De nouvelles recherches expliquent pourquoi les cristaux de sel s'accumulent sur les parties les plus profondes du fond de la mer Morte, une découverte qui pourrait aider les scientifiques à comprendre comment d'importants gisements de sel se sont formés dans le passé géologique de la Terre.

La mer Morte, un lac salé bordé par la Jordanie, Israël et la Cisjordanie, est près de 10 fois plus salé que l'océan. Les humains ont visité la mer Morte pendant des milliers d'années pour découvrir ses prétendues propriétés curatives et flotter dans son extrêmement dense, eaux vives, et la mention de la mer remonte aux temps bibliques.

Une grande partie de l'eau douce alimentant la mer Morte a été détournée au cours des dernières décennies, abaissant le niveau de l'eau de la mer et la rendant plus salée qu'auparavant. Les scientifiques ont remarqué pour la première fois en 1979, après le début de ce processus, que des cristaux de sel précipitaient hors de la couche supérieure d'eau, « neige » et s'entassent sur le lit du lac. La couche de sel au fond du lac augmente d'environ 10 centimètres (4 pouces) d'épaisseur chaque année.

Le processus à l'origine de cette « neige » de cristal de sel et de l'accumulation de couches de sel sur le lit du lac a intrigué les scientifiques car cela n'a pas de sens selon les lois de la physique. Maintenant, une nouvelle étude dans le journal de l'AGU Recherche sur les ressources en eau propose que de minuscules perturbations dans le lac, causé par des vagues ou d'autres mouvements, créer des « doigts de sel » qui acheminent lentement le sel jusqu'au fond du lac. Regardez une vidéo sur cette recherche ici.

"Au départ, vous formez ces minuscules doigts qui sont trop petits pour être observés... mais ils interagissent rapidement les uns avec les autres lorsqu'ils descendent, et forment des structures de plus en plus grandes, " dit Raphaël Ouillon, ingénieur en mécanique à l'Université de Californie à Santa Barbara et auteur principal de la nouvelle étude.

"Les premiers doigts peuvent n'avoir que quelques millimètres ou quelques centimètres d'épaisseur, mais ils sont partout sur toute la surface du lac, " dit Eckart Meiburg, également ingénieur en mécanique à l'UC Santa Barbara et co-auteur de la nouvelle étude. « Ensemble, ces petits doigts génèrent une énorme quantité de flux de sel. »

La nouvelle découverte aide les chercheurs à mieux comprendre la physique de la mer Morte, mais aide également à expliquer la formation de dépôts de sel massifs trouvés dans la croûte terrestre.

La mer Morte n'est aujourd'hui que la masse d'eau hypersaline sur Terre où se déroule ce processus de doigté du sel, il représente donc un laboratoire unique pour les chercheurs pour étudier les mécanismes par lesquels ces dépôts de sel épais se sont formés, selon les auteurs.

« Au total, cela fait de la mer Morte un système unique, " a déclaré Nadav Lensky, un géologue de la Commission géologique d'Israël et co-auteur de la nouvelle étude. "Essentiellement, nous avons ici une nouvelle découverte qui, selon nous, est très pertinente pour la compréhension de l'arrangement de ces bassins qui étaient si courants dans l'histoire de la Terre. »

Un mystère salé

Comme la mer Morte est devenue plus salée au cours des dernières décennies, une grande partie de ce sel s'est concentrée près de sa surface. Pendant l'été, la chaleur supplémentaire du soleil réchauffe la surface de la mer Morte et la divise en deux couches distinctes :une couche supérieure chaude reposant sur une couche inférieure plus froide. Comme l'eau s'évapore de la couche supérieure dans la chaleur estivale, il devient plus salé que la couche plus froide en dessous.

Les chercheurs ont réalisé que la neige salée qu'ils ont observée provenait de cette couche salée supérieure, mais cette eau chaude ne se mélange pas avec l'eau plus froide en dessous car elle est beaucoup plus chaude et moins dense. Ils étaient donc perplexes quant à la façon dont le sel de la surface pénétrait dans la couche plus froide et tombait au fond du lac.

Lensky et ses collègues ont proposé une explication en 2016, et la nouvelle recherche teste cette théorie pour la première fois.

Ils proposent que lorsque la couche supérieure du lac est perturbée par des vagues ou d'autres mouvements, de minuscules parcelles d'eau chaude pénètrent dans la piscine d'eau plus froide en dessous. La chaleur se diffuse plus rapidement que le sel, donc cette parcelle d'eau chaude se refroidit rapidement. Mais en refroidissant, il contient moins de sel, alors le sel précipite et forme des cristaux qui coulent au fond. Regardez une animation des doigts de sel ici.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont créé une simulation informatique de la façon dont l'eau et le sel s'écouleraient dans la mer Morte si la théorie des doigts de sel était correcte. Ils ont découvert que la théorie des doigts de sel prédisait correctement l'écoulement descendant de la neige salée et l'accumulation de couches de sel au milieu du fond du lac. Parce que le niveau du lac baisse, en raison du pompage d'eau douce du Jourdain voisin, les couches de sel sont concentrées dans la partie centrale du lac, selon les auteurs.

Comprendre les gisements de sel ailleurs

La nouvelle découverte aide également à expliquer la formation de dépôts de sel massifs trouvés dans la croûte terrestre.

"Nous savons que de nombreux endroits dans le monde ont d'épais dépôts de sel dans la croûte terrestre, et ces dépôts peuvent atteindre un kilomètre d'épaisseur, ", a déclaré Meiburg. "Mais nous ne savons pas comment ces gisements de sel ont été générés tout au long de l'histoire géologique."

Un exemple notable est l'épaisse couche de sel sous la mer Méditerranée. Les chercheurs savent qu'il y a environ six millions d'années, le détroit de Gibraltar fermé, à cause des mouvements des plaques tectoniques de la Terre. Cela a coupé l'approvisionnement en eau de l'océan Atlantique à la Méditerranée, créant une gigantesque mer intérieure peu profonde.

Après plusieurs centaines de milliers d'années, le niveau des eaux de la Méditerranée a tellement baissé que la mer s'est en partie ou presque asséchée, laissant derrière eux d'épais dépôts de sel. La nouvelle découverte suggère que ces dépôts se sont formés pendant cette période d'une manière similaire à ce qui se passe actuellement dans la mer Morte. Lorsque le détroit de Gibraltar s'est à nouveau ouvert, l'eau a inondé le bassin et les dépôts de sel ont été enfouis sous de nouvelles couches de sédiments, où ils demeurent aujourd'hui.