Marea Moartă se încălzește pe măsură ce se retrage

Privită de la distanță, Marea Moartă pare să fie victima unei povești simple. Apa se evaporă într-un climat extrem de cald, nivelul bazinului scade, iar schimbările climatice adaugă și ele căldură sistemului. Numai că noile cercetări sugerează că povestea este mai complicată.

Înainte de a merge mai departe, există însă o precizare importantă. Marea Moartă nu este, din punct de vedere geografic, o mare adevărată, ci un lac sărat. Numele s-a păstrat din tradiție, datorită aspectului și dimensiunii impresionante a întinderii de apă, dar geografic vorbind, ea este un lac.

Diferența nu este doar una de terminologie. O mare adevărată este conectată la ocean, direct sau prin intermediul altor mări. Marea Moartă este însă complet izolată de oceane. Ea ocupă o depresiune închisă, iar apa care ajunge în bazin nu are o cale naturală de scurgere către ocean. Râul Iordan reprezintă principala sursă de apă, alături de precipitații și ape subterane, în timp ce principala cale naturală prin care apa părăsește sistemul este evaporarea.

Din acest motiv, Marea Moartă este clasificată drept un lac endoreic, adică un lac aflat într-un bazin fără scurgere către mare. Atunci când apa se evaporă, sărurile și mineralele dizolvate nu pleacă odată cu vaporii, ci rămân în urmă. De-a lungul timpului, acest proces a transformat apa într-o saramură extrem de concentrată, cu o salinitate de aproximativ nouă până la zece ori mai mare decât cea a oceanelor.

Tocmai această particularitate face din Marea Moartă un laborator natural extraordinar. Într-un lac cu scurgere, apa poate fi înlocuită permanent prin râuri și poate ajunge, în cele din urmă, în alte bazine. Aici, însă, apa care dispare prin evaporare lasă în urmă sarea, mineralele și energia termică. Pe măsură ce nivelul apei scade și salinitatea crește, întregul echilibru fizic al bazinului se modifică. Iar aici începe partea cu adevărat surprinzătoare a poveștii.

Un lac care se retrage și, în același timp, se încălzește

Pe măsură ce apa dispare, Marea Moartă devine tot mai sărată. Iar concentrația tot mai mare de sare modifică modul în care lacul pierde căldură prin evaporare.

În mod normal, evaporarea este și un mecanism de răcire. Atunci când moleculele de apă trec în atmosferă, ele transportă cu ele energie termică. Este același principiu prin care transpirația ne răcorește corpul.

Însă, în Marea Moartă, situația devine din ce în ce mai neobișnuită. Pe măsură ce apa se evaporă, concentrația de sare crește, iar salinitatea ridicată reduce tendința apei de a se evapora la o anumită temperatură. Răcirea produsă de evaporare devine astfel mai puțin eficientă. Apa rămasă poate să se încălzească.

Apoi apare un mecanism de feedback: apa se pierde, lacul se încălzește, iar modificarea condițiilor termice contribuie la continuarea evaporării.

Cercetătorii conduși de Emmanuel Guillerm, de la GFZ Helmholtz Centre for Geosciences și Binghamton University, au construit un model fizic care leagă între ele nivelul apei, concentrația de sare și schimburile de căldură. Iar Marea Moartă s-a dovedit un laborator natural extraordinar pentru testarea acestei idei.

Marea Moartă a pierdut zeci de metri de apă

Schimbarea nu este una minoră. Între 1979 și 2019, nivelul Mării Moarte a coborât cu aproximativ 34 de metri. În aceeași perioadă, apa din straturile profunde s-a încălzit cu aproximativ 2,8 °C, în timp ce stratul superior s-a încălzit cu aproximativ 1,7 °C.

Scăderea nivelului este legată în mare măsură de reducerea aportului de apă dulce, inclusiv prin devierea apei care în mod natural ar fi ajuns în lac. Într-un bazin atât de închis, în care pierderile prin evaporare sunt uriașe, diminuarea alimentării cu apă are consecințe rapide.

Cercetătorii au folosit datele disponibile pentru perioada 2012–2015 pentru a calibra modelul și au verificat apoi dacă acesta poate reproduce evoluția observată între 1979 și 2019. Rezultatul a fost important: modelul a reprodus atât tendința de încălzire, cât și variațiile sezoniere ale temperaturii apei.

Însă modelul le-a permis cercetătorilor să facă ceva și mai interesant: să separe efectele încălzirii atmosferice de cele produse de retragerea apei.

Încălzirea Mării Moarte nu vine doar din atmosferă

Este tentant să atribuim întreaga încălzire a lacului schimbărilor climatice. Temperaturile atmosferice cresc, iar apa primește mai multă energie. Numai că simulările indică faptul că pierderea apei are o contribuție proprie, semnificativă.

În simulările pentru anii 2010, încălzirea aerului a contribuit cu aproximativ 1,3 °C la încălzirea apei profunde, în timp ce scăderea nivelului lacului a contribuit cu aproximativ 1,5 °C.

Rezultatul este important deoarece arată că încălzirea unui corp de apă foarte sărat nu trebuie privită doar ca o consecință pasivă a încălzirii atmosferei. Schimbarea nivelului apei poate modifica însăși fizica prin care lacul pierde și primește căldură.

Cu cât apa devine mai sărată, cu atât evaporarea își pierde o parte din capacitatea de răcire. Apa rămasă poate deveni mai caldă, iar diferențele de temperatură dintre apă și atmosferă influențează în continuare evaporarea. Se creează astfel un mecanism în care retragerea lacului nu este doar rezultatul procesului, ci poate deveni și unul dintre factorii care îi amplifică evoluția.

Căldura nu rămâne doar la suprafață

Marea Moartă este interesantă și prin felul în care căldura se deplasează în interiorul ei. În timpul verii, apa mai caldă și mai sărată se află deasupra unor ape mai reci și ceva mai puțin sărate. În astfel de condiții pot apărea structuri convective cunoscute sub numele de „salt fingering”, un proces prin care diferențele dintre difuzia sării și cea a căldurii favorizează deplasarea unor volume de apă și transportul căldurii spre adâncime. Iarna, amestecarea apei oferă o altă cale prin care energia provenită din atmosferă poate ajunge în straturile profunde.

Prin urmare, schimbarea nu trebuie imaginată ca pe o simplă încălzire a suprafeței. Întregul corp de apă este implicat într-un sistem complex în care temperatura, salinitatea, evaporarea și circulația internă se influențează reciproc.

Marea Moartă devine astfel un exemplu spectaculos al faptului că într-un sistem natural foarte sărat, schimbarea unei singure variabile poate modifica întregul echilibru al bazinului.

Ce s-ar putea întâmpla până în 2100

Cercetătorii au folosit modelul și pentru a explora viitorul Mării Moarte. În scenariile analizate, nivelul lacului ar putea scădea cu aproximativ 85 de metri până în 2100, iar temperatura apei ar putea crește cu aproximativ 5–8 °C, în funcție de evoluția emisiilor de gaze cu efect de seră.

Aceste valori trebuie însă interpretate ca rezultate ale unor simulări, nu ca o predicție inevitabilă. Modelul presupune, printre altele, oprirea tuturor aporturilor de apă, încetarea extracțiilor industriale și continuarea amestecării anuale a lacului. Există, de asemenea, incertitudini legate de aporturile de apă subterană.

Există însă o concluzie importantă din punct de vedere al mecanismului: dacă aportul istoric de apă dulce ar fi restaurat, scăderea nivelului lacului s-ar putea opri, iar încălzirea asociată creșterii salinității ar înceta. Asta arată că viitorul Mării Moarte nu depinde doar de temperatura globală, ci și de bilanțul hidrologic al regiunii.

