теплих водяних пальців, що ростуть вниз, аналогічно дрібні «пальчики» піднімаються з прохолоднішої, менш солоної води на поверхню. "В результаті пальці теплої солоної води утворюються під прикордонним шаром і стають холоднішими, солонішими пальцями над ними", - повідомляють дослідники.

"Унікальна система"

Хитрість: ці міліметрові маленькі «пальчики», виготовлені з теплої поверхневої води, сильно збагачені сіллю. Коли вони опускаються в глибину, вони потрапляють у холодніші шари води і поступово охолоджуються. Однак, оскільки холодна вода може розчиняти менше солі, ніж тепла вода, сіль у цих пальцях починає викристалізовувати маленькі кристали білої солі, які опускаються на дно Мертвого моря.

Це за таємничими родовищами солі на дні Мертвого моря

"Ці процеси відбуваються в дуже малому масштабі, з соляними пальцями товщиною лише міліметри до сантиметрів", - пояснюють Уйон і його команда. Але великого обсягу таких соляних пальців достатньо для транспортування великої кількості солі в більш прохолодний середній шар води з часом. Це насичується сіллю і сіль кристалізується. Це причина того, що товсті кірки кристалів солі утворюються не тільки вздовж мілководного берега озера, але і в його глибокому центрі.

"Це робить Мертве море унікальною системою", - каже співавтор Надав Ленський із Ізраїльської геологічної служби. Тому що це єдине глибоке шарувате солене озеро в світі, в якому кристали галіту осаджуються таким чином.

Пояснення також для первинних родовищ солі?

Нові знахідки пояснюють не лише те, чому шар солі на дні Мертвого моря з часом стає все густішим. Вони також містять підказки про те, як колись формувалися сотні метрів шарів солі багатьох подій кам'яної солі. Наприклад, поступове зневоднення Середземномор’я майже шість мільйонів років тому призвело до осадження кілометрових шарів солі.

На думку дослідників, він міг пробігти у надзвичайно солоній залишковій води Середземномор'я, подібний процес, як сьогодні у Мертвому морі. "Однією з основних характеристик таких евапоритових басейнів є те, що шари соляних гірських порід стають товщими до середини", - пояснюють вони. Але це характерно для кристалізації «соляними пальцями». Оскільки на краях таких вод немає більш холодного глибокого шару, там також немає концентрованої кристалізації пальців солоної води.

Таким чином, Мертве море є сьогодні єдиною солоною водою, яка має ці "соляні пальці". В ході геологічної історії, однак, тут могли бути затоки, лагуни та озера з подібними умовами. Мертве море також дає нам уявлення про процеси, що формували нашу планету мільйони років тому. (Дослідження водних ресурсів, 2019; doi: 10.1029 / 2019WR024818)

Джерело: Американський геофізичний союз

- Надя Подбрегар