עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > גיאולוגיה > גיאולוגיה של ארץ-ישראלעמוד הבית > מדינת ישראל > חבלי ארץ > מדבר יהודה והבקע
יד יצחק בן-צבי. המחלקה לחינוך והדרכה


תקציר
תולדות היווצרות ים המלח והכוחות שפעלו על עיצוב צורתו, סוגי הקרקע והסלעים, וההרכב הכימי של המים.



הגיאומורפולוגיה, הגיאולוגיה והלימנולוגיה של ים-המלח
מחבר: מיכאל בייט


ים-המלח נוצר בתוך 'בור', מהעמוקים המוכרים על-פני היבשות, כאגם סופי (terminal lake), כאשר הוא מהווה בסיס ניקוז לשטח של כ - 41,000 קמ"ר, בו אין מוצא לים. ההרכב הכימי של מי ים-המלח מצטיין לא רק בריכוז הגדול של מלחים, ומכאן בא לו שמו, אלא גם בייחודו הגיאוכימי ; לא רק שמימיו מרוכזים פי עשרה ממי האוקיאנוסים והימים, אלא שהרכבו וסיווגו כתמלחת –ca - כלורידית, האופיינית לתמלחות בתת-הקרקע, מייחדו מכל האגמים המוכרים בעולם. תכונותיו הייחודיות הללו גורמות להיותו מיוחד גם בתכונותיו הפיסיקליות.

גיאומורפולוגיה

ים-המלח הינו אגם מוארך, צר (76 ק"מ אורכו כולל האגן הדרומי, ו - 15 ק"מ רוחבו הממוצע) ועמוק (כ - 320 מ' במרכז האגן הצפוני). בחלקו הדרומי בולט לתוכו ממזרח למערב חצי-אי 'הלשון', המחלקו לשני אגנים : האגן הדרומי הרדוד, המצוי כיום מעל המיפלס של הימה, ובו ממוקמות בריכות האידוי של מפעלי ים-המלח הישראליים ושל מפעלי האשלג הירדניים; והאגן הצפוני העמוק, המכיל את ים-המלח הנוכחי, אשר מפלסו בשנת 1989 הוא 408 מ' מתחת לפני הים-התיכון. שטח האגן הצפוני הוא כ – 800 קמ"ר ועומקו כ - 320 מ', בעוד ששטחו של האגן הדרומי כ - 200 קמ"ר בלבד. מיצרי-לינטש המהווים את קצה הבליטה של חצי-האי, מפרידים את שני האגנים זה מזה (וראה שער כרך זה של 'עידן' והמפה הבטימטרית).

צורתו המוארכת של האגם באה לו מהיותו ממוקם בתוך בקע מוארך הידוע כבקע ים-המלח. הרי-יהודה המהווים את השוליים המערביים של הבקע באזור ים-המלח, מתרוממים לגובה של כ – 1,000 מ' מעל לפני הים-התיכון בסביבת העיר חברון. הרי-אדום בונים את השוליים המזרחיים ומתרוממים לגובה של כ – 1,300 מ' בסביבות העיר הירדנית כרך.

גיאולוגיה

בקע ים-המלח משתרע מהרי הטאורוס בדרום-מזרח תורכיה ועד לקצה הדרומי של מפרץ-אילת. בקע זה מהווה את החלק הצפוני של השבר הסורי-אפריקני ומאופין בהיותו מורכב מ'בורות' או בקעים דמויי מעוין (rhomb shape graben), שהעמוק ביניהם הוא ים-המלח, ומקטעים מורמים, בהם בולט הר החרמון.

שולי הבקע באזור ים-המלח בנויים מסלעים עתיקים מסלעי המילוי הצעירים שבתוך הבקע, והחתך הגיאולוגי בשוליים המזרחיים שונה מזה שבשוליים המערביים. בעוד שבמערביים קיים חתך עבה של סלעים גירניים מגיל קרתיקון (בין 130 ל - 60 מיליון שנה), הרי שבמזרחיים החתך מורכב בבסיסו מסלעים מגמטיים (סלעי-מסד) וקונגלומרטים (סלעי-חלוקים) מגיל פרקמבריום (כ - 600 מיליון שנה), במרכזו מאבני-חול, ובחלקו העליון מקרבונטים מגיל קרתיקון עליון (65-100 מיליון שנה). טור הסלעים החשוף בשוליים המזרחיים של הבקע בדרום ים-המלח דומה לסלעים באזור תמנע, והטור שבצפון ים-המלח לזה של מכתש-רמון.

