מעבדת יום הדין: סודותיו המדעיים של ים המלח הגוסס
- גור זיו
- לפני שתי דקות
- זמן קריאה 5 דקות
ים המלח, המקום הנמוך בעולם, מסתיר כמה מהתופעות הפיזיקליות הגבוהות ביותר. ידעתם שבקיץ, "אצבעות מלח" בלתי נראות גורמות לים המלח להמטיר שלג של מלח על קרקעיתו? ושבכל שנה, נחלים חוצבים בו קניונים חדשים בזמן אמת? במאמר החדש שלנו צללנו לעומק המדע המדהים של ים המלח הגוסס, וגילינו מדוע הוא הפך למעבדה החשובה בעולם לחקר עתיד כדור הארץ.
ישנו מקום אחד על פני כדור הארץ שבו חוקי הפיזיקה המוכרים לנו נמתחים עד לקצה, שבו תופעות טבע שנחשבו לנחלת העבר הגיאולוגי מתעוררות לחיים, ושבו תהליכים הנמשכים בדרך כלל אלפי שנים מתרחשים לנגד עינינו בזמן אמת. המקום הזה אינו מעבדה מתוחכמת או כוכב לכת רחוק; הוא נמצא כאן, בחצר האחורית שלנו. זהו ים המלח. עבור רובנו, הוא סמל לתיירות, למלח הצף ולבוץ המרפא, אך עבור קהילה קטנה של מדענים, הוא הפך למשהו אחר לגמרי: מעבדת טבע ייחודית, מעין "זירת פשע" גיאולוגית שבה התנאים הקיצוניים - מליחות על סף רוויה, עומק חסר תקדים, וירידת מפלס קטסטרופלית - יוצרים יחד תופעות זרימה ותהליכים פיזיקליים שאינם קיימים בשום מקום אחר בעולם. בעוד הים גוסס באיטיות, הוא חושף בפנינו סודות על היווצרותם של "ענקי מלח" קדומים, על עתיד החופים בעולם של שינויי אקלים, ועל הריקוד המורכב שבין מים, מלח ואנרגיה.
הסיפור מתחיל בטרגדיה אקולוגית מוכרת. מאז שנות השישים של המאה ה-20, סכירת נהר הירדן ויובליו צמצמה באופן דרמטי את כניסת המים המתוקים לאגם הסופי הזה. התוצאה היא מאזן מים שלילי, שבו קצב האידוי עולה בהרבה על כמות המים הנכנסת. מפלסו של הים צונח בקצב מסחרר של כמטר אחד מדי שנה, חושף רצועות חוף חדשות ומשנה את הנוף באופן דרמטי. אך בעוד המים מתאדים, המלח נשאר מאחור, והריכוז שלו במים הנותרים עולה בהתמדה. כיום, ים המלח קרוב למצב של רווית יתר, נקודה שבה המים אינם יכולים להכיל עוד מלח מומס, והעודפים מתחילים לשקוע ולהתגבש על הקרקעית. מאז תחילת שנות השמונים, שכבת מלח חדשה, בעובי של כארבעה מטרים, כבר הצטברה על קרקעית האגם. התהליך הזה, של שקיעת מלח בקנה מידה עצום, הוא שהפך את ים המלח לאנלוג המודרני היחיד בעולם לתופעה שיצרה בעבר הגיאולוגי משקעי מלח אדירים, המכונים "ענקי מלח" (Salt giants), בעובי של קילומטרים.
כדי להבין את הפיזיקה המוזרה של ים המלח, יש להבין את שני "מצבי הצבירה" העונתיים שלו. בחורף, האוויר הקר מקרר את שכבת המים העליונה. מים קרים הם צפופים יותר, ולכן הם שוקעים, וגורמים לכל עמודת המים, מפני השטח ועד לקרקעית בעומק של כ-280 מטר, להתערבב לחלוטין. במצב זה, כל האגם הופך למרק מלוח ואחיד, ובשל הקור, יכולתו להכיל מלח מומס יורדת. התוצאה היא "סופת שלגים" תת-מימית אדירה: גבישי מלח (הליט) זעירים נוצרים בכל עמודת המים ושוקעים באיטיות, מכסים את כל קרקעית האגם בשכבה לבנה, חלקה ועדינה.
אך הדרמה האמיתית מתרחשת בקיץ. השמש הקופחת מחממת את שכבת המים העליונה (אפילימניון) לטמפרטורה של עד 37 מעלות צלזיוס, בעוד שהמים העמוקים (היפולימניון) נותרים קרירים יותר, סביב 24 מעלות. במקביל, האידוי המוגבר הופך את השכבה העליונה למלוחה עוד יותר. נוצר מצב פרדוקסלי של סטרטיפיקציה תרמוהלינית (Thermohaline Stratification): שכבה עליונה חמה ומלוחה מאד, שצפה על גבי שכבה תחתונה קרה ו"פחות" מלוחה (אם כי עדיין מלוחה פי עשרה ממי ים רגילים). בין שתי השכבות נוצרת שכבת מעבר חדה, מעין קיר בלתי נראה המכונה תרמוקלינה. המצב הזה, של נוזל חם ומלוח המונח על גבי נוזל קר ופחות מלוח, הוא מתכון לאחת מתופעות הזרימה המוזרות והיפות ביותר בטבע: "אצבעות מלח" (Salt Fingering).