Marea Moartă ar putea explica și misterul „giganților de sare”

Poate cea mai surprinzătoare implicație a studiului nu se referă la viitor, ci la trecutul îndepărtat al Pământului. De-a lungul istoriei geologice au existat bazine marine care s-au izolat treptat de oceane și au pierdut cantități uriașe de apă. În urma evaporării au rămas depozite impresionante de sare, numite uneori „giganți de sare”.

Mult timp, astfel de depozite au fost interpretate ca indicii ale unor perioade extrem de calde și uscate. Noul model propune însă o posibilitate diferită.

Un bazin izolat nu are neapărat nevoie de un climat extrem pentru a produce asemenea depozite. Pe măsură ce pierde apă, concentrația de sare crește, răcirea prin evaporare slăbește, iar apa poate deveni tot mai caldă. Într-un bazin suficient de mare și suficient de izolat, aceste procese se pot amplifica reciproc.

Într-o simulare pentru un bazin ipotetic din estul Mediteranei, complet separat de ocean, cercetătorii au obținut rezultate spectaculoase. În aproximativ 8.000 de ani, temperatura apei a crescut cu circa 20 °C, în timp ce nivelul apei a coborât cu aproximativ 2,5 kilometri.

Modelul a produs inclusiv săruri de potasiu foarte solubile, chiar presupunând o umiditate relativă de 65%. Acest aspect este important deoarece asemenea minerale sunt adesea considerate indicii ale unor condiții climatice extrem de aride. Simularea sugerează că ele ar putea apărea și prin izolarea și retragerea unui bazin, fără ca regiunea să fi avut neapărat un climat atât de extrem.

Cristalele de sare ar putea păstra memoria dispariției unei mări

Poate că cele mai interesante „arhive” ale acestui proces se află chiar în interiorul cristalelor. Atunci când cristalele de sare se formează, în interiorul lor pot rămâne prinse mici buzunare de saramură. Aceste incluziuni fluide pot păstra informații despre temperatura apei în momentul formării cristalului.

Dacă straturile succesive de sare înregistrează o creștere progresivă a temperaturii saramurii, cercetătorii ar putea folosi această evoluție nu doar pentru a reconstitui climatul antic, ci și pentru a determina cât de mult a scăzut nivelul unui bazin înainte de dispariție.

Este o schimbare subtilă, dar importantă în felul în care putem citi trecutul geologic al planetei. O sare foarte caldă nu trebuie să însemne automat că atmosfera era extrem de fierbinte. Ea ar putea spune, de fapt, că marea sau lacul din care s-a format era deja în plin proces de retragere.

Marea Moartă ca fereastră către trecutul Pământului

Marea Moartă este astăzi un exemplu vizibil al modului în care activitățile umane, schimbările climatice și procesele fizice naturale se pot suprapune. Însă studiul recent îi conferă o semnificație mult mai largă.

Lacul nu este doar un ecosistem care se retrage. Este și un laborator natural în care putem observa cum un corp de apă extrem de sărat reacționează atunci când pierde apă. Ceea ce se întâmplă aici poate ajuta cercetătorii să înțeleagă procese care au avut loc cu milioane de ani în urmă, atunci când bazine marine uriașe au fost izolate și au început să sece.

Paradoxul este fascinant: pe măsură ce Marea Moartă dispare, ea ne poate ajuta să înțelegem mai bine cum au dispărut unele dintre mările și lacurile gigantice ale trecutului.

Iar lecția este mai generală decât pare. În natură, o schimbare nu produce întotdeauna doar o consecință. Uneori, efectul inițial modifică sistemul în așa fel încât sistemul începe să amplifice chiar schimbarea care l-a declanșat.

În cazul Mării Moarte, pierderea apei poate reduce răcirea prin evaporare, poate încălzi saramura rămasă și poate susține o nouă etapă de evaporare. Un lac care se micșorează ajunge astfel să-și creeze, într-o anumită măsură, propriul mecanism de încălzire.

Marea Moartă nu este doar un lac care dispare. Este o demonstrație naturală a felului în care apa, sarea, căldura și clima se pot lega într-un sistem capabil să se transforme singur.