בקע ים-המלח הוא אפוא אזור-שבירה גיאולוגי, המהווה גבול בין שתי פלטות (טבלאות), כשצדו המזרחי של הבקע נע 105 ק"מ צפונה ביחס לצדו המערבי, החל מהמיוקן העליון (כ - 17 מיליון שנה). רעיון זה ומשמעותו להיווצרות בקע ים-המלח פותח בעיקר על-ידי ר' פרוינד (1965) וצ' גרפונקל וחבריו (1981). היווצרותם של הבקעים דמויי המעוין לאורך השבר תלויה בזווית שבין אזור השבירה לכיוון התנועה ושדה המאמצים הגורם לשבירה.

לימוד העובי של שכבות סלעי המילוי הצעירים, הסטרטיגרפיה (סדר השכבות) והגיאופיסיקה של הבקע בים-המלח מבהיר את מקומה של הימה בסדר האירועים הגיאולוגי ומהווה בסיס להבנת הלימנולוגיה (תורת האגמים) שלו. בשיטות גיאופיסיות נמצא, כי עובי המילוי הצעיר בבקע ים-המלח דרומה לאגן הדרומי מגיע לשיא שבין 8 ל- 10 ק"מ, והוא הולך ונעשה דק צפונה, באגן הצפוני ובאזור יריחו. ממדידות גרבימטריות (מדידת השינוי בכוח המשיכה של כדור-הארץ, בעזרתה מושג מידע על נפיצות הסלעים בתת-הקרקע) ידוע, כי הבקע איננו מאוזן מהבחינה האיזוסטטית (חוסר המסה בקירבת פני השטח אינו מפוצה על-ידי עודף מסה בעומק), וכן ידוע כי מוקדי רעידות-האדמה מרוכזים בבקע בכלל ובאגן הצפוני של ים-המלח בפרט. נתונים אלה, בנוסף לתמונה הגיאומורפולוגית, מלמדים כי פעילותו של אזור-שבירה זה נמשכת גם כיום, כשמוקד הפעילות נודד מהדרום צפונה, אל האגן הצפוני.

הסטרטיגרפיה של המילוי נלמדה בעיקרה ממחקרו של י' זק (1967) על הר-סדום. בעבודה זו הוגדרו שתי תצורות: תצורת סדום הימית-אבפורטית (סלעים הנוצרים כתוצאה מהתאדות גוף-מים כים או אגם) ותצורת עמורה האגמית-אבפורטית. הים חדר במיוקן העליון (?) עד לפליוקן (1.8-5.0 מיליון שנה) והשקיע לחילופין את יחידות המלח והפצלים של תצורת סדום. חילופים אלה הם ביטוי לשינויים במידת הקשר לים ולשינויים אקלימיים ועונתיים, ועובי התצורה להשתפלות טקטונית (שקיעה כתוצאה מכוחות הפועלים בכדור-הארץ) מהירה ורבה. בפלייסטוקן המוקדם, לפני כ - 1.5 מיליון שנה, נותק האזור מן הים, ומשקעי תצורת עמורה, ומאוחר יותר תצורת הלשון, הורבדו בסביבה אגמית-אבפורטית, ההולכת ומתמלחת ונעשית דומה לים-המלח של היום. אגם הלשון שקדם לים-המלח, היה גדול ממנו ומילא את הבקע מדרום הכינרת עד לאזור חצבה בגובה 180 מ' מתחת לפני הים-התיכון. תחילתו של האגם לפני כ - 60,000 שנה וסופו, התייבשותו, לפני כ - 18,000 שנה. התמלחות השארתיות של אגם הלשון, יחד עם אלה של האגמים הקודמים, 'הורישו' את התכונות הכימיות לתמלחות ים-המלח.
למפת אגם הלשון

לימנולוגיה

תמלחת ים-המלח מסווגת כתמלחת ca-כלורידית, שבה ריכוז הסולפט אינו עולה בדרך-כלל על 0.5 גר' לליטר, וריכוז הברום הוא כ - 5 גר' לליטר. הריכוז היחסי של הקטיונים (יסודות עם מטען חשמלי חיובי) הוא בסדר יורד כדלקמן : מגנזיום, נתרן, סידן, אשלגן. לפי א' סטרינסקי (1974), ההרכב הכימי של התמלחת הינו תוצאה של התאדות מי-ים, השקעת גבס ומלח וריאקציות עם סלעי הסביבה ליצירת דולומיט (מינרל גירי של סידן ומגנזיום) והמסת הליט (מלח בישול).

טבלה מס' 1

ההרכב הכימי הממוצע, שהיה בשנים 1959/60 בגופי המים השונים לפני ההיפוך, כפי שתוארו על-ידי ניב ואמרי (1967) וסוכמו על-ידי בייט (1980).

. מגנזיום סידן נתרן אשלגן כלור ברום

סך-הכל
מלחים מסיסים

גוף-מים עליון
גוף-מים אמצעי
גוף-מים תחתון
ממוצע
36.1
40.5
42.4
40.6
16.3
16.6
17.1
16.8
38.5
38.4
39.7
39.1
6.50
7.15
7.60
7.26
196.9
210.6
219.2
212.4
4.60
5.15
5.27
5.12

299.9
319.3
332.1
322.1

בעבודה הלימנולוגית החלוצית של ד' ניב וק' אמרי בסוף שנות ה - 50 נמצא, כי עמודת המים בים-המלח משוכבת, כאשר שכבת המים התחתונה מ - 100 מ' ומטה צפופה מהשכבה שמעליה. גוף-מים עליון, מהול יחסית, צף על גוף-מים תחתון מרוכז יותר. השיכוב גרם לירידה בריכוז החמצן המומס וליצירת מימן גפריתי בגוף המים התחתון. בתנאים מחזרים אלה ששררו בגוף המים התחתון, חוזרו גם המנגן והברזל לדרגת חימצון נמוכה. באותה תקופה היה גוף המים העליון בלתי-רווי להליט ולכן לא התגבש הליט על פניו. לעומת זאת, היו אירועים אחדים של התגבשות ארגוניט (מינרל גירי של סידן) על- פני המים (הלבנות), וגוף המים העליון היה גם רווי ביתר לגבס. באותה תקופה שקע גבס בכמות רבה לאורך החוף ועל עצמים שטבלו באזורי הימה הרדודים. מיהול גוף המים העליון נשמר על-ידי זרימת מי הירדן ומי נחלים אחרים היורדים לים-המלח. בעשרות השנים האחרונות המאזן בין ההתאדות (כ - 1.5 מטר לשנה) לבין אספקת מים מאגן הניקוז הפך לגרעוני, כתוצאה ממיעוט משקעים והטיית מי הירדן והירמוך. כתוצאה מכך ירד המיפלס ושכבת המים העליונה הלכה והתרכזה, עד אשר התחולל היפוך (ערבוב) בסוף שנות ה - 70, אשר הביא להיווצרות עמודת-מים אחידה מפני השטח עד לקרקעית האגם (מחקריהם של סטיינהורן ואחרים, 1979, נשרי 1982, בייט 1980 וטבלה 2).

טבלה מס' 2

ההרכב הכימי הממוצע של התמלחות שנדגמו ב - 14 תחנות באגן הצפוני במשך חודש מרס 1977 על-ידי בייט. כן מובא בטבלה זו ההרכב הכימי באגן הצפוני על-פי מספר דוגמאות שנדגמו לאורך עמודת המים בחלקו הדרומי בשנת 1984 על-ידי גבריאלי.

דרגות
גבס*
רוויית
הליט**
מגנזיום

סידן

נתרן

אשלגן

כלור

סולפט

ברום סך-הכל
מלחים מסיסים
שנה

1.63

0.94
44.0
45.0
17.2
16.9
40.1
38.8
7.65
7.82

244.9
225.2

0.45
0.46

5.30
5.47
339.6
340.2
1977
1984

* דרגת רוויה לגבס
** דרגת רוויה הליט, מחושבת ב – 35ºC.

מחקר מקיף על תמורות הידרוגרפיות, גיאוכימיות וסדימנטולוגיות בים-המלח מאז 1959 נעשה על-ידי י' לוי (1987). השוואה בין יחס הריכוזים של המגנזיום ב - 1977 ל- 1959 לעומת ריכוז הנתרן מוכיחה, כי הליט שקע מהתמלחת בתקופה זו. חשוב במיוחד לציין את השקיעה המודרנית של הליט, החל משנת 1983.

כפי שניתן לראות מהשוואת ריכוזי המלחים בין 1977 ל - 1984, תמלחת ים-המלח מתרכזת עם הירידה במפלסים. לפי ענתי ושאשא (1989), הירידה הממוצעת של פני ים-המלח מ- 1981 עד 1988 היא כ - 0.8 מ' לשנה. באם התנאים האקלימיים ישארו כמות שהם וכן מפעלי ההשקיה, הרי שבשנת 2011 מיפלס ים-המלח יהיה כ - 425 מ' מתחת לפני הים-התיכון.

*   *   *

רשימת מקורות

  1. ז"ב בגין, א' ארליך וי' נתן, 1963, אגם הליסאן, המבשר הפליסטוקני של ים המלח, ישראל, המכון הגיאולוגי, ביולטין 63, 30 עמ' (באנגלית: תקציר עברי).
  2. י' ברטוב, 1983, ישראל - מפה גיאולוגית. 1:500,000, אגף המדידות.
  3. א' גבריאלי, 1987, מקור גופי הליט בדרום ים המלח, ישראל: המכון הגיאולוגי, דו"ח 11/87 , 123 עמ'.
  4. י' דלין, 1981 , מפעל הימים : אומדן הזרימות הטבעיות לים המלח והשינויים המתאימים במפלסי פני הים ; תל-אביב, הידרוטכנולוגיה מהנדסים יועצים בע"מ, 50 עמ', תרשימים.
  5. י' זק, 1967, הגיאולוגיה של הר סדום : עבודת דוקטור, האוניברסיטה העברית, ירושלים, 208 עמ'.
  6. י' לוי, 1987, ים המלח - תמורות הידרוגרפיות, גיאוכימיות וסדימנטולוגיות במשך חצי יובל, 1959-1984 : ירושלים. המכון הגיאולוגי, 60 עמ'.
  7. ד' ניב, ק"א אמרי, 1967 , ים המלח : תהליכי השקעה ותנאים סביבתיים של מלחי התאיידות (אופוריטים) ; ישראל, המכון הגיאולוגי, ביולטין 41, 147 עמ' (אנגלית, עם שער עברי).
  8. ע' נשרי, 1982, ההתנהגות הגיאוכימית של מנגן וברזל בים המלח ; עבודת דוקטור, מכון וייצמן למדע, רחובות, 165 עמ'.
  9. א' סטרינסקי, 1974, יחסי גומלין בין תמלחות CA - כלורידיות לסלעי משקע בישראל, עבודת דוקטור; האוניברסיטה העברית, ירושלים, 176 + 84 עמ'.
  10. D.A. Anati, and S. shasha, 1989. Dead Sea surface-level changes: Isr. J. Earth sci., V.38, pp. 29-32
  11. V. Arad, M. Beyth and Y. Bartov, 1984. The Dead Sea and its surroundings: Bibliography of geological research: Geol. Surv. Isr. Spec. Pub. No. 3, 111 p.
  12. M. Beyth, 1980. Recent evolution and present stage of the Dead Sea brine Hypersaline brines and evaporitic environment: Ed. By A. Nissenbaum. Amsterdam, Elsevier, pp.155-166. (Developments in Sedimentology).
  13. R. Freund, 1965. A model of the structural development of Israel and adjacent areas since upper Cretaceous time: Geol. Mag., V. 102, pp. 189-205.
  14. Z. Garfunkel, I Zak and R. freund, 1981. Active faulting in the Dead Sea rift. Tectonophysics, v. 80, pp. 1-26.
  15. J.K Hall, 1978. Dead Sea geophysical survey: bathimetric chart, 1:100,000: Isr. Geol. Surv. Rep., 1 map.
  16. I. Steinhorn, G. Assaf, J.R. Gat, A. Nissenbaum, M. Stiller, M. Beyth, D. Neev, R. Garber, G.M. Friedman and W. Weiss, 1979. The Dead Sea: Deeping of the mixoliminion signifies the overture of the water column. Science, v. 206, pp. 55-57.
  17. I. Zak and R. Freund, 1981. Asymmetry and basin migration of the Dead Sea rift: Tectonophysics, v. 80, pp. 27-38.P>
ביבליוגרפיה:
כותר: הגיאומורפולוגיה, הגיאולוגיה והלימנולוגיה של ים-המלח
מחבר: בייט, מיכאל
שם  הספר: ים המלח ומדבר יהודה : 1900-1967 : מקורות, סיכומים, פרשיות נבחרות וחומר עזר
עורך הספר: נאור, מרדכי
תאריך: 1990
בעלי זכויות : יד יצחק בן-צבי. המחלקה לחינוך והדרכה
הוצאה לאור: יד יצחק בן-צבי. המחלקה לחינוך והדרכה
הערות: 1. סידרת עידן.
הערות לפריט זה:

1. ד"ר בייט הוא גיאולוג, עובד המכון הגיאולוגי ומנהל מינהל המחקר למדעי האדמה במשרד האנרגיה והתשתית.


הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית