Kominy mineralne znalezione na dnie Morza Martwego sygnalizują potencjalne miejsca występowania lejów krasowych, pomagając w przewidywaniu zagrożeń i monitorowaniu środowiska.
Zespół badaczy kierowany przez Centrum Badań nad Środowiskiem im. Helmholtza (UFZ) odkrył na dnie Morza Martwego kominy wysokie na metry. Jak podano w dzienniku Nauka o środowisku całkowitympowstają w wyniku spontanicznej krystalizacji minerałów z wód gruntowych o wyjątkowo dużej zawartości soli wypływających z dna jeziora. Nowo odkryte kominy służą jako ważne wskaźniki wczesnego ostrzegania przed zapadliskami, które tworzą się w obszarze otaczającym Morze Martwe i stanowią poważne zagrożenie.
Konsekwencje zmieniającego się poziomu wody w Morzu Martwym
Morze Martwe to system bardzo dynamiczny: jego poziom spada o około jeden metr rocznie od ponad 50 lat, ponieważ jest odcięte od kluczowych dopływów i traci duże ilości wody w wyniku parowania z powodu suszy i upałów. W rezultacie powierzchnia opadła do około 438 metrów poniżej poziomu morza. Ten spadek poziomu jeziora, które graniczy z Izraelem, Jordanią i Zachodnim Brzegiem pod administracją palestyńską, ma znaczące konsekwencje, szczególnie dla wód gruntowych. Poziom wód gruntowych spada, co utrudnia krajom sąsiadującym dostęp do zasobów wód podziemnych.
Hydrogeolog UFZ, dr Christian Siebert, spędził lata na badaniu, w jaki sposób zmienia się dynamika systemu wód gruntowych w tym regionie oraz w jaki sposób warstwy wodonośne znajdują nowe ścieżki w warstwach skalnych, zarówno na lądzie, jak i poniżej Morza Martwego. Wysłany przez niego zespół nurków odkrył teraz na dnie jeziora otwory wentylacyjne w kształcie kominów, z których wydobywa się połyskujący płyn. „Wykazują uderzające podobieństwo do czarnych palaczy w głębokim morzu, ale system jest zupełnie inny” – mówi badacz UFZ. W badanie i analizę tego zjawiska zaangażowani byli naukowcy z dziedzin mineralogii, geochemii, geologii, hydrologii, teledetekcji, mikrobiologii i chemii izotopów z dziesięciu instytucji badawczych.
Natura i pochodzenie kominów z Morza Martwego
Podczas gdy czarni wędzarze wzdłuż grzbietu środkowego oceanu emitują gorącą wodę zawierającą siarczki na głębokość kilku tysięcy metrów, badacze z Morza Martwego odkryli, że silnie zasolona woda gruntowa wypływa kominami na dnie jeziora. Ale skąd pochodzi sól? Wyjaśnienie: Wody gruntowe z otaczających je warstw wodonośnych przedostają się do osadów słonych jezior, wypłukując niezwykle stare i grube warstwy skał, składające się głównie z mineralnego halitu. Następnie wpływa do jeziora w postaci solanki.
„Ponieważ gęstość tej solanki jest nieco mniejsza niż gęstość wody w Morzu Martwym, unosi się ona w górę niczym strumień. Wygląda jak dym, ale to słona ciecz” – wyjaśnia Siebert.
Kontakt z wodą jeziora powoduje, że rozpuszczone sole, zwłaszcza halit, po wypłynięciu z dna jeziora, ulegają samoistnej krystalizacji, tworząc zaobserwowane po raz pierwszy na świecie kominy. W ciągu jednego dnia mogą urosnąć o kilka centymetrów. Wiele smukłych kominów miało od jednego do dwóch metrów wysokości, ale były wśród nich także olbrzymy o wysokości ponad siedmiu metrów i średnicy przekraczającej 2-3 metry. Drobne ślady 36Cl, radioizotop z kosmosu, oraz weryfikacja genetyczna drobnoustrojów słodkowodnych w wodzie z kominów wykazały, że białe palacze pochodzą z okolicznych warstw wodonośnych. Sole zostały zatem wchłonięte dopiero na ostatnich kilku metrach, zanim woda dostała się do Morza Martwego.
Znaczenie białych palaczy jako systemów wczesnego ostrzegania
Ci biali palacze są szczególnie ważni, ponieważ mogą służyć jako wczesny wskaźnik ostrzegawczy przed zapadliskami. Są to kratery osiadające o szerokości do 100 metrów i głębokości do 20 metrów, których tysiące powstały wzdłuż Morza Martwego w ostatnich dziesięcioleciach. Powstają w wyniku krasowania podłoża, czyli rozpuszczania masywnych warstw soli. Tworzą się gigantyczne jamy, nad którymi w każdej chwili może się zawalić ziemia. „Do chwili obecnej nikt nie jest w stanie przewidzieć, gdzie pojawią się kolejne zapadliska. Zagrażają także życiu oraz rolnictwu i infrastrukturze” – mówi Siebert.
Zespół badawczy wykazał, że kominy tworzyły się wszędzie tam, gdzie powierzchnia terenu następnie zapadała się na dużym obszarze, a proces krasowienia był szczególnie wydajny. „Dzięki temu biała wędzarka jest doskonałym narzędziem prognostycznym umożliwiającym lokalizowanie obszarów zagrożonych zawaleniem w najbliższej przyszłości” – mówi. Do mapowania kominów z dużą precyzją można wykorzystać autonomiczne jednostki pływające wyposażone w echosondy wielowiązkowe lub systemy sonarów bocznych. „Byłaby to jedyna jak dotąd i bardzo skuteczna metoda identyfikacji regionów zagrożonych nieuchronnym załamaniem”.
Odniesienie: „Nowy typ kominów podmorskich zbudowanych z halitu” C. Sieberta, D. Ionescu, U. Mallasta, S. Merchela, B. Merkela, P. Möllera, S. Paveticha, T. Pohla, T. Rödigera i Y. Yechieli, 15 października 2024 r., Nauka o środowisku całkowitym.
DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.176752