דמיינו מיליארדי "אצבעות" בלתי נראות של מים חמים ומלוחים מהשכבה העליונה, היורדות כלפי מטה אל תוך השכבה הקרה. כשה"אצבעות" הללו יורדות, הן מתחילות לאבד את החום שלהן לסביבה הקרה, אך המלח שבהן מתפזר לאט הרבה יותר. "מתברר שהאצבעות האלה 'מלוחות' לא במובן שיש בהן יותר מלח", מסביר פרופ' אקרט מייבורג (Eckart Meiburg) מאוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה, אחד ממחברי הסקירה. "יש להן אותה מליחות כמו לנוזל הסובב, אבל הן חמות יותר. כשהן יורדות, הן מתקררות, והמלח שוקע החוצה". הקירור המהיר הופך את המים בתוך ה"אצבעות" לרוויים ביתר, והמלח העודף מתגבש ונושר החוצה כחלקיקים גדולים וגסים יותר מאלו של החורף. כפי שמציין פרופ' נדב לנסקי מהמכון הגיאולוגי, שותפו למחקר: "אצבעות המלח הן המנגנון העיקרי שמוביל מלח מפני השטח למים העמוקים". באופן אירוני, בזמן שהתהליך הזה גורם לשקיעת מלח בעומק, שכבת המים העליונה והחמה הופכת דווקא לתת-רוויה, ויש לה יכולת להמיס מלח ששקע בעבר באזורים הרדודים של האגם. התוצאה היא אפקט מדהים של "מיקוד הליט": במהלך הקיץ, ים המלח ממיס מלח מהמדפים הרדודים שלו ומסיע אותו, דרך אצבעות המלח, כדי להשקיע אותו מחדש על הקרקעית העמוקה. זוהי התשובה לתעלומה בת עשרות שנים שגיאולוגים התחבטו בה: מדוע "ענקי המלח" הקדומים עבים יותר במרכז האגנים שבהם נוצרו. ים המלח מראה לנו את המנגנון בפעולה.
אך סיפורו של ים המלח אינו מתרחש רק מתחת למים. ירידת המפלס הדרמטית הפכה את חופיו למעבדת זמן מואצת לחקר תהליכים גיאולוגיים. בכל שנה, נחשפת רצועת חוף חדשה ברוחב של עשרות מטרים, מעין "דף חדש" בספר הגיאולוגי של האגם. דף זה משמר באופן מושלם את מה שהתרחש בחורף הקודם. סערות החורף, המונעות על ידי רוחות דרומיות-מערביות, מייצרות גלים המכים בחוף וממיינים את החצץ והמשקעים. הם בונים רכסי חוף קטנים, המכונים "סוללות חוף" (beach berms). בחוף רגיל, הסערה הבאה הייתה הורסת את הרכס ובונה חדש. אך בים המלח, עד שהחורף הבא מגיע, קו המים כבר נסוג במטר שלם, והרכס של השנה שעברה נותר מאחור, שלם וגלוי, כמו חתימה היסטורית של הסערות שהיו. הדבר מאפשר למדענים, כמו אלו שחקרו את מיון החצץ באמצעות "אבנים חכמות" המצוידות בחיישני תנועה, להבין כיצד חופים מתעצבים ומגיבים לשינויי מפלס קיצוניים - ידע חיוני בעולם שבו חופים רבים מאוימים על ידי עליית מפלס הים.
במקביל, מתרחשת דרמה אחרת במקום שבו הנחלים והוואדיות פוגשים את הים הנסוג. ככל שקו המים יורד, הוא חושף מדרון תלול יותר ויותר בפתחו של הנחל. המים, הזורמים כעת במורד תלול יותר, זוכים לאנרגיה אדירה ומתחילים "לחתוך" אחורה אל תוך היבשה, בתהליך המכונה התחתרות נחלים (River Incision). נחלים שהיו פעם רדודים ורחבים הופכים לקניונים צרים ועמוקים, הנחצבים לנגד עינינו בקצב של מטרים בשנה. ים המלח מספק הזדמנות נדירה לצפות בזמן אמת בתהליך גיאומורפולוגי שבדרך כלל נמשך אלפי שנים, וללמוד כיצד נופים מתעצבים מחדש בתגובה לשינויים דרמטיים.
ים המלח, אם כן, הוא פרדוקס. הוא אגם גוסס, סמל למשבר אקולוגי מעשה ידי אדם. אך דווקא בתהליך גסיסתו, הוא הפך למעבדה חיה וחסרת תחליף. הוא מלמד אותנו על העבר הרחוק, על הכוחות הפיזיקליים שעיצבו את כדור הארץ ויצרו את מרבצי המלח האדירים שאנו כורים כיום. והוא מלמד אותנו על העתיד, על האופן שבו חופים ונחלים יגיבו לשינויי המפלס הצפויים לנו. הוא תזכורת לכך שגם במקומות שנראים שקטים ודוממים, מתרחשים תהליכים דינמיים ועוצמתיים, ושלעיתים, דווקא במקומות הנמצאים על סף הכליה, מתגלים הסודות הגדולים ביותר.
המחקר:
תגובות