一項最新研究發現,持續萎縮的死海不只水位快速下降,湖水溫度也同步升高,而「水位下降 → 鹽度增加 → 蒸發冷卻減弱 → 湖水升溫」可能形成一個難以逆轉的惡性循環。

據《ScienceAlert》報導,死海位於約旦、以色列與約旦河西岸之間,是全球鹽度最高的湖泊之一。近數十年來,由於人類大量引水,流入死海的水量大幅減少,導致湖面持續退縮。研究指出,死海從 1979 年至 2019 年水位下降約 34 公尺,但與此同時,深層水溫升高約 2.8°C,上層水溫也升高約 1.7°C。

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由德國亥姆霍茲地球科學中心(GFZ)與美國賓漢頓大學 Emmanuel Guillerm 領導的研究團隊,建立模型分析水量、鹽度與熱交換之間的關係。模型以 2012 年至 2015 年的觀測資料進行校正後,成功重現 1979 年至 2019 年間死海的升溫趨勢與季節性變化。

研究團隊進一步分析氣溫與水位下降各自造成的影響。模擬顯示,截至 2010 年代,氣溫升高使死海深層水溫增加約 1.3°C;水位下降則額外造成約 1.5°C 的升溫,顯示湖泊自身的萎縮也是升溫的重要因素。

關鍵在於蒸發作用。一般而言,水分蒸發會帶走熱量,使剩餘水域降溫,就像汗水蒸發能幫助人體散熱。但死海水量減少後,鹽分濃度會持續升高,而高鹽度會降低水分蒸發的能力,使蒸發冷卻效果減弱,剩餘湖水因此更容易升溫。

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湖水變暖後,又會進一步促進蒸發,造成更多水分流失,形成「湖泊萎縮—鹽度升高—冷卻能力下降—水溫升高—蒸發加劇」的循環。

研究也指出,熱量並非只停留在表層。夏季時,較溫暖且高鹽度的水域會覆蓋在較冷、鹽度稍低的深層水域上,由於熱量擴散速度比鹽分更快,可能透過所謂「鹽指」現象將熱量帶往深層;冬季湖水混合則提供另一條讓大氣暖化影響深層水域的途徑。

研究團隊也模擬死海未來可能的變化。在假設所有入流水源停止、工業開採停止,且湖泊每年維持一次混合的情況下,模型預測到 2100 年,死海水位可能再下降約 85 公尺,水溫則可能升高約 5 至 8°C,實際幅度取決於未來溫室氣體排放量。

更值得注意的是,即使人為造成的大氣升溫停止,只要鹽水濃度持續增加,湖水仍可能繼續升溫。研究人員認為,如果能恢復歷史上的淡水流入,將有助於阻止水位持續下降,也能讓鹽度升高所造成的升溫趨勢停止。

這項研究還將死海視為研究遠古海洋的重要「天然實驗室」。研究團隊模擬一個與外海完全隔絕、逐漸乾涸的古代海盆,結果發現,即使周遭氣候沒有極端炎熱或乾燥,海盆本身因隔離、蒸發與鹽度增加,也可能在約 8,000 年內升溫約 20°C,水位則下降約 2.5 公里。

這項結果可能改變科學家對古代鹽礦與高溫鹵水的解讀。過去這類地質證據經常被視為極端炎熱、乾旱氣候的結果,但研究顯示,海洋或湖泊單純因為與外部水域隔絕並持續萎縮,也可能形成大量鹽礦與異常溫暖的鹵水。

研究人員指出,鹽晶體內部保存的微小鹽水包裹體,可能記錄遠古水域的溫度變化。未來透過分析這些「時間膠囊」,科學家或許能進一步重建古代海洋逐步萎縮、下降與升溫的歷史。