科考人员在死海发现一米高的神秘白色"烟囱"

亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）领导的一个研究小组在死海海底发现了一米高的"烟囱"。 据《全环境科学》杂志报道，这些烟囱是由从湖底流出的含盐量极高的地下水中的矿物质自发结晶形成的。 新发现的喷口是天坑的重要预警指标，天坑在死海周围地区形成，并造成严重危害。

深度约为 30 米的单个海底烟囱。 图片来源：UFZ

死海是一个高度动态的系统： 50 多年来，死海的水位每年大约下降一米，这是因为死海与主要支流的联系被切断，而且由于干旱和炎热，死海的水因蒸发而大量流失。 因此，湖面已降至海平面以下约 438 米。 该湖与以色列、约旦和巴勒斯坦管理下的约旦河西岸接壤，湖水的下降造成了严重后果，尤其是对地下水。 地下水位不断下降，使得邻国越来越难以获得地下水资源。

德国联邦科学院水文地质学家克里斯蒂安-希伯特（Christian Siebert）博士多年来一直在研究该地区地下水系统的动态变化，以及含水层如何在陆地和死海下方的岩层中找到新的路径。 现在，他部署的潜水员团队在湖底发现了烟囱状的喷口，这些喷口会喷出闪闪发光的液体。这位德国联邦科学院研究员说："这些喷口与深海中的黑烟囱极为相似，但系统却完全不同。 来自十个研究机构的矿物学、地球化学、地质学、水文学、遥感、微生物学和同位素化学等领域的科学家参与了对这一现象的调查和分析。"

大洋中脊的黑烟囱在几千米深处喷出含有硫化物的热水，而死海的研究人员发现，高盐度的地下水通过湖底的烟囱流出。 但盐是从哪里来的呢？ 答案就在这里： 来自周围含水层的地下水渗入盐湖沉积层，浸出极古老、极厚的岩石层，这些岩石层主要由矿物卤化物组成。 然后以盐水的形式流入湖中。

"由于盐水的密度略低于死海海水的密度，它就像喷射机一样向上升起。 它看起来像烟雾，但其实是盐水"，希伯特解释道。

与湖水接触后，溶解的盐分，尤其是海绿石，会自发地从湖床中结晶出来，在那里形成世界上首次观测到的喷口。 这些喷口在一天之内就能增长数厘米。 许多细长的烟囱有一到两米高，但也有超过七米高、直径超过两三米的巨型烟囱。 微量的36Cl（一种来自太空的放射性同位素）和烟囱水中淡水微生物的基因验证表明，这些白烟源自周围地区的含水层。 因此，盐分是在水进入死海之前的最后几米才被吸收的。

死海矿泉海滩入口区。 天坑在一夜之间形成，所幸无人受伤。 图片来源：UFZ

这些白"烟囱"尤为重要，因为它们可以作为天坑的预警指标。 它们是宽达 100 米、深达 20 米的沉陷坑，近几十年来在死海沿岸形成了数以千计的沉陷坑。 它们是由底土岩溶化（即大量盐层溶解）形成的。 这就形成了巨大的空洞，地面随时可能塌陷。迄今为止，没有人能预测下一个天坑会出现在哪里。 它们也会危及生命，并对农业和基础设施构成威胁。

研究小组证明，烟囱是在地表随后大面积塌陷的地方形成的，岩溶化过程特别有效。他说："这使得白烟烟囱成为一种出色的预测工具，可用于定位在不久的将来有坍塌风险的地区。 配备多波束回声探测仪或侧扫声纳系统的自主水上船只可以用来绘制高精度的烟囱地图。这将是迄今为止识别面临即将倒塌风险区域的唯一方法，而且是一种高效的方法。"

编译自/scitechdaily