Что происходит на дне Мертвого моря: загадка «соляного снега»

Мертвое море – это место, где сочетаются уникальные условия: самая низкая точка на поверхности Земли и одна из самых высоких концентраций соли в воде в мире. Высокая соленость обеспечивает соответствующую плотность воды, а статус самого глубокого гиперсоленого озера в мире порождает интересные явления, которые ученые продолжают изучать.

Одним из самых интригующих феноменов Мертвого моря являются «соляные гиганты» – крупномасштабные отложения соли. Такие отложения в земной коре могут простираться на многие километры по горизонтали и достигать более километра в толщину. Мертвое море представляет собой уникальную природную лабораторию для изучения механизма их образования в реальном времени.

Хотя крупные соляные формации существуют и в других водоемах, например, в Средиземном и Красном морях, только в Мертвом море можно наблюдать их формирование. Это позволяет исследователям изучать физические процессы, лежащие в основе их эволюции, в частности, пространственные и временные изменения их толщины.

Процессы в Мертвом море определяются несколькими факторами. Во–первых, это бессточное озеро, и испарение является основным способом убыли воды. Этот процесс, продолжающийся тысячелетиями, оставляет после себя соляные отложения. В последнее время строительство плотин на реке Иордан, питающей озеро, ускорило падение уровня воды, которое оценивается примерно в один метр в год. Температура также играет ключевую роль. Раньше Мертвое море было стабильно стратифицированным, то есть менее плотная теплая вода на поверхности круглый год находилась над более соленым и холодным слоем на глубине.

Ситуация изменилась в начале 1980–х годов из–за частичного отвода вод реки Иордан. Испарение стало превышать приток пресной воды, и соленость поверхностного слоя достигла уровня глубинного. Это привело к перемешиванию слоев, и озеро стало озером с ежегодным полным перемешиванием водной толщи. Стратификация в Мертвом море по–прежнему возникает, но теперь только на восемь теплых месяцев в году.

В 2019 году исследователи обнаружили уникальный для летнего периода процесс – выпадение кристаллов галита, или «соляной снег». Обычно галит («каменная соль») выпадает в осадок, когда концентрация соли превышает растворимость, что более характерно для холодных и плотных глубинных слоев в зимние месяцы. Однако летом, когда испарение увеличивает соленость верхнего слоя, соль в нем продолжает растворяться из–за более высокой температуры. На границе слоев возникает так называемая «двойная диффузия»: участки более соленой теплой воды остывают и опускаются, а части менее соленой холодной воды нагреваются и поднимаются. При остывании верхнего, более плотного слоя, соль выпадает в осадок, создавая эффект «соляного снега».

Сочетание испарения, колебаний температуры и плотности, а также внутренних течений и волн приводит к образованию соляных отложений различных форм и размеров. В отличие от более мелководных соленых водоемов, где осаждение происходит в сухой сезон, в Мертвом море эти процессы наиболее интенсивны зимой. Этот круглогодичный «снегопад» на глубине объясняет появление «соляных гигантов», обнаруженных и в других соленых водоемах, таких как Средиземное море. Около 5,3–5,9 миллиона лет назад оно почти полностью высохло во время так называемого Мессинского кризиса солености, когда тектонические движения перекрыли Гибралтарский пролив, прекратив приток воды из Атлантики.

Тогда уровень Средиземного моря упал на 3–5 километров, создав условия, аналогичные современным в Мертвом море, и оставив после себя толстую соляную кору, которая до сих пор погребена под его глубокими участками. Несколько миллионов лет спустя пролив снова открылся, и море наполнилось вновь. Потоки соленой воды и наличие источников на дне Мертвого моря также способствуют образованию других интересных структур, таких как соляные купола и «дымоходы». Исследования этих процессов не только дают фундаментальное понимание явлений в гиперсоленых озерах, но и могут помочь в изучении стабильности и эрозии засушливых береговых линий, а также в оценке потенциала добычи ресурсов.