אלמה חודה - המכון הגיאולוגי

íã÷ úåðééò ìù éâåìåøãéä-åàìôå éâåìåøãéä ,éîéëåàéâ ïåéôàïøèù äøôò2010 éðåé ,ò"ùú æåîú ,íéìùåøéGSI/17/2010 'ñî çåã

תודותתודה למדריכי פרופ'‏ בועז לזר,‏ ד"ר יוסי יחיאלי,‏ ד"ר מוטי שטיין וד"ר איתי גבריאלי על ההנחיהוהעזרה רבה במהלך העבודה.‏תודה לפרופ'‏ אמיתי כץ,‏ פרופ'‏ אברהם סטרינסקי ופרופ'‏ איתן שש על הייעוץ והעזרה.‏תודה לצוות הטכנאים במכון הגיאולוגי:‏ חיים חמו,‏ יעקב מזרחי,‏ יעקב רפאל ושלמה אשכנזי עלהעזרה ביציאות לשדה.‏תודה לאנשי האגף לגיאוכמיה במכון הגיאולוגי:‏ לדינה שטיבר,‏ לדר'‏ שרה ארליך,‏ לדר'‏ אירינה סגל,‏לדר'‏ אולגה יופה ולנטלי טיפליאקוב על ההדרכה והעזרה בהרצת הדוגמאות.‏תודה למזכירות המחלקה לגיאולוגיה:‏ בתיה משה,‏ כרמלה לב,‏ מגי פרקין ומלי שש הלוי.‏תודה לצוות אגף הידרומטריה-‏ דרום בשירות ההידרולוגי:‏ דר'‏ בני רופא,‏ אודי גלילי ולאו על העזרהבמדידות הספיקה.‏תודה ללירן בן משה ומיכאל דוויס על ההנחיה בעבודה עם ה-‏ GPS הדיפרנציאלי.‏I would like to thank Dr George Burr, Alex Leonard and all the AMS team at theUniversity of Arizona for making our stay there unforgettable.תודה מיוחדת לשותפי לחיים,‏ דרור שטרן על העזרה המרובה,‏ ההקשבה,‏ הייעוץ והסבלנות אין קץ.‏1

תקצירעיינות קדם הינם סדרת מעיינות הידרותרמלים ‏(טמפ'‏ ממוצעת של כ-‏,(42°Cהנובעים מהאקוויפרהאלוביאלי,‏ לאורך חופו המערבי של ים המלח,‏ מעין גדי בדרום ועד לחוף מינרל מצפון.‏ הטמפרטורההגבוהה של התמלחות מצביעה על כך שהם הגיעו מעומק של כ-‏ 500 מטרים לפחות.‏ המעיינות,‏שמליחותם כמחצית ממליחות ים המלח מאופיינים בהרכב קלציום-‏ כלורידי ובתנאים מחזרים.‏בהשוואה למי ים המלח,‏ המעיינות עשירים בסולפט,‏ ואילו יחס Na/Cl במעיינות גבוה ויחסיBr/Clו-‏ Mg/Ca נמוכים מאלו שבים המלח.‏ על סמך היחס Na/Cl הנמוך וריכוזו הנמוך יחסית של סולפטבים המלח,‏ הוצע שים המלח המודרני מייצג את השלב המתקדם ביותר של אבולוציית התמלחותהקלציום-‏ כלורידיות בבקע ים המלח.‏ הרכבם האחיד והייחודי של מי המעיינות ביחס להרכבו של יםהמלח מצביע על היותם מרכיב קצה מהותי במערכת ההידרולוגית המקומית,‏ כאשר מי ים המלחמתפתחים ממי קדם בתהליכי אידוי והשקעת מלחים.‏ עיינות קדם מייצגים את תמיסות מאגמיהבקע,‏ למשל אגם הלשון,‏ שחדרו לתת הקרקע וכיום נובעים בפני השטח.‏המאפיינים ההידרולוגיים של המעיינות מעידים על קשר הידראולי בין ים המלח למי התהום.‏ בטווחהקצר,‏ ספיקת המעיינות אינה תלויה ישירות בכמות משקעים אלא מושפעת בעיקר מקצב השינוייםבמפלס ים המלח.‏ לא ניתן לאפיין את פעילות ארוכת הטווח של המעיינות המלוחים ועל כן יש לבצעניתור ממושך של פעילות והרכב המעיינות.‏הנסיגה המהירה של ים המלח בשנים האחרונות הביאה לחשיפתו של חתך סדימנטרי ששקע בעיןקדם במהלך ההולוקן.‏ החתך בחוף עין קדם מאופיין בהופעה מסיבית של גבס בעל הופעה ‏"להבית",‏שאיננה מוכרת מהחתכים הטיפוסיים של תצורת צאלים ההולוקנית שנלמדו בשנים האחרונותבמחשופים אחרים ובגלעיני קידוח,‏ למשל חתכים הבנויים מרצפים של למינות ארגוניט,‏ גבס וסילטדק,‏ בטרסת צאלים,‏ בעין פשחה ובעין גדי.‏ חתך עין קדם מאופיין גם בעושר רב של קרומיםארגוניטיים שתוארו בחתכים אחרים כמייצגים סביבת השקעה חופית.‏ הרכבם הכימי והאיזוטופי שלקרומי הארגוניט מעיד על כך שהם שקעו מתמלחת ים המלח ההולוקני,‏ בתקופות בהן הייתה כניסהמוגברת של ביקרבונט עם שטפונות לאגם.‏ העושר הגדול בקרומי ארגוניט שקיים בחוף עין קדם אינונובע מתרומת המעיינות אלא מאידוי מוגבר שהתרחש בחוף עין קדם בשל קיום מים רדודיםושקטים.‏בין שכבות הגבס ששקעו בעין קדם ישנן מספר דוגמאות גבס ‏"כבד"‏(δ 34 S SO4 =21‰)בהן תרומתהמעיינות גבוהה,‏ אולם חלק מדוגמאות הגבס מייצגות תרומה מכרעת של ים המלח ההולוקני.‏הגבס המאסיבי בחוף עין קדם שקע בתנאים שאפשרו ערבוב של מי עין קדם עם מי ים המלח,‏באינטרוולים של ירידות מפלס.‏ בד בבד גודל גבישי הגבס הלהבי והשקעת מסיבית של קרומיארגוניט מחייבים השקעה בלגונה רדודה ויציבה המחייבת התייצבות של המפלס בשיא השפל.‏ במצבכזה,‏ יכולים להתקיים בריכות אידוי בזכות שינויים קטנים מאד במפלס הים.‏ כיום,‏ מאחר והמערכתאינה בשווי משקל ומפלס הים יורד בצורה חריפה,‏ לא מתקיימים התנאים המתאימים להשקעת גבסמאסיבי לאורך חוף עין קדם.‏2

