Witte Rookers op de Bodem van de Zee: Indrukwekkende Rookkanalen Ontdekt in de Dode Zee

In een interdisciplinair onderzoeksproject gecoördineerd door het Helmholtz Centrum voor Milieuonderzoek (UFZ) hebben onderzoekers metershoge schoorstenen ontdekt op de bodem van de Dode Zee. Deze schoorstenen zijn gevormd door de spontane kristallisatie van mineralen uit grondwater met een extreem hoog zoutgehalte dat vanuit de bodem van het meer omhoog stroomt, zo melden ze in het tijdschrift Science of the Total Environment.

Deze voor het eerst ontdekte ventilatieopeningen zijn een belangrijke indicator voor het ontstaan van verzakkingen. Deze verzakkingskraters ontstaan in de omgeving van de Dode Zee en vormen een aanzienlijke bedreiging voor de bevolking.

De Dode Zee is een zeer dynamisch systeem: het niveau is de afgelopen 50 jaar met ongeveer één meter per jaar gedaald, omdat het is afgesloten van belangrijke zijrivieren en grote hoeveelheden water verliest door verdamping als gevolg van droogte en hitte. Het oppervlak is daardoor gedaald tot ongeveer 438 meter onder zeeniveau.

Deze daling van het meer, dat grenzen heeft met Israël, Jordanië en de Westelijke Jordaanoever onder Palestijns bestuur, heeft aanzienlijke gevolgen, vooral voor het grondwater. Het grondwaterniveau daalt, waardoor het steeds moeilijker wordt voor buurlanden om toegang te krijgen tot grondwaterbronnen.

Jarenlang heeft UFZ-hydrogeoloog Dr. Christian Siebert onderzocht hoe de dynamiek van het grondwatersysteem in deze regio verandert en hoe aquifers nieuwe paden vinden in de gesteentelagen, zowel op het land als onder de Dode Zee. Een team van duikers dat hij heeft ingezet, heeft nu schoorsteenvormige openingen ontdekt op de bodem van het meer die een glinsterende vloeistof uitstoten.

“Deze vertonen een opvallende gelijkenis met zwarte rokers in de diepzee, maar het systeem is volkomen anders,” zegt de UFZ-onderzoeker. Wetenschappers uit de vakgebieden mineralogie, geochemie, geologie, hydrologie, remote sensing, microbiologie en isotopenchemie van in totaal tien onderzoeksinstellingen waren betrokken bij het onderzoeken en analyseren van dit fenomeen.

Terwijl zwarte rokers langs de mid-oceanische rug heet water met sulfiden uitstoten op een diepte van enkele duizenden meters, ontdekten de onderzoekers in de Dode Zee dat sterk zout grondwater via de schoorstenen op de bodem van het meer stroomt.

Maar waar komt het zout vandaan? De verklaring: het grondwater uit de omliggende aquifers dringt door in de zoute meer sedimenten, waarbij extreem oude en dikke lagen rots die voornamelijk uit het mineraal haliet bestaan, worden uitgespoeld. Het stroomt vervolgens als pekel het meer binnen.

“Omdat de dichtheid van deze pekel iets lager is dan die van het water in de Dode Zee, stijgt het omhoog als een straal. Het lijkt op rook, maar het is een zoute vloeistof,” legt Siebert uit.

Contact met het meerwater zorgt ervoor dat de opgeloste zouten, vooral de haliet, spontaan kristalliseren nadat ze uit de bodem van het meer zijn gekomen, waar ze de voor het eerst ter wereld waargenomen ventilatieopeningen vormen. Deze kunnen binnen een enkele dag met enkele centimeters groeien. Veel van de slanke schoorstenen waren één tot twee meter hoog, maar er zijn ook reuzen van meer dan zeven meter hoog, met een diameter van meer dan 2-3 meter.

Minuscule sporen van 36Cl, een radio-isotoop uit de ruimte, en de genetische verificatie van zoetwatermicroben in het water van de schoorstenen hebben aangetoond dat de witte rokers hun oorsprong hebben in de aquifers in de omgeving. De zouten werden dus pas opgenomen in de laatste meters voordat het water de Dode Zee binnenkwam.

Deze witte rokers zijn bijzonder belangrijk omdat ze kunnen dienen als een vroege waarschuwingsindicator voor verzakkingen. Dit zijn verzakkingskraters tot 100 meter breed en tot 20 meter diep, waarvan er duizenden de afgelopen decennia langs de Dode Zee zijn ontstaan.

Ze worden gevormd door karstificatie van de ondergrond, dat wil zeggen door de oplossing van massieve zoutlagen. Dit vormt gigantische holtes waarboven de grond op elk moment kan instorten.

“Tot nu toe kan niemand voorspellen waar de volgende verzakkingen zullen plaatsvinden. Ze vormen ook een levensbedreiging en zijn een gevaar voor de landbouw en infrastructuur,” zegt Siebert.

Het onderzoeksteam kon aantonen dat de schoorstenen zich hadden gevormd waar het landoppervlak daaropvolgend over een groot gebied was ingestort en het karstificatieproces blijkbaar bijzonder efficiënt was geweest.

“Dit maakt de witte rokers een uitstekend voorspellingsinstrument voor het lokaliseren van gebieden die in de nabije toekomst risico lopen op instorting,” zegt hij.

Autonome vaartuigen uitgerust met multibeam-echo-sounders of zij-scanning sonar-systemen kunnen worden gebruikt om de schoorstenen met hoge precisie in kaart te brengen. “Dit zou de enige methode tot nu toe zijn, en een zeer efficiënte, om regio’s in kaart te brengen die risico lopen op een onmiddellijke instorting,” legt Siebert uit.