La mer Morte est une confluence de conditions extraordinaires: le point le plus bas de la surface de la Terre, avec l'une des salinités les plus élevées du monde. La concentration élevée de sel lui donne une densité en conséquence élevée, et le statut du corps d'eau en tant que lac hypersaline le plus profond donne lieu à des phénomènes intéressants et souvent liés à la température sous la surface de l'eau que les chercheurs découvrent encore.
L'une des caractéristiques les plus intrigantes de la mer Morte continue d'être révélée: géants du sel, dépôts de sel à grande échelle.
« Ces grands dépôts dans la croûte de la Terre peuvent être nombreux, plusieurs kilomètres horizontalement, et ils peuvent avoir plus d'un kilomètre d'épaisseur dans la direction verticale », a déclaré le professeur d'ingénierie mécanique de l'UC Santa Barbara, Eckart Meiburg, auteur principal d'un article publié dans le Examen annuel de la mécanique des fluides. « Comment ont-ils été générés? La mer Morte est vraiment le seul endroit au monde où nous pouvons étudier le mécanisme de ces choses aujourd'hui. »
En effet, bien qu'il existe d'autres plans d'eau dans le monde avec des formations massives de sel, comme la Méditerranée et la mer Rouge, ce n'est que dans la mer Morte que l'on peut les trouver dans la fabrication, ce qui permet aux chercheurs de s'attaquer aux processus physiques derrière leur évolution, et en particulier les variations spatiales et temporelles de leur épaisseur.
Évaporation, précipitation, saturation
Dans leur article, Meburg et son autre auteur Nadav Lensky de l'enquête géologique d'Israël couvrent les processus de transport dynamique et associés des fluides régissant actuellement la mer Morte. Ces processus sont influencés par plusieurs facteurs, notamment le statut de la mer Morte en tant que lac terminal d'eau salée – un lac sans écoulement – en laissant l'évaporation comme la principale façon dont l'eau quitte le lac, qui se rétrécit depuis des millénaires et laisse des dépôts de sel. Plus récemment, le barrage de la rivière Jordanie, qui alimente le lac, a accéléré le déclin du niveau du lac, estimé à environ 1 mètre (3 pieds) par an.
Les températures le long de la colonne d'eau jouent également un rôle dans la dynamique derrière les géants du sel et d'autres formations telles que les dômes de sel et les cheminées. Un lac autrefois « méroctique » (stratifié stable) – la mer Morte a été superposée de telle sorte qu'une eau plus chaude moins dense à la surface a superposé une couche plus saline et plus fraîche en profondeur tout au long de l'année.
« Auparavant, même en hiver, lorsque les choses se sont refroidies, la couche supérieure était encore moins dense que la couche inférieure », a expliqué Meburg. « Et donc en conséquence, il y avait une stratification dans le sel. »
Cela a changé au début des années 1980 grâce à la diversion partielle de la rivière Jordanie, ce qui a entraîné l'évaporation dépassant le taux d'entrée d'eau douce. À cette époque, la salinité de surface a atteint les niveaux trouvés en profondeur, permettant de se mélanger entre les deux couches et la transition du lac du méomictique à holomictique (un lac qui subit des renversements annuels dans la colonne d'eau). La mer Morte continue de stratifier, mais seulement pour huit des mois les plus chauds de l'année.
En 2019, Meburgur et al ont identifié un processus assez unique sur le lac pendant l'été: précipitation en cristal d'halite ou « neige » qui était plus typique pendant la saison plus fraîche. L'halite (« sel de roche ») précipite lorsque la concentration de sel dépasse la quantité que l'eau peut se dissoudre, d'où les conditions plus profondes, plus froides et plus denses de la couche inférieure sont là où elle est la plus susceptible de se produire et pendant les mois les plus frais. Cependant, ils ont observé que pendant l'été, alors que l'évaporation augmentait la salinité de la couche supérieure, les sels continuaient néanmoins de se dissoudre dans cette couche en raison de sa température plus chaude. Cela conduit à une condition appelée «double diffusion» à l'interface entre les deux couches, dans laquelle les sections de l'eau plus salière de la couche supérieure se refroidissent et l'évier, tandis que des parties de l'échauffement et de la montée de l'eau inférieure, plus froide et relativement moins dense. À mesure que la couche supérieure et la plus dense se refroidisse, les sels se précipitent, créant l'effet « neige de sel ».
La combinaison de l'évaporation, des fluctuations de la température et des changements de densité dans toute la colonne d'eau, en plus d'autres facteurs, notamment les courants internes et les ondes de surface, conspirer pour créer des dépôts de sel de différentes formes et tailles, affirment aux auteurs. Contrairement aux corps hypersalins moins profonds dans lesquels les précipitations et les dépôts se produisent pendant la saison sèche, en mer Morte, ces processus se sont révélés les plus intenses pendant les mois d'hiver. Cette saison « Snow » toute l'année à la profondeur explique l'émergence des géants du sel, trouvés dans d'autres corps salins tels que la mer Méditerranée, qui a autrefois séché pendant la crise de salinité messinienne, il y a environ 5,96 à 5,33 millions d'années.
« Il y avait toujours un afflux de l'Atlantique Nord dans la Méditerranée à travers le détroit de Gibraltar », a déclaré Meburrurd. « Mais lorsque le mouvement tectonique a fermé le détroit de Gibraltar, il ne pouvait pas y avoir d'entrée d'eau de l'Atlantique Nord. » Le niveau de la mer a chuté de 3 à 5 km (2-3 miles) en raison de l'évaporation, créant les mêmes conditions actuellement trouvées dans la mer Morte et laissant derrière lui le plus épais de cette croûte de sel qui peut encore être trouvée enterrée sous les sections profondes de la Méditerranée, a-t-il expliqué. « Mais ensuite, quelques millions d'années plus tard, le détroit de Gibraltar s'est de nouveau ouvert, et vous aviez donc des entrées de l'Atlantique Nord et la Méditerranée s'est de nouveau remplie. »
Pendant ce temps, les flux de salinité et la présence de ressorts sur le fond marin contribuent à la formation d'autres structures de sel intéressantes, telles que les dômes de sel et les cheminées de sel, selon les chercheurs.
En plus d'acquérir une compréhension fondamentale de certains des processus idiosyncratiques qui peuvent survenir dans les lacs hypersalines évaporants, la recherche sur les processus de transport des sédiments associés se produisant sur les plages émergentes peuvent également donner un aperçu de la stabilité et de l'érosion des côtes arides sous le changement de niveau de la mer, ainsi que du potentiel d'extraction des ressources, selon les auteurs.