ענייניםתוכןהקדמה...................................................................................................................................................‏ 7.11.1 הידרוגיאולוגיה........................................................................................................................‏ 910..........................................................................................11.....................................................................................................1.31.412 ..........................................1.4.112 .....................................................1.4.31.4.415 ................................................................................................................................3. שיטות העבודה................................................................................................................................‏ 1616..........................................................................................................................3.13.1.116 ................................................................................................3.1.2רקע גיאולוגי......................................................................................................................................‏ 91.2 מנגנון נביעת המעיינות המלוחיםהתפתחות תמלחות הבקעים המלח ההולוקני.................................................................................................................‏‎12‎הרכב הים והתנאים הלימנולוגים ששררו באגם ההולוקני1.4.2 מערכת איזוטופית של גפרית בים המלח ההולוקניעקומת המפלסים ההולוקנית.......................................................................................‏ 12גיל מאגר של ים המלח ההולוקני.................................................................................‏ 132. מטרות המחקרעבודת השדהמיפוי נביעות בחוף עין קדם.........................................................................................‏ 16מדידת ספיקה בנביעות3.1.3 מדידת מפלס בקידוחים................................................................................................‏ 16דיגום נביעות/קידוחים3.1.4.1 תאור חתכים עמודיים..........................................................................................‏ 17קדיחת קידוח רדוד בחוף......................................................................................‏ 17דיגום סדימנטים3.2 מדידות מעבדה3.2.1 אנליזה כימית של מי הנביעות3.2.2 אנליזה מינרלוגית לסדימנט3.2.3 אנליזה כימית לסדימנט................................................................................................‏ 2016 .................................................................................................17 ...........................................................................................................18.......................................................................................................................18 .....................................................................................19 .........................................................................................3.1.43.1.4.23.1.53.2.3.1 ארגוניט .... ......... ... . .......................................................................................... 203.2.3.2 גבס .............................................................................................................. 20........20 ......................................................................................20 .................................................................................(δ 34 S)21 ................................................................................................. Sr3.2.4.221 .........................................................21 ...............................................................................................21 ..................................................................................3.2.5.2 תיארוך ארגוניט בשיטת 14 C4 תוצאות.............................................................................................................................................‏ 224.13.2.4 אנליזות איזוטופיות לסדימנט3.2.4.1 איזוטופים של גפריתאיזוטופים של3.2.5 תיארוך חומר אורגני וארגוניטים באמצעות 14 C3.2.5.1 תיארוך חומר אורגנימערכת הנביעות....................................................................................................................‏‎22‎4.1.1 תאור כללי של מערכת הנביעות...................................................................................‏ 22הרכב המעיינות26 ............................................................................................................4.1.24.1.3 ספיקות עונתיות...........................................................................................................‏ 3234.......................................................................................4.2.1 סטרטיגרפיה וליתולוגיה...............................................................................................‏ 3445 ..................................................................................................................... 4.2.24.2.2.14.2.2.251 ...............................................................................4.2.2.34.2.3 גיאוכרונולוגיה..............................................................................................................‏ 534.2.3.1 תיארוך חומר אורגני באמצעות ....................................................................... 14 C 534.2.3.2 תיארוך ארגוניט באמצעות .............................................................................. 14 C 5557 .................................(RA) 4.2.3.3.5 דיון ... ............................................................................................................................................. 60.60.........................................................................................5.2.1 תפרוסת המעיינות........................................................................................................‏ 6060 ......................................................................................................61 .......................................................................64 ............................................................................5.35.3.14.2 סדימנטים הולוקנים בחוף עין קדםגיאוכימיההרכב כימי של הסדימנט.........................................................................................‏ 45הרכב איזוטופי של גופרית......................................................................................‏ 51הרכב איזוטופי של סטרונציוםגילי מאגר5.2 מקורות ופעילות מערכת הנביעותשל ים המלח ההולוקני בסביבת המעיינות5.2.2 מקור מי המעייינות5.2.3 הרכב המעיינות ביחס להרכב ים המלח5.2.4 המנגנון ההידרולוגי של עיינות קדםסביבות השקעה בחוף עין קדם בהולוקן-‏ פלאולימנולוגיה של ים המלח ההולוקני..............‏‎68‎ליתולוגיה ושינויי מפלס...............................................................................................‏ 685.3.2 מקורות המים שתרמו להשקעת הסדימנטים בחוף עין קדם.......................................‏ 703

5.3.2.1 גבס ............... ......................................................................................................... 705.3.2.2 ארגוניט .................................................................................................................. 735.3.374 ..........................................................................................................5.3.3.15.3.3.2 גיל מאגר של .................................................................................................... 14 C 7575 ................................................................5.3.45.3.5.6 סיכום...............................................................................................................................................‏ 7980 ..................................................................................................................................7רשימת ספרותאיורים רשימתים המלח ההולוקני.......................................................................................................‏ 74הרכב הים ....קידוח עין קדם והמעבר הולוקן ‏-פלייסטוקןסיכום-‏ חוף עין קדם בזמן השקעת הגבס.....................................................................‏ 76איור 1.1: מפת מיקום עין קדם,‏ עין שלם ועין גדי לאורך חוף ים המלח......................................................‏‎8‎איור 1.2: חתך הידרוגיאולוגי סכמטי באזור ים המלח................................................................................‏‎10‎איור 1.3: עקומת שינויי המפלס בים המלח ההולוקני................................................................................‏‎13‎איור 1.4: גיל המאגר (RA) באלפי שנים,‏14לעומת גיל C בקידוח עין גדי ההולוקני..................................‏‎14‎איור 4.1: תפרוסת הנביעות לאורך חוף עין קדם,‏ בין עין גדי לחוף מינרל,‏ כפי שנמדדה ב-‏23............11/05איור 4.2: חתך סכמטי מזרח מערב בסמוך לנביעת עין קדם.......................................................................‏‎24‎איור 4.3: גרף ריכוזNa לעומתCl בנביעות לאורך החוף,‏ כפי שנמדד ב-‏11/05 וב-‏ 24.........................1/07איור 4.4: תצלום אויר המציג את מיקום הנביעות,‏ הנביעות הנדגמות,‏ הקידוחים והחתכים העמודיים...‏‎25‎איור 4.5: מפלס המים בקידוחי מע"צאיוראיור(Qedem West ו-‏ Qedem East ):4.6ריכוזי Cl ממדידות בנביעת עין קדם לאורך השניםביחס למפלס ים המלח............‏‎26‎27......................................................2005-064.7: ריכוזCl במדידות שנעשו בעבר ומדידות כיום...........................................................................‏‎27‎איור 4.8: ההרכב האיזוטופי של Sr במי המעיינות ובתמלחת ים המלח....................................................‏‎31‎איור 4.9: ספיקות חודשיות שנמדדו במהלך שנת 2006 בשתי נביעות נבחרות..........................................‏‎32‎איור 4.10: הספיקה החודשית בנביעה בודדתאיוראיוראיוראיוראיוראיור(Spring 2):4.14:4.15לעומת קצב ירידת מפלס ים המלח.................‏‎33‎איור 4.11: חתך סכמטי דו מימדי ותצלום אוויר של הלשון היבשתית הבולטת בחוף עין קדם.................‏‎36‎איור 4.12: שכבות גבס וארגוניט הנטויים בחריפות בחוף עין קדם............................................................‏‎36‎איור 4.13: מופעי גבס השונים....................................................................................................................‏‎37‎חתך עמודי-‏ 38...............................................................................................................Gypsumחתך עמודי-‏39..................................................................................................................North1:4.16חתך עמודי-‏40..................................................................................................................North2:4.17חתך עמודי-‏41..................................................................................................................South1:4.18חתך עמודי-‏42..................................................................................................................South2:4.19קידוח רדוד-‏43.......................................................................................................Qedem Drillאיור 4.20: חמשת החתכים העמודיים והקידוח שתוארו בחוף עין קדם.....................................................‏‎44‎איור 4.21: גפרית אלמנטרית השוקעת כיום לאורך תוואי הזרימה של המעיינות לים המלח....................‏‎45‎איור 4.22: השינוי עם הזמן ביחסאיוראיור4.23: היחס4.24: היחסMg/Ca בדוגמאות ארגוניט.................................................................‏‎49‎Sr/Ca בפרקציה השלישית והחמישית של הגבס ובדוגמאות הארגוניט.........................‏‎49‎Mg/Ca בפרקציה השלישית והחמישית של הגבס ובדוגמאות הארגוניט.......................‏‎50‎4

איוראיוראיוראיוראיוראיור:4.25 Sr לעומת:5.1Ca בגבס למינרי ובגבס מסיבי.................................................................................‏‎50‎איור 4.26: הרכב איזוטופי של Sr בדוגמאות הגבס,‏ הארגוניט והמלחים המסיסים...................................‏‎52‎144.27: פיזור גילאי C של דוגמאות החומר האורגני...........................................................................‏‎55‎איור 4.28: גיל פחמן-‏ 14 שהתקבל משלבים שונים בהמסה ההדרגתית של דוגמאות הארגוניט................‏‎57‎איור 4.29: גילי מאגר של ים המלח ההולוקני לאורך ההולוקן....................................................................‏‎59‎היחסSr/Ca ו-‏5.2: ריכוז Ca לעומת5.3: ריכוז Cl לעומת5.4: ריכוז Ca לעומת87 86Sr/ Sr במי המעיינות,‏ ים המלח ושכבות ארגוניט מהליסן...........................‏‎61‎Sr בעין קדם,‏ ים המלח והנביעות לאורך חוף עין קדם...................................‏‎63‎Na בים המלח,‏ עין קדם והנביעות לאורך חוף עין קדם...................................‏‎63‎Mg בים המלח,‏ עין קדם ובנביעות לאורך חוף עין קדם.................................‏‎64‎איור 5.5: תמונה של נביעת עין קדם בהפרש של כחצי שנה......................................................................‏‎65‎איור 5.6: הספיקה הכוללת לעומת קצב ירידת מפלס הים66........................................................................איור 5.7: עקומת המפלסים ההולוקנית עם גילי סדימנטים שונים במחשופים המצויים בחוף עין קדם...‏‎69‎איור 5.8: עקומת המפלסים ההולוקנית לאחר התיקונים שנעשו בעבודה הנוכחית...................................‏‎69‎איור 5.9: דרגת הרוויה לגבס והרכב איזוטופי של S ביחסי ערבוב בין ים המלח לעיינות קדם.................‏‎71‎איור 5.10: הרכב איזוטופי שלאיוראיורSr בגבס,‏:5.11ארגוניט,‏ מלחים המסיסים ובגופי המים השונים בבקע.............‏‎72‎הרכב איזוטופי של S בדוגמאות הגבס ההולוקני,בים המלח ובמעיינות עין קדם.....................‏‎72‎5.12: היחסSr/Ca בדוגמאות הארגוניט,‏ הגבס,‏ המלחים המסיסים,‏ המעיינות וים המלח................‏‎74‎איור 5.13: חתך סכמטי בכיוון מזרח מערב במרכז הלשון היבשתית..........................................................‏‎77‎איור 5.14: לגונות שנוצרו לחופו המערבי של ים המלח בחורף 91/2 עקב פתיחת סכר דגניה...................‏‎78‎טבלאות רשימתטבלה 3.1: אנליזות חוזרות של ריכוזי יונים בדוגמת מים שנדגמה ב-‏טבלה.22/11/05:4.1ההרכב הכימי של מי המעיינותטבלה 4.2: ערכי pH ‏,האלקליניות הכללית וריכוזי סולפיד ובור במי המעיינות ומי ים המלח.‏טבלה 4.3: ההרכב האיזוטופי של Sr במי המעיינות ובתמלחת ים המלח.‏4.4: טבלהההרכב הכימי והאיזוטופי של דוגמאות הארגוניט הנקי שהומס בחומצה.‏טבלה 4.5: ההרכב הכימי והאיזוטופי של דוגמאות הגבס.‏טבלה 4.6: ההרכב האיזוטופי של גופרית בדוגמאות הגבס.‏טבלהטבלה144.7: גילי C של חומר אורגני מתוך חמשת החתכים.‏144.8: גילי C של דוגמאות ארגוניט מתוך החתכים העמודיים.‏טבלה 4.9: גילי מאגר של ים המלח לאורך ההולוקן.‏נספחים רשימתנספח 1- סקר נביעות לאורך חוף עין קדםנספח 2- סקר נביעות לאורך חוף עין קדםנספח 3- מפרט טכני של קידוח11.0501.07Qedem West5

