Samonapędzająca się pętla termiczna. Morze Martwe ogrzewa się od środka w miarę wysychania

Wycofywanie się linii brzegowej Morza Martwego odsłania nie tylko dawno zalane połacie lądu, ale stawia przed hydrologami fundamentalną zagadkę: dlaczego kurczący się, hipersłony akwen staje się jednocześnie coraz cieplejszy? Choć powszechnie obwinia się o to postępujące ocieplenie klimatu, najnowsze badanie opublikowane w czasopiśmie Geophysical Research Letters dowodzi, że główny mechanizm napędowy tkwi w samym zbiorniku.
Samonapędzająca się pętla termiczna. Morze Martwe ogrzewa się od środka w miarę wysychania

Utrata wody i gwałtowny wzrost zasolenia wywołują sprzężenie zwrotne pomiędzy spadkiem objętości a akumulacją ciepła, sprawiając, że jezioro generuje własny mikroklimat termiczny.

Zespół badawczy pod kierunkiem Emmanuela Guillerma z Niemieckiego Centrum Badań Geonaukowych GFZ w Poczdamie oraz Binghamton University w USA stworzył model hydrodynamiczny łączący ubytek objętości wody, krystalizację soli i wymianę ciepła z atmosferą. Antropogeniczne odcięcie dopływu słodkiej wody z rzeki Jordan doprowadziło do tego, że w latach 1979–2019 poziom lustra Morza Martwego obniżył się o około 34 metry.

W tym samym czterdziestoleciu warstwa powierzchniowa ociepliła się o około 1,7°C, podczas gdy wody głębinowe ogrzały się aż o 2,8°C. Rozdzielenie w symulacjach wpływu czynników zewnętrznych ujawniło, że o ile rosnąca temperatura powietrza odpowiadała za 1,3°C ocieplenia głębin, o tyle sam spadek poziomu wody dołożył do tego bilansu aż 1,5°C.

Fizyczna natura tego paradoksu wynika ze zmian w parowaniu. W normalnych warunkach parowanie działa jak mechanizm chłodzący – unosząca się para odbiera ciepło z przypowierzchniowych warstw wody, podobnie jak pot chłodzi ludzkie ciało. Jednak wraz ze wzrostem stężenia solanki rozpuszczone minerały drastycznie obniżają prężność pary nasyconej, tłumiąc chłodzenie ewaporacyjne.

Ciepło pozostaje uwięzione w roztworze, a gdy woda staje się cieplejsza od otaczającego powietrza, gradient termiczny wymusza dalsze parowanie mimo skrajnego zasolenia. Następnie energia przemieszcza się w głąb: latem cieplejsza i gęstsza solanka zalega nad nieco chłodniejszą wodą, a zjawisko tzw. palcowania solnego (salt fingering) – wynikające z faktu, że ciepło dyfunduje szybciej niż sól – transportuje energię do dna, co uzupełnia zimowe mieszanie konwekcyjne.

Projekcje modelu wskazują, że przy dalszym braku dopływów do 2100 roku lustro wody opadnie o kolejne 85 metrów, a temperatura zbiornika wzrośnie o 5 do 8°C. Mechanizm ten rzuca również zupełnie nowe światło na odległą przeszłość geologiczną Ziemi, w tym na kryzys messyński, podczas którego Morze Śródziemne zostało odcięte od Atlantyku.

Symulacja izolowanego wschodniego basenu Morza Śródziemnego wykazała, że w ciągu 8000 lat poziom wody mógł spaść o 2,5 kilometra, a temperatura solanki wzrosnąć aż o 20°C, doprowadzając do krystalizacji łatwo rozpuszczalnych soli potasowych nawet przy względnej wilgotności powietrza rzędu 65 procent. Oznacza to, że gigantyczne pokłady ewaporatów z dawnych epok nie musiały wcale powstawać w skrajnie upalnym, pustynnym klimacie regionalnym – ich obecność jest naturalną konsekwencją samej izolacji hydrologicznej i samonapędzającego się termicznie wysychania basenu.

Napisane przez

Monika Wojciechowska

Redaktor
Najbliższe są mi tematy związane z technologią, gadżetami, nowoczesnym AGD i motoryzacją. Interesują mnie rozwiązania, które nie tylko dobrze wyglądają na papierze, ale przede wszystkim realnie wpływają na komfort, wygodę i sposób, w jaki korzystamy z technologii na co dzień. Ukończyłam studia dziennikarskie oraz szkolenia z zakresu sztucznej inteligencji. Prywatnie uwielbiam gry i muzykę.