死海不仅是地球上盐度最高的水体，更是一个研究地下巨型盐沉积物形成的天然实验室。研究人员正在揭示蒸发作用、温度变化以及独特的水体混合模式如何导致"盐雪"现象——这种盐分沉降在冬季和夏季都会发生。这些过程与数百万年前地中海地区发生的地质变迁如出一辙，最终形成了至今仍深埋地下的厚厚盐层。
死海最引人入胜的特征之一持续被揭示：盐巨体，即大规模的盐类沉积物。
"这些地壳中的巨大沉积体，水平方向可以延伸许多许多公里，垂直方向厚度可超过一公里，"加州大学圣塔芭芭拉分校机械工程学教授Eckart Meiburg说道，他是发表在《流体力学年度评论》上的一篇论文的主要作者。"它们是如何形成的？如今，死海是世界上唯一一个我们可以研究这些机制的地方。"
确实，尽管世界上其他水域也有大规模的盐类构造，例如地中海和红海，但只有在死海，人们可以观察到它们正在形成的过程，这使得研究人员能够探究其演化背后的物理过程，特别是其厚度在空间和时间上的变化。
蒸发、沉淀、饱和
在他们的论文中，Meiburg 和合著者、以色列地质调查局的 Nadav Lensky 涵盖了当前控制死海的流体动力学及相关沉积物输运过程。这些过程受到多种因素的影响，包括死海作为一个咸水终端湖（即无出水口的湖泊）的状态，这使得蒸发成为湖水离开的主要途径。几千年来，湖泊一直在萎缩，并在此过程中留下盐类沉积物。最近，注入湖泊的约旦河筑坝，加速了湖面下降，估计每年约下降1米。
水柱的温度也在盐巨体以及其他构造如盐丘和盐烟囱的动力学过程中发挥作用。曾经是"部分混合"（稳定分层）的湖泊——死海过去常年分层，表层密度较低的温暖水体覆盖在深层盐度更高、温度更低的水体之上。
"过去的情况是，即使在冬天表层冷却时，其密度仍然低于底层，"Meiburg解释说。"因此，盐度存在分层。"
这种情况在20世纪80年代初发生了变化，原因是约旦河的部分分流，导致蒸发速度超过了淡水注入的速度。那时，表层盐度达到了深层的水平，使得两层之间能够混合，并将湖泊从部分混合状态转变为完全混合状态（即水柱每年发生翻转的湖泊）。死海现在仍然会分层，但仅限于一年中较温暖的八个月。
2019年，Meiburg等人发现夏季湖中发生了一个相当独特的过程：石盐晶体沉淀或称为"盐雪"，这现象在较冷季节更为典型。当盐的浓度超过水能溶解的量时，石盐（"岩盐"）就会沉淀，因此底层更深、更冷、密度更高的条件是最可能发生沉淀的时段，且多发生在较冷的月份。然而，他们观察到，在夏季，虽然蒸发增加了上层的盐度，但由于该层水温较高，盐类仍持续溶解。这导致两层之间的界面出现一种称为"双扩散对流"的状况，其中顶层较咸的温水部分冷却下沉，而底层较冷、相对密度较低的水部分升温上升。当上层密度较大的水体冷却时，盐类沉淀析出，产生"盐雪"效应。
论文作者断言，蒸发、温度波动和整个水柱密度变化的共同作用，再加上内部水流和表面波浪等其他因素，共同造就了各种形状和大小的盐类沉积物。与那些沉淀和沉积发生在旱季的较浅超盐度水体相比，在死海，这些过程在冬季最为强烈。这种全年在深处发生的"降雪"季节，解释了盐巨体的形成，这些构造也存在于其他盐类水体中，例如地中海，它曾在约596万至533万年前的墨西拿盐度危机期间干涸过。
"总有一些来自北大西洋的水流通过直布罗陀海峡进入地中海，"Meiburg说。"但当构造运动封闭了直布罗陀海峡，就没有水能从北大西洋流入了。"他解释说，由于蒸发，海平面下降了3-5公里，造成了目前死海所见的相同条件，并留下了最厚的盐壳，这些盐壳至今仍埋藏在地中海深水区域之下。"但几百万年后，直布罗陀海峡再次打开，于是北大西洋的水流涌入，地中海又重新被注满。"
据研究人员称，与此同时，盐度的通量和海底泉水的存在，促成了其他有趣盐类构造的形成，例如盐丘和盐烟囱。
作者指出，除了对蒸发型超盐度湖泊中可能发生的一些特殊过程获得基本理解外，对新生海滩上发生的相关沉积物输运过程的研究，也可能为了解海平面变化下干旱海岸线的稳定性与侵蚀，以及资源开采的潜力提供见解。