נספח 4- מפרט טכני של קידוחQedem Eastנספח 5- חישוב דרגות רוויה לגבס והליט של מי המעיינות ומי ים המלח ביחסי ערבוב שונים.‏6- נספחרשימת דוגמאות הארגוניט6

הקדמהים המלח המודרני הינו אגם היפרסליני המאופיין בהרכב-Ca כלורידי,‏בו2-- 2+ Ca ו-‏>HCO 3 +SO 4.Na +

35º33º32ºNMediterranean SeaHaifaTel AvivJerusalemSea ofGalileeDead SeaJordan River33º32ºEn ShalemEn QedemEn GediW. ZeelimD e a d S e a31ºSinaiNegevDesert31º35ºEvaporationpondsשלם ועין גדי לאורך חוף ים המלח.‏עיןמיקום עין קדם,‏מפת:1.1איור1.18

גיאולוגירקע.1Dead Seaאגןים המלחהינו אחד השקעים הטקטוניים העמוקים שנוצרולאורכו של ה-‏,Transform המפריד בין הלוח הערבי לתת הלוח של סיני.‏ לאורך ההעתק מתקיימת תנועת גזירהשמאלית עם ההעתקה של כ-‏105 ק"מ עד היום (1997 .(Garfunkel,התנועה האופקית יצרה מספראגני מתיחה לאורך הבקע,‏ כאשר אגן ים המלח הינו הגדול מבין מבנים אלו;‏ אורכו כ-‏ורוחבו כ-‏15015-17 ק"מ 1997) .(Garfunkel,ק"מצדו המערבי של האגן מוגבל ע"י מספר שברים נורמאליםהמעמידים את סלעי חבורת יהודה מגיל קרטיקון אל מול סלעים מגיל פליו-פלייסטוקן,‏ השייכיםלחבורת ים המלח ‏(זק,‏.(1967במהלך תקופת הנאוגן-‏ רביעון,‏ התפתחו באגן ים המלח ובבקעת הירדן מספר גופי מים בתפרוסתובהרכבים שונים ‏(אגמי עמורה,‏ סמרה,‏ אגם ליסאן,‏וים המלח ההולוקני)‏ ) 1995; Emery, Neev and.(Stein 2001הרכבם של אגמי הבקע השונים משקף את יחסי הערבוב בין מי התמלחות ה-‏-Caכלורידיות,‏ החודרות לאגמים,‏ לבין מים מתוקים,‏ המגיעים משיטפונות,‏ ממי תהום וממי הירדן.‏ כניסתהמים המתוקים משקפת את התנהגות המערכת ההידרולוגית האזורית בתקופות שונות,‏ המושפעתכשלעצמה משינויי אקלים אזוריים וגלובלים.‏ המשטר ההידרולוגי והרכב גופי המים מוצאים ביטויבחתך סדימנטרי שהורבד באגמים אלה בתקופות השונות ‏(למשל אגם משקיע ארגוניט לעומת אגםמשקיע גבס או הימצאותם של חתכים דטריטיים המשקפים שטפונות ) ;1967 Emery, Neev andBegin et al., 1974; Stein, 2001; Bartov et al., 2002; Enzel et al., 2003; Haase-Schramm et.(al., 2004; Waldmann et al., 2007; Torfstein et al., 2008האחרון בסדרת האגמים הינו ים המלח ההולוקני.‏ ניתן להגדירו כאגם סופיהמהווה בסיס ניקוז לשטח של כ-‏גוף מים היפרסליני עמוק(Terminal Lake)41,000 קמ"ר.‏(300~ מ'),‏האגם מחולק לשני אגני משנה:‏ האגן הצפוני,‏ שהואהניזון בעיקר ממי הירדן,‏ מי תהום וממי שיטפונות המתנקזיםמשולי האגן;‏ לעומתו,‏ האגן הדרומי ‏(המכיל כיום את בריכות האידוי של מפעלי ים המלח)‏ שהוא רדודיותר ומופרד מהאגן הצפוני ע"י מחסום טופוגרפי המצוי ברום של 400-402 מ'‏ מתחת לפני היםNeev ).(and Emery, 1967ממוצע של כ-‏100מפלס ים המלח ירד בשלושים השנים האחרונות בשיעור של כ-‏ 20 מטר,‏ בקצבס"מ לשנה בשנים האחרונות.‏ ירידת מפלס ים המלח הינה תוצאה של מאזן המיםהשלילי של האגם בעקבות שאיבות המים המוגברות בצפון וכן כתוצאה מאיוד תמלחת ים המלחבמפעלי ים המלח.‏ בעקבות זאת יורדים גם מפלסי מי התהום,‏ אם כי בקצב קטן יותר כתלות במרחקמקו החוף.(Yechieli, 1993)הידרוגיאולוגיה1.1באזור ים המלח קיימים שלושה אקויפרים עיקריים ‏(נאור וחוב',‏1987 ו-‏ Michaeli, Arad and,(1964הכוללים את אקוויפר חבורת כורנוב הבנוי בעיקר מאבני חול,‏ אקוויפר חבורת יהודה הבנויבעיקר מגיר,‏ דולומיט וחוואר והאקוויפר הרביעוני ‏(קוורטרי)‏ הבנוי סלעים אלוביאלים ואגמייםומוגבל לתחום הבקע בלבד.‏ האקוויפר האלוביאלי מופרד מהאקוויפרים שממערב לבקע ‏(חבורתכורנוב וחבורת יהודה)‏ על ידי סדרת העתקים של שולי הבקע.‏ מבנה החתך הסדימנטרי הכולל חילופיןבין סדימנטים דקי גרגר ‏(סילט-חרסית)‏ וגסי גרגר ‏(חלוקים)‏ יוצרים מספר תת אקויפרים הנבדלים9

כ-‏בהרכב הכימי של המים,‏ במפלסיהם ולעיתים גם בטמפרטורת המים שלהם ‏(לדוגמא באזור טורייבה,‏ביידא וגולדשטוף,‏ ;1972 1993 .(Yechieli,מעיינות עין קדם,‏ בהם עוסקת עבודה זאת,‏ נובעים מהאקוויפר האלוביאלי בטמפרטורה ממוצעת של.42°Cמטריםהטמפרטורה הגבוהה של התמלחות מצביעה על כך שהם הגיעו מעומק של כלפחות5002001) al., (Gavrieli et ‏(איור .(1.2Boreholeהידרוגיאולוגי סכמטי באזור ים המלח חתך:1.2איורAscending thermal brines.(Gavrieli et al., 2001)1.2נביעת המעיינות המלוחים מנגנון1.2הרכב גופי המים השונים באגן ים המלח הוכתב בעיקר ע"י התרומה היחסית של שני מרכיבי הקצהבמערכת:‏ מים מתוקים והתמלחות ה-‏Ca כלורידיות.‏לכמות המשקעים,‏ המנגנון האחראי לעלייתן מהעומק של התמלחות ה-‏עדיין דיו.‏מנגנון לנביעת מי התהום המלוחים באזור הכנרת הוצע ע"יבעוד שטף המים המתוקים לאגן הינו קורלטיביCaכלורידיות אינו מובן,(1967) Goldschmidt et al.לפיותמלחות עמוקות נדחפות כלפי מעלה על ידי עומד המים באקוויפרים המתוקים ממערב.‏ מקור המיםהמתוקים הוא גשם שיורד ממערב,‏ מתנקז אל הבקע ודוחף את התמלחת הנמצאת בסלעי חבורתיהודה.‏ על פי מודל זה,‏ ספיקת המעיינות המלוחים מושפעת מכמות המשקעים בהרים ממערב ועולהבתקופות רטובות יותר.‏ חוקרים אחרים הציעו כי התמלחות באזור הכינרת נובעות בעקבות לחץ10

טקטוני בבקע ‏(מירו ומנדל,‏ 1963) או עקב לחץ הסדימנטים באגן ‏(ביין,‏ 1978). על פי המודלים אלו,‏ספיקת המעיינות המלוחים אינה רגישה לשינויים בכמות המשקעים העונתית ממערב.‏,(1995) Matmonבחנה במודל דו מימדי את שדה זרימת מי התהום בין הים התיכון לבקע ים המלח.‏בעבודתה היא הציעה כי חלק מהמים הזורמים תחילה מערבה בחתך הרווי של חבורת יהודהמתנקזים בסופו של דבר אל הבקע.‏ שינוי כיוון הזרימה של מי התהום ממערב למזרח,‏ מתרחשבשכבות העמוקות,‏ בחבורת ערד ‏(יורה)‏ ואולי גם בחבורת כורנוב.‏ לטענתה,‏ זרימה של מי תהוםמזרחה ביחידות אלו יכולה להיות הכוח הדוחף ‏(אם כי באיטיות רבה)‏ את התמלחות המצויות בעומקלכיוון בקע ים המלח.‏מודל נוסף הוצע על ידי(2007) Shalev et al.על פיו חודרים מי האגם המלוח ‏(כנראה מגיל עתיק)‏לתת הקרקע דרך העתק המצוי בקרקעיתו ועולים חזרה דרך העתק השוליים המערבי,‏ תוך יצירת מצבשל פן ביני עם מי התהום המתוקים המגיעים ממערב.‏תמלחות הבקע התפתחות1.3על סמך היחסים הגיאוכימיים הוגדרו תמלחות הבקע על ידי סטרינסקיכלורידיות,‏ המאופיינות על ידי היחסים:‏סטרינסקי(1974)כתמלחות-Ca( Cl − Na) 〉 1Mg〉( SO + HCO ) 14Ca3.1.2(1974)הסביר את התפתחות תמלחות בקע ים המלח,‏ על סמך הרכבן הכימי ויחסיהמומסים בהן.‏ לפי הצעתו,‏ התמלחות הינן תוצר של מי ים מאודים שחדרו בתקופת הפליוקן לבקע‏(לגונת סדום),‏ חדרו לתת הקרקע והגיבו עם סלעי גיר מחבורת יהודה ליצירת דולומיט.‏ תהליךהדולומיטיזציה גרם לשינוי הרכב המים לתמלחת-Caכלורידית אשר חזרה מזרחה ללגונה והשקיעהסדרת מלחים-‏ בעיקר הליט וגבס.‏ השקעת ההליט גרמה לדלדול התמלחות ב-‏Naוהעשרתן ב-‏ביחס למי ים מאודים.‏ דולומיטיזציה ביחד עם השקעת הגבס גרמה לדילול התמלחות ב-‏.Mg בהמשך נותקה הלגונה מהים הפתוח ונוצרה סדרת אגמים אשר ניזונו ממי התמלחות הכלורידית וממים מתוקים ‏(אגמי עמורהBrSO 4 ו-‏-Ca,סמרה,‏ לשון וים המלח).‏ כניסת המים המתוקים,‏ המכיליםביקרבונט וסולפט,‏ אפשרה השקעת ארגוניט,‏ קלציט ‏(ראשוניים)‏ וגבס.‏התמלחות ה-‏ Ca כלורידיות בבקע מראות דרגת אידוי שונה על סמך היחס Na/Cl לעומת דרגתהאידוי על סמך היחסהמתקבלת על סמך היחסהתמלחות ‏(סטרינסקי,‏בדרגות האידוי נובע מהוספת.(Klein-Ben David et al., 2004; 1974 ‏(סטרינסקי,‏ Br/ClNa/Clקטנה מדרגת האידוי המתקבלת על סמך היחסלרוב,‏ דרגת האידויBr/Cl.(Klein-Ben David et al., 2004;1974סטרינסקי(2005)Brלמי התמלחת על ידי כניסת מים מתוקים.‏במיהציע כי ההבדלKlein-Ben David et(2004) al.הראו כי כל תמלחות הבקע נופלות על עקומת ערבוב בדיאגרמתבתקופת לגונת סדום.‏Na/Cl -Br/Cl שהתרחש11

1.4המלח ההולוקני יםאגם הליסן החל את נסיגתו לפני כ-‏ 17,000 שנה והגיע למפלסו הנמוך ביותר כנראה לפני כ-‏13,000-14,000 שנה 2002) .(Stein,הסדימנטים הבונים את החתך ההולוקני הוגדרו ע"יYechieli et al.,(1993)כתצורת צאלים,‏ וכוללים סדימנטים דיטריטים ואוופוריטים,‏ בדומה לתצורות האגמיותהקדומות יותר.‏ בסיס התצורה הוא שכבת מלח עבה,‏ אשר זוהתה והוגדרה לראשונה באזור נחלצאלים1993) al., (Yechieli et ומאוחריותר בחוף עין גדי2004) al. .(Migowski et תצורת צאליםמתעדת את ההיסטוריה הסדימנטרית,‏ הלימנולוגית והטקטונית של האגם בתקופת ההולוקןYechieli et al., 1993; Migowski et al., 2004; 2006; Bookman(Ken-Tor) et al., 2004; ); Ken-Tor et al., 20011997). כדן,‏1.4.1האגם בזמן ההולוקןנסיגתו המתמשכת של ים המלח ב-‏ 70 השנה האחרונות,‏ הנובעת בעיקרה מפעילות האדם,‏ חשפה אתהסדימנטים ההולוקנים ואפשרה את לימוד מבנם והרכבם.‏ תצורת צאלים חשופה כיום באזור יםהמלח ונדגמה בקידוחים לאורך חופו המערבי של ים המלח.‏החתך ההולוקני מכיל למינות של סדימנטים קלסטים סילטים בחילופין עם ארגוניט וגבס.‏ השכבותהלמינריות הינן בעובי שלשכבות ארגוניט וגבס0.2-2מ"מ,‏ אשר מופיעות בזוגות עם שכבות ארגוניט או בשלשות עם.(Bookman (Ken-Tor) et al., 2004; Migowski et al., 2006)על סמךהופעת הגבס,‏ כלמינות דקות בסמוך ללמינות ארגוניט ודיטריטוס,‏ ניתן לקבוע כי שקיעת הגבס היאעונתית ונגרמה עקב אידוי מוגבר של מי האגם.‏ החומר הקלסטי הובל לאגם על ידי שטפונות בעונתהחורף ואילו הארגוניט שקע בקיץ,‏ עקב הובלת ביקרבונט לאגם על ידי שטפונות ואידוי מי הים.‏התקופות בהן האידוי באגם מוגבר,‏ מי התמלחת הפכו רוויים לגבס והשקיעו למינות דקות שלגבס..‏al (2001) Barkan etעם כניסת ביקרבונט לאגם על ידי שטפונות.‏הציעו כי בים המלח הנוכחי שקיעת ארגוניט מתרחשת עוד בעונת החורף,‏1.4.2 מערכת איזוטופית של גפרית בים המלח ההולוקני,(2008) Torfstein et al.קידוח עין גדי ההולוקנימדדו את ההרכבים האיזוטופים של גפרית בדוגמאות גבס שונות לאורך.(Migowski et al., 2006)מראה ערך אחיד לאורך תקופה של כ-‏המלחההרכב האיזוטופי של גפרית בגבס,‏ בחתך עין גדי,‏10,000 שנה 0.7‰) = 15 ± S (δ 34.(Gavrieli et al.,2001 ;14.5‰)בדומה לערכו הנוכחי של יםלטענתם,‏ הרכבים אחידים אלו מעידים על כך שים המלחהיה גוף מים מעורבב ומחומצן לאורך מרבית זמן ההולוקן.‏ תהליכי חיזור בקטריאלי של סולפטויצירת סולפיד היו זניחים והרכב הגפרית בגבס שהתגבש היה זהה לזה של עמודת המים.‏1.4.3 עקומת המפלסים ההולוקניתMigowski et al.עקומת המפלסים ההולוקנית נבנתה ע"י al. (2004) Bookman (Ken-Tor) etו-‏.(2006)12

שינויי המפלס בים המלח ההולוקני עקומת:1.3איור.(Migowski et al., 2006)1.31.4.4 גיל מאגר של ים המלח ההולוקני14תיארוך באמצעות C של תמלחת ים המלח והסדימנטים הקרבונטים השוקעים בו תלוי בהגדרת גילמאגר (RA) של המים.‏ מים הזורמים על מחשופים קרבונטים,‏ כגון הרי יהודה,‏ המצויים ממערב לבקעים המלח,‏ כמו גם מים הזורמים דרך אקוויפרים קרבונטים,‏ עשויים להכיל כמויות משמעותיות שלפחמן ‏"מת"‏ כחלק מהפחמן האי-אורגני המומס בהם,‏ ובכך להטייה כלפי מעלה של גיל 14 C של המים.‏אנליזה של מים מאגן הניקוז של ים המלח,‏ מראה כי מי שיטפונות מאופיינים באחוז גבוה של ערכיפחמן מודרני,(Stein et al., 2004;~100pMC)הקרטיקוני מאופיינים בערכים נמוכים יותר;~50pMC)בעוד מעיינות הזורמים דרך אקוויפר הגירYechieli et al., 1996; Talma et al.,.(1997המעיינות המלוחים לאורך חופו המערבי של ים המלח מאופיינים בערכי14 C נמוכים מאד.(Yechieli et al 1998 ; 4.1pMC)ממים מתוקים,‏ בעוד אספקת ה-‏ Ca היא ממי תמלחת ים המלחעיקר אספקת הביקרבונט להשקעת ארגוניט בים המלח מגיעהStein et al., 1997; Barkan et al., ).(2001עקב כך,‏שכבות הארגוניט המושקעות בים המלח מכילות ערכים שונים שלהתלויים , 14 Cביחס הכמותי בין סוגי המים השונים הנכנסים לאגם ובערבוב שלהם עם תמלחת ים המלח.‏ השילובשל כל הגורמים הללו הוא הקובע את ערכו של ים המלח הקרויגיל המאגר בים המלח ההולוקניכ-‏למינות ארגוניט מאותה יחידה סטרטיגרפית.‏נקבע על סמך הפחתת גיל‏"גיל המאגר"‏ 2004) al., .(Stein etשל 14 Cחומר אורגני מגילגיל המאגר של ים המלח דעך במהלך ההולוקן,‏של 14 Cמערךגבוה הנע סביב 3300 שנים לערך של כ-‏ 2200 שנים בהווה,‏ עם עלייה נקודתית בגיל המאגר ‏(לערך של6000 שנה)‏7600 לפני כ-‏שנה ‏(אחרי נפילת המפלס החזקה שהתרחשה לפני כ-‏8100.(1.4אפשריים,‏הערכים הגבוהים של גיל המאגר לפני כ-‏7600 שנההוסברו ע"יהאחד הינו תרומה משמעותית של מעיינות מלוחים עם ערכי(2004) Stein at al.14 Cשנה)‏ ‏(איורבשני אופניםנמוכים לים המלחוהשני הינו ירידה בכמות ה-‏ 14 C בשל דעיכתו בתמלחת השאריתית שנותרה בים המלח לאחר ירידת13

המפלס החריפה.‏ לאחר ההתאוששות של המערכת ההידרולוגית,‏ בה מי השיטפונות חזרו להיכנסלאגם,‏ גיל המאגר של ים המלח החל לרדת עד לערכו הנוכחי של2200 שנים.‏ירידה זו הינה תוצאהשל ערבוב מתמשך בין מי שיטפונות,‏ בעלי ערכי 14 C אטמוספריים,‏ עם תמלחת ים המלח.‏תרומה משמעותית של המעיינות המלוחים מדגם ‏"עין קדם"‏ לים המלח ההולוקני תגרום לירידה בגילהמאגר של ים המלח.‏1.4(al., 2004גיל Cלעומתשנים,‏באלפי(RA) המאגר גיל:1.4איור14עין גדי ההולוקני בקידוחStein et )14

המחקר מטרות.2.1.2.3.4מטרות המחקר העיקריות הן זיהוי מקור תמלחות עין קדם והבנת התהליכים המכתיבים את הרכבןבזמן ובמרחב ואת הקשר בין פעילות המעיינות לתנאים ההידרולוגים-‏ אקלימיים הרגיונליים.‏ כמו כןהמחקר ישחזר את סביבות ההשקעה של הסדימנטים ההולוקניים הנחשפים בחוף עין קדם בסביבתהמעיינות והקשר לפעילות המעיינות במהלך ההולוקן.‏להשגת מטרות אלו התמקדתי בנושאים הבאים:‏אפיון גאוכימי של עיינות קדם.‏תאור הידרוגיאולוגי בסיסי של אזור עיינות קדם במטרה לבחון את הקשר בין ירידת מפלס יםהמלח למיקום הנביעות וספיקתם.‏תאור ליתולוגי,‏ סדימנטולוגי וגיאוכימי-‏ איזוטופי של הסדימנטים ההולוקניים בחוף עין קדם,‏תוך דגש על הופעת משקעים כימיים הקשורים לפעילות הפלאו-‏ הידרולוגית של המעיינות‏(למשל שכבות גבס וקרומים ארגוניטים).‏תיארוך בשיטת 14 C של הסדימנטים ההולוקנים בחוף עין קדם15

העבודה שיטות.3השדה עבודת.3.1.3.1.1מיפוי נביעות בחוף עין קדםנעשה סקר ראשוני לאורך החוף,‏ בין עין שלם בצפון לעין גדי בדרום ‏(איורפעילים.‏ נקודות הנביעה לאורך החוף מוקמו בעזרת מכשיר,(4.1GPS מתוצרתבו זוהו אתרי נביעהMAGELLAN והועלולאחר מכן על גבי תצ"א.‏ במהלך הסקר,‏ נמדדה טמפרטורת המים של כל הנביעות בעזרת מדחוםכספית ‏(בעל הדירות של ±0.5°C). מתוך כל הנביעות נבחרו מספר נביעות מהם נדגמו דוגמאות מיםלאנליזה כימית.‏3.1.2. מדידת ספיקה בנביעותספיקה חודשית נמדדה ב-‏ 2 נביעות נבחרות; Spring2 ו-‏ Spring1)4.4), איורשהראו את הספיקההחודשית הספיקה הגבוהה ביותר,‏ וכן באלה ששימרו את צורתן המורפולוגית במשך רוב תקופתהמדידה.‏מהירות הזרימה נמדדה באמצעות מד זרימה קטן של חברתההידרולוגי.‏SEBAהספיקה,‏ ,[m 3·sec -1 ] Qאשר הושאל מהשירותנמדדת בתעלה בעלת רוחב חתך מדוד ומחושבת עבור מקטעים שונים שלחתך הזרימה,‏ על פי הנוסחה:‏ . Q = W × D × V- D כאשרעומק ממוצע של המים בתעלהממוצעת ב-‏ 40% מגובה עמודת המיםבחתך.‏-W ,[m]רוחב מקטע[m] ו-‏ -V.[m·sec -1 ]מהירות זרימהלבסוף סוכמו הערכים המחושבים לספיקה הכוללתעל מנת לאמוד את כמות המים הכוללת הנובעת במעיינות ולבדוק שינויים בספיקות עם הזמן,‏נמדדה ‏(ע"י השירות ההידרולוגי)‏ פעמיים הספיקה הכוללת של הנביעות לאורך החוף,‏ בהפרש שלכשנה בין מדידה למדידה.‏ הספיקה נמדדה בנביעות בעלות תעלה המאפשרת זאת ואילו בנביעותקטנות,‏ אשר אינן מאפשרות מדידה ישירה,‏ נעשתה הערכה למידת הספיקה.‏3.1.3. מדידת מפלס בקידוחיםשני קידוחי תצפיתצידי כביש;Qedem-West ו-‏ Qedem- East)4.4), איור, 90המצויים ממערב לנביעות,‏ משנישימשו למדידות מפלס מי התהום.‏ העומד ההידראולי בקידוחים נמדד בעזרת סרטמדידה מוליך ארוך,‏ שהורד לתוך הקידוח ע"י גלגלת.‏ לקצה הסרט מחובר חיישן אלקטרוני שגורםלצפצוף ברגע המגע עם המים.‏ מפלס נקודה זו נקבע כעומק המים.‏.3.1.4דיגום נביעות/קידוחיםדיגום מים למדידות גיאוכימיות התבצע אחת לחודש בשתי הנביעות בהן נמדדה הספיקה ובנביעהנוספת בסמוך לשפך נחל קדם.‏ בנוסף,‏ אחת לכמה חודשים,‏ נדגמו שני קידוחי התצפית.‏16

למדידת ריכוז יונים עיקריים במי הנביעות,‏ נדגמו דוגמאות המים בבקבוקי פלסטיק בנפח250 מ"ל.‏הדגימה נעשתה קרוב ככל הניתן למוצא הנביעה,‏ כאשר הבקבוקים נשטפו מספר פעמים במי המעיןלפני לקיחת הדוגמא.‏ הבקבוקים מולאו עד שפתם בכדי למנוע בריחתלאחר מילוי הבקבוק נסגרו הבקבוקים בפקק פלסטי אטום למעבר גזים.‏עבור מדידת האלקליניות הכוללתCO 2,(A T )נדגמו המים בבקבוקי זכוכית חומים,‏ בנפחהדגימה סוננו דוגמאות המים בעזרת מזרק דרך פילטר .0.45µmעבור מדידת ריכוז הסולפידושקיעת קרבונטים.‏100 מ"ל.‏(H 2 S)ליטר.‏ הסולפיד קובע בשדה כ-‏ ZnS על ידי הוספתהמומס במים,‏ דוגמאות המים נדגמו לבקבוקי פלסטיק בנפחבעת1.52 מ"ל COO) 2 (1N) Zn(CH 3ו-‏1 מ"ל NaOH1.5 לכ-‏ (6N)ליטר מי דוגמה.‏בעת הדגימה נמדדו שלושה פרמטרים נוספים:‏.1.2.3טמפרטורת המים במוצא הנביעה,‏ נמדדה בעזרת מדחום כספית בעל הדירות של ±0.5°C.צפיפות המים,‏ נמדדה בעזרת מד צפיפות מדגם .Paar®דרגת החומציות (pH) של המים,‏ נמדדה בעזרת אלקטרודת pH מדגםדגימת קידוחי התצפית נעשתה באמצעות צינור מתכת חלול באורך של.Sentron1 מ'‏ונפח של כ-‏0.7 ליטר.‏לאחר בדיקת העומד ההידראולי,‏ הצינור הורד לקידוח עד לעומק הרצוי,‏ בעזרת גלגלת ומתמלאבמים.‏ לאחר מכן,‏ נסגר הצינור בעזרת שחרור משקולת וקפיץ,‏ המתקן נשלף מחוץ לקידוח והמיםמועברים לבקבוקי הדגימה לאחר שטיפתם במי הדוגמה.‏הדוגמאות אופסנו במקרר,‏ בטמפרטורה של כ-‏ 4°C..3.1.4.1תאור חתכים עמודייםבמהלך עבודת השדה נמדדו ותוארו 5 חתכים עמודיים מתצורת צאלים ‏(איור.(4.4מיקום החתכיםנקבע על סמך חשיפה טובה של החתך לאורך החוף.‏ עובי החתך נמדד באמצעות סרט מדידה והדיגוםנעשה בעזרת מעדר-‏ יד ‏(במקומות בהם הסלע רך),‏ או בפטיש גאולוגי ‏(במקומות בהם הסלע קשה).‏בסיס החתך נבחר סמוך לפני מי האגם,‏ סומן במסמר וסרט,‏ וגובהו המוחלט נמדד באמצעות מכשירGPS דיפרנציאלי של חברת.Ashtech.3.1.4.2קדיחת קידוח רדוד בחוףעל מנת לבחון את התפרוסת המרחבית של הסדימנטים בחוף עין קדם,‏ נקדח קידוח לעומק של כ-‏8מטרים,‏ במרחק של כמה עשרות מטרים מקו החוף על גבי משטח מוגבה,‏ ממערב למחשופים בהםתוארו החתכים העמודיים ‏(נ.צ-‏.(237837/60030הקידוח נקדח באמצעות מקדחה ידנית,‏ כאשרבמהלך הקדיחה נדגמו ותוארו הסדימנטים,‏ בהפרש של כחצי מטר בין דגימה לדגימה.‏.3.1.5דיגום סדימנטיםנדגמו שתי קבוצות סדימנטים:‏17

סדימנטים רצנטים השוקעים בנביעות,‏ המכסים חלוקי נחל בשולי הנביעות.‏סדימנטים הולוקניים הבונים את החתכים העמודיים.‏ הסדימנטים נדגמו בעזרת פטיש גאולוגיאו מעדר יד ונעטפו בניילון נצמד על מנת לשמור על המבנה המקורי של החתך.‏••חומר אורגני,‏ למדידת גיל בשיטת, 14 Cהסטרטיגרפים.‏ הדוגמאות כוללות ענפים בגדלים שוניםנדגם מהסדימנטים במקומות שונים לאורך החתכים(3-20 ס"מ)‏שחולצו מתוך החתך.‏ מיקוםהדגימה והחומר האורגני הנדגם נבחנו היטב,‏ על מנת לוודא שהם מייצגים נכון את גיל הסדימנטים.‏בנוסף לחומר האורגני,‏ נדגמו למדידתהאורגני בחתך.‏14 Cגם קרומי ארגוניט המצויים בסמוך לדוגמאות החומר3.2מעבדה עבודתהכנת הדוגמאות לאנליזה כימית ומדידתן נעשו במעבדות המכון הגיאולוגי,‏האלקליניותלמעט מדידת(A T )אשר נעשתה במעבדות האוניברסיטה העברית.‏3.2.1 אנליזה כימית של מי הנביעותעיקריים יוניםמדידת:(Major Ions)מרבית הדוגמאות עברו מיהול לפני האנליזה,‏ בהתאם לרגישויות המכשירים ולסטנדרטיםהמתאימים.‏הקטיונים:‏ריכוזי3300 של חברתOptima מדגם ICP-OES נמדדו בעזרת מכשיר ה-‏ Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Sr 2+.Perkin Elmerלדוגמאות הוסף סקנדיוםהשגיאה המוערכת במדידת הקטיונים הינה ±2%.האניונים:‏ריכוזיהמדידה המוערכת עבור(Sc)Br - , SO 4 נמדדו בעזרת יון כרומטוגרף מסוג2-בריכוז של 5ppm כסטנדרד פנימי.‏4000I של חברת.DionexBr - , SO 4 הינה ±5% ו-‏ ±2-3% בהתאמה.‏2-שגיאתריכוז הכלוריד נמדד בעזרת טיטרטור כלור מסוג Titroprocessor 636 של חברת Metrohm על ידיטיטרציה עם.0.1N ,AgNO 3 שגיאת המדידה הינה ∼±1% .הבורון הכולל ריכוזמדידת:(B T )האנליזות בוצעו במכשירICP-MSמדגםELAN DRC IIמתוצרת חברת .Perkin Elmer SCIEX שגיאת המדידה הינה ±2%.מהימנות האנליזה הכוללת נקבעה על ידי חישוב אחוז השגיאה במאזן המטען החשמליC.B- ),(Charge balanceכאשר ריכוזי המומסים נתונים במיליאקויולנטים לליטר.‏ דוגמאות בהן ה-‏היה גבוה מ-‏ ±3% עברו אנליזה נוספת.‏ה-‏ C.B חושב על ידי המשוואה:‏C.BC.B(%)= 100×∑∑Cations −Cations +∑∑AnionsAnionsעל מנת לקבוע את הדירות האנליזות,‏ נדגמו 5 ליטרים מי נביעה אשר שימשו כסטנדרד פנימי.‏ ריכוזהיונים בדוגמת הסטנדרט נמדדו בכל אנליזה שנעשתה למי הנביעות.‏ הדירות מדידות הסטנדרטמוצגים בטבלה.3.118

יונים בדוגמת מים שנדגמה ב ב-‏ריכוזיחוזרות של אנליזות:3.1טבלה22/11/11/05/05.mmol·(KgH 2 O) -1הינן ב ב-‏היחידותפנימי.‏כסטנדרד ושימשהAnalysis Date Na + K + Ca 2+ Mg 2+ Sr 2+ Cl - SO4 2- Br -22/11/05 1260 111 323 955 2.69 3780 9.46 3822/1/06 1250 110 327 956 2.67 3810 9.32 3524/5/06 1220 109 328 900 2.65 3830 9.55 3719/9/06 1260 111 316 935 2.67 3760 8.90 3611/12/06 1230 112 319 890 2.56 3750 8.32 3529/1/07 1270 117 336 978 2.72 3760 8.42 35ממוצע1250112 325 936 2.66 3780 9.00 36( 20 3 7 34 0.05 32 0.5 1כללית אלקליניותמדידת:(TA)האלקליניות הכללית נמדדה בטיטרצית): דוגמאות המים סוננו דרך פילטר 0.45µm ונשקלו,‏ לפני האנליזה.‏,Granעל ידי הוספת חומצתשל הדוגמה בעזרת אלקטרודת זכוכית.‏ הדירות התוצאות טובה מ-‏סולפיד ריכוזמדידתחומצת(0.02N) HClומדידת ה-‏סטיית תקן (±pH.±12µEq·Kg -1:(H 2 S)HCl מרוכזת.‏המדידה המקסימלית המוערכת הינה 10%.איזוטופיהאיזוטופהיחסמדידת): הסולפיד קובע בשדה כ-‏ ZnS והומס מחדש,‏ במעבדה,‏ על ידי הוספתריכוז הסולפיד נקבע בטיטרציה יודומטרית עם תיו-סולפט.(S 2 O 3 2- )87 Sr/ 86 Srנמדדלאחר הפרדתשגיאתהסטרונציום בכל דוגמא בעזרת שימושבקולונות.‏ נפח הדוגמא שנלקח לאנליזה,‏ נקבע בהתאם לריכוז ה-‏ Sr בדוגמת המים.‏ כל הדוגמאותעברו ייבוש והומסו שנית ע"י חומצתההרכב האיזוטופי נקבע במכשיר,(3.5N) HNO 3MC-ICP-MSבכדי להתאימן לתהליך ההפרדה בקולונות.‏(Nu Instruments)לפרקציונציה איזוטופית נעשה במהלך המדידה בעזרת תוכנות המכשיר.‏המדידה וכיול תוצאות המדידה נעשה שימוש בסטנדרד בינלאומי:‏במכון הגיאולוגי.‏,NIST-SRM 987.(Ehrlich et al., 2001) 87 Sr/ 86 Sr=0.7102603.2.2אנליזה מינרלוגית לסדימנטתיקוןלשם אופטימיזציה שלערך הסטנדרדהסדימנטים שנדגמו מכילים רצפים של למינות ארגוניט,‏ גבס וחומר דטריטי,‏ שהופרדו זו מזו ידנית,‏על ידי סכין מנתחים.‏ הדוגמאות שהופרדו נאספו לבקבוקוני פלסטיק ועברו הומוגניזציה.‏ דוגמאותסדימנט רטוב יובשו בתנור לאחר ההפרדה,‏בטמפרטורה של50°Cונכתשו במכתש ועלידוגמאות גבס קשות נטחנו בעזרת מטחנה מדגם SIEBTECHNIK במכון הגיאולוגי.‏ההרכב המינרלוגי של דוגמאות נבחרותבעזרת נקבע(Diffraction שנעשתה במכון הגיאולוגי,‏ במכשיר מסוגמתח העבודה במכשירפיענוחדיפרקציות קרניPhilips בעל קרינת)Xמאגט.‏X-Ray.(λ=1.54Ǻ)Cu-Kα40Kvועוצמת הזרם.35Maהמינרלים נעשתה על פי זיהוי הפיקים האינדיקטיבים.‏טווח המדידה הוא.2θ = 3-34°הגדרת19

3.2.3 אנליזה כימית לסדימנט3.2.3.1ארגוניטדוגמאות ארגוניט נדגמו במקומות שונים לאורך החתכים העמודים,‏ בסמוך לאתרי הדיגום של החומרהאורגני לאורך החתכים.‏ מכל דוגמא,‏ נשטפו היטבוהועברו לצנטריפוגה במהירות שלהתמיסה הועברה למבחנה דרך פילטר200מ"ג ארגוניט ב-‏403000rpmהתמיסות,‏ המייצגות את המלחים המסיסים10 ל-‏Whatmanמ"ל מים מזוקקיםדק'‏ על מנת להפריד בין המוצקים לנוזלים.‏#40 ואילו המוצקים נשטפו פעמיים נוספות.‏ כל,(Soluble Salts)כימית ואיזוטופית.‏ 50 מ"ג מהארגוניט השטוף הומסו ב-‏במים מזוקקים לנפח כולל שלאוחדו ומהם נלקחו דוגמאות לאנליזה(1.2N) HCl10 מ"ל 1989) Kolodny, .(Katz andעבור המלחים המסיסים בוצעה אנליזה כימית של היסודות העיקרייםוהתמיסה שהתקבלה נמהלהNa, K, Ca, Mg, Sr, Cl, Br, )(NO 3 , SO 4עיקרייםסעיףויסודות קורט(Li, B, Ba, U).Sr ו-‏ U ול-‏ (Ca, Mg, Na, K, SO 4 )3.2.3.2.(3.2.1ואילו עבור דוגמאות הארגוניט בוצעה אנליזה ליסודותהמדידה נעשתה במעבדות המכון הגיאולוגי ‏(ראהגבסדוגמאות גבס נדגמו במקומות שונים לאורך החתכים העמודיים.‏ דוגמאות הגבס הומסו במיםמזוקקים ב-‏5 שלבים.‏בשלב הראשון,‏ 200 מ"ג גבס טחון הומס ב-‏ 20 מ"ל מים בטמפרטורת החדרומיד הועבר לצנטריפוגה להפרדת הנוזלים מהמוצקים.‏ התמיסה הועברה למבחנה דרך פילטר#40 Whatmanואילו המוצקים נשטפו בארבע שלבים נוספים.‏ שלביםהראשון אך עם זמן המסה ארוך יותרבטמפרטורת המסה שלה-‏3 ו-‏ 220)דק').‏ שלבים4.60ºCהדוגמאות מהשלבים השונים מסומנות כ-‏דוגמאות הגבס בוצעה אנליזה כימית של יסודות עיקרייםחזרו על השלבו-‏‎5‎ חזרו על השלבים הקודמים אך.I, II……V(Mg, Ca, Sr, Na, K, SO 4 ).Perkin Elmer של חברת מדגם Optima 3300 ICPעבורבעזרת מכשיר3.2.4 אנליזות איזוטופיות לסדימנט3.2.4.1 איזוטופים של גפרית S) (δ 34דוגמאות גבס מסיבי ולמינרי נדגמו במקומות שונים לאורך החתכים העמודיים ומהקידוח אשר נקדחבחוף.‏לצורך האנליזה האיזוטופיתהושקע שוב כ-‏נשטפודוגמאות הגבס במים מזוקקים,‏ נטחנו והומסוSO 4 וה-‏.BaSO 4המשקע שהתקבל נשלח לאנליזה איזוטופיתEnvironmental Isotope-Laboratory, University of Waterloo, Waterloo, Canadaבמכשיר.CN-Tracemass-EA-IRMSשל חברת.Europa Roboprep.±0.2‰האנליזה האיזוטופית נעשתההדירות התוצאות הינה20

3.2.4.2איזוטופים של Srאנליזה איזוטופית של Sr בוצעה על דוגמאות הארגוניט,‏המלחים המסיסים וחמשת תשטיפי הגבס.‏על סמך ריכוז ה-‏ Sr בדוגמאות נקבע נפח התמיסה/משקל הדוגמא שיש להעביר לתהליך ההפרדהבקולונות,‏ עבור אנליזה איזוטופית.‏ פירוט תהליך ההפרדה והמדידה מובא בסעיף.3.2.13.2.5 תיארוך חומר אורגני וארגוניטים באמצעות 14 C3.2.5.1דוגמאות העציםתיארוך חומר אורגניעברו טיפול מקדים במעבדה לתיארוך באמצעות 14 C במכון וייצמן למדע,‏ברחובות.‏כל דוגמא נשטפה במים מזוקקים ויובשה בתנור ואקום ב-‏ .40ºC למניעת זיהום הדוגמא,‏טופלו כלהדוגמאות בתהליך .(Grootes et al., 2004) (Acid-Alkali-Acid) AAA הדוגמאות נשקלו והוספהלהן CuO פי40 ממשקלן,‏על מנת לספק חמצן לבעירה.‏ הדוגמאות חוברו לקו הואקום ונשאבו לפניδ 13 Cהוספת חמצן לבעירה.‏ CO 2ה-‏שמוצהנלכד במבחנת זכוכיתועבר למדידתולגרפיטיזציה.‏, 14 Cתהליך מיצוי ה-‏ CO 2והגרפיטיזציה בוצע במעבדה לתיארוךמכון וייצמן למדע‏(דוגמאותNSF-AMSמסומנות כ-‏ (RTTובמעבדתבאוניברסיטת אריזונה,‏טוסון,‏אריזונה‏(דוגמאותAMSמסומנות כ-‏ .(AAכל דוגמאות העצים תוארכו באמצעות מכשירבאוניברסיטת אריזונה,‏טוסון,‏ אריזונה.‏ כיול תוצאות ה-‏ 14 C נעשה באמצעות תוכנת (v3.10). OxCalבכדי לשפר את דיוק המדידה,‏ כל מדידה במכשיר ה-‏AMS של דוגמא ושל סטנדרד,‏ מבוצעת6 עד 10פעמים.‏ שגיאת המדידה עולה ככל שהדוגמא קטנה יותר.‏ בעבודה הנוכחית דוגמאות העצים היויחסית גדולות ועל כן שגיאת המדידה עליהן נמוכה יחסית.‏תיארוך ארגוניט בשיטת 14 C200 מ"ג דוגמת ארגוניט נשטפה 3 פעמים במים מזוקקים ויובשה בתנור ב-‏ .60ºC3.2.5.2הדוגמאות הוכנולאנליזה במעבדתNSF-AMS שבאוניברסיטת אריזונה,‏טוסון,‏אריזונה.‏הדוגמא הוכנסה במבחנת.(70%)H 3 PO 4זכוכית לקו ואקום ולאחרשאיבת קו הואקום,‏הומסה דוגמת הארגוניט ב-‏הגזH 2 O וה-‏שהשתחרר עבר דרך2 מלכודות קרות לסילוק אדיCO 2 נאסף למבחנת זכוכית והועברלמדידת δ 13 C ולגרפיטיזציה.‏על מנת לוודא כי אכן הדוגמא מכילה ארגוניט טהור ואינה מזוהמת ע"י(Sequential dissolution)חומר דטריטי,‏בוצעה המסה סלקטיביתעל דוגמאותקרומי ארגוניטמתוך החתכים אשר שימרו את צורת הקרום המקורית ‏(כפי שמתואר ב-‏.(Bookman et al., 200721

אותאותתוצאות4הנביעות מערכת4.14.1.1תאור כללי של מערכת הנביעות2עיינות קדם נובעים לאורך חופו המערבי של ים המלח,‏ מעין גדי בדרום ועד לחוף מינרל מצפון,‏כשאזור הנביעה העיקרי מצוי לאורך כ-‏ ק"מ מדרום לשפך נחל קדם לים המלח ‏(איורהתמלחות נובעות בסמוך מאד לקו החוף,‏ מתוך אקוויפר המילוי האלוביאלי ‏(איורממוצעת של.(4.14.2) בטמפרטורה.42ºCמיקום הנביעה מוכתב ע"י מפלס הים וחילופין בין יחידות חרסיתיות אטימותליחידות פורוזיות העשירות בחול/קג"ל.‏ לאורך החוף ישנן עשרות נביעות יבשתיות,‏ אם כי זוהו גםמספר נביעות הנובעות בקרקעיתו של ים המלח בעומק מים שאינו עולה על מטרים ספורים.‏ הספיקההכוללת של כלל הנביעות היבשתיות לאורך החוף מעין שלם לעין גדי נמדדה פעמיים בשיתוף עם12.5×10 6 -18×10 6 m 3·y -1 (400L·sec -1 ) m11/05 וב-‏ 3·y60 ליטרים(260L·sec -1 )השירות ההידרולוגי,‏ ב-‏בהתאמה.‏01/07 ועמדה עלו-‏הספיקה של נביעה בודדת נעה ממספר ליטרים לשנייה ועד ל-‏לשנייה.‏עיקר הנביעות לאורך החוף הינן מטיפוס ‏"עין קדם",‏ כלומר,‏ ערכי מליחות של כ-‏-1 125gCl·L ויחסNa/Cl0.34. של כ-‏יחד עם זאת קיימות גם נביעות דרומיות שמליחותן והרכבן הכימי מצביעותשהתמלחת התערבבה עם מים מתוקים.‏ בשל הקרבה הגיאוגרפית למערכת המעיינות המתוקים בעיןגדי,‏ יתכן ומדובר במי שטיפה חוזרת שלהם.‏ נמצאו גם נביעות מלוחות יותר שהרכבן מצביע עלערבוב עם תמלחת ים המלח ‏(איור.(4.3הרכב הנביעות לאורך החוף מובא בנספחים1 ו-‏ .2מיקומן של הנביעות יורד בגובה ונודד מזרחה בעקבות נדידת קו החוף מזרחה.‏ נדידתו המהירה של קוהחוף,‏ כמו גם מיקום הנביעות,‏ הם תוצאה ישירה של ירידת המפלס המהירה של ים המלח.‏ מפלס מיהתהום,‏ שנמדד במשך השנים האחרונות בקידוחי מע"צגיאולוגי וטכני של הקידוחים מופיעים בנספחיםQedem Eastו-‏Qedem West3 ו-‏ ,(4בהתאם לירידת מפלסו של הים,‏ אולם בקצב איטי יותר של כ-‏המצויים ממערב לנביעות ‏(איור,(4.40.45 מ'‏לשנה ‏(איור.(4.5‏(מפרטירד22

4.1עין גדי לחוף ביןהנביעות לאורך חוף עין קדם,‏תפרוסת:4.1איורמסומנותקדם"‏‏"עיןבהרכב נביעותשנמדדה ב-‏כפימינרל,‏במליחות נמוכה מעין קדם נביעות,([Cl]=3300-3800mM)בסגולבמסגרתבאדום ונביעות מלוחות יותר מסומנות בכחול.‏מסומנותבאיור המוצגמסומן אזור המחקר העיקרי,‏אדומה.4.4.11/0523

W-380Qedem WestQedem EastLegend:GravelSandClayLimestoneDolomiteE-390-400-410-420-430-440-450-4600 50 100m4.2.(לשפך נחל קדם לים מדרום‏(ככככ-‏ 150 מ'‏סכמטי מזרח מערב בסמוך לנביעת עין קדם חתך:4.2איורועלנבנה על סמך תאור ליתולוגי של קידוחי מע"צצצצהחתךהמלח).‏דיפרנציאלי.‏מדידת טופוגרפיית פני השטח בעזרת סמך150Qedem West ו-‏ Qedem EastGPS דיפרנציאלי?En QedemSpringDead SeaNa (mmol/KgH2O)2500200015001000500Springs at the Qedem shore 11/05Springs at the Qedem shore 1/07Halite DissolutionEn QedemDead Sea00 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000וב11/05Cl (mmol/KgH 2 O)Na לעומת4.3וב-‏שנמדד ב ב-‏כפילאורך החוף,‏בנביעותClלעומתריכוזבין הקשר4.3: איורמהווה מרכיב קצה שלישי בשדה הריכוזים שבין המים המתוקים למי ים המלח.‏קדם.1/07עין24

4.4והחתכים העמודיים.‏הקידוחיםהנדגמות,‏הנביעותאויר המציג את מיקום הנביעות,‏תצלום:4.4איור25

-405-415-406Qedem EastQedem West-416Qedem Water Level (m bmsl)-407-408-409-410-411-412Rate=0.91m/yRate=0.51m/yDead Sea-417-418-419-420-421-422Dead Sea Water Level (m bmsl)-413-423-41401/03 05/03 09/03 01/04 05/04 09/04 01/05 05/05 09/05 01/06 05/06 09/06-424Date(Qedem West ו-‏ Qedem East )4.5המים בקידוחי מע"צצצצמפלס:4.5איורלמפלס ים המלח.‏ביחס4.1.2 הרכב המעיינות2ההרכב הכימי של מי המעיינות מובאים בטבלה.4.1דיגום ואנליזה כימית של מי המעיינות בוצע אחת לחודש ב-‏הנביעות בהן נמדדה הספיקה(4.4ו-‏ ;Spring-2איורובנביעת עין קדם המקורית‏(מדרום לשפך נחל קדם).‏ריכוזיSpring-1)היסודות העיקריים במעיינות ) 4 (Na, K, Ca, Mg, Sr, Cl, Br, SO נשארו קבועים במהלך העבודה4.1). טבלה 4.6, ‏(איורמתוך השוואה לאנליזות שנעשו בעברYechieli, 1993; Stein et al., 1997; )(Yechieli et al., 1998עולה שהרכב המעיינות נשאר בקירוב קבוע גם בעשור האחרון ‏(איור.(4.7השינויים הקטנים הקיימים בריכוזי היסודות נופלים בקירוב בתחום השגיאה של הסטנדרד הפנימי,‏אשר נבדק במסגרת המחקר הנוכחי,‏ ועל כן מייצגים כנראה שגיאות אנליטיות.‏מליחות המעיינות הינה כמחצית ממליחות ים המלח ) 1- ,(190g·Lאולם ריכוז הסולפט בהם גבוהיותרO) 8.5mmol·KgH 2 ו-‏ 5mmol·KgH 2 O בהתאמה).‏0.34, שהוא יותר גבוה מערכו הנוכחי בים המלח.(0.24)היחס Na/Cl במעיינות עומד על ערך של כ-‏היחסMg/Ca במעיינות (2.8)נמוך בהשוואה.(0.0082)Sr/Caלזה בים המלח (4.2).היחסדומה מאדלזה של ים המלחהמעיינות מאופיינים,0.76mmol·L -1בתנאים מחזרים,‏כאשר ריכוז הסולפיד בהם הינו כ-‏אשר נשאר קבוע במשך כלתקופת מדידה,‏ כמו גם בהשוואה לאנליזות שנעשו בעבר.(Gavrieli et al., 2001)26

Cl (mmol/L)38003750 En Qedem Spring3700Std3650360035503500345034003350330001/05 03/05 05/05 07/05 09/05 11/05 01/06 03/06 05/06 07/06 09/06 11/06 01/072005-06בנביעת עין קדם לאורך השנים 06ממדידותClריכוזיאיורשנמדד במסגרת העבודה הנוכחית.‏פנימילמדידות סטנדרדוהשוואה2005Date:4.6Cl (mmol/L)3800370036003500Yechieli, 1993 (89)Stein et al., 1997 (