Дослідники пояснили, чому кристали солі утворюються в менш солоному шарі води.
Якщо на скло помістити кілька крапель звичайної води і дати їм висохнути, то на їх місці залишиться тонкий білий наліт - кристали солей, які до цього були розчинені у воді. Логічно, що чим більше солей міститься у воді, тим більше осаду залишиться після її випаровування.
Якщо від маленьких крапель перейти до трохи більших масштабів, наприклад, спробувати осушити якесь море, то суть процесу від цього не зміниться, хіба що замість тонкої соляної плівки на склі вийде шар морської солі товщиною від декількох десятків до сотень і навіть тисячі метрів. Саме такий соляний шар, його ще називають евапоритовою товщею, знаходиться на дні сучасного Середземного моря, яке в період, що почався приблизно шість мільйонів років тому, кілька разів практично повністю пересихало. Сталося це через порушення зв'язку між Середземним морем і Атлантичним океаном, коли позбувшись припливу океанічної води, море випаровувалося за короткий за геологічними масштабами час - всього лише близько тисячі років.
Але якщо тоді доля Середземномор'я залежала від масштабних геологічних і кліматичних процесів, то зараз вже людська діяльність може впливати на життя цілого моря.
Мова йде, правда, не про Середземне, а про Мертве море. Звичайно, назва «море» стосується цієї водойми не зовсім точно, по суті, це солоне озеро, але в плані процесів випаровування і кристалізації солей це картини не змінює. Головне джерело свіжої води для Мертвого моря - це річка Йордан, проте з кожним роком вона приносить все менше і менше води, яку людина забирає для своїх потреб. У результаті площа Мертвого моря за останні сто років скоротилася майже вдвічі, а його рівень падає приблизно на один метр щороку.
Група дослідників з Каліфорнійського університету, геологічної служби Ізраїлю та Університету імені Бар-Ілана зацікавилася природою незвичайного ефекту, який вони спостерігається у водах Мертвого моря. За певних умов з шару води, який знаходиться поруч з поверхнею, починають випадати пластівці кристалів солі, які потім опускаються на дно.
Дослідники створили теоретичну модель, яка описує це явище, а потім перевірили отримані результати на практиці.
Причина випадання «соляного снігу» криється в особливостях змішування двох шарів води. Безпосередньо поруч з поверхнею знаходиться шар теплої води, яка володіє меншою щільністю, ніж вода з нижнього холодного шару. Цей поділ досить стійкий, тому що холодна і щільна вода не прагне підніматися, а тепла і менш щільна - опускатися.
Але, крім різниці в температурі, ці два шари відрізняються солоністю: у верхньому шарі за рахунок постійного випаровування концентрація розчиненої солі стає вищою. Однак на кордоні цих шарів перемішування все-таки відбувається: обидва шари ніби запускають один в одного «пальці» - невеликі струмені холодної води, що рухаються вгору, і теплою солоною, спрямовані вниз. Коли тепла і солона вода потрапляє в холодну і менш солону, то вона починає остигати, а сіль за рахунок дифузії починає рівномірно розчинятися в навколишній товщі води.
Але охолоджується така струменя набагато швидше, ніж втрачає свою сіль, в результаті в цьому обсязі рідини утворюється пересичений сольовий розчин: вміст солі в ньому стає більшим, ніж може розчинитися. І весь цей надлишок випадає в осад, утворюючи ті самі сольові пластівці. У цьому і криється розгадка цього парадоксу, коли кристали солі формуються в, здавалося б, менш солоному шарі води, хоча логічніше було б припустити їх утворення в тому шарі, де відбувається інтенсивне випаровування. Оскільки Мертве море представляє зараз своєрідну модель висихаючого моря, то цілком можливо, що і евапорити на дні сучасного Середземного моря утворилися в результаті схожих процесів.
За матеріалами Water Resources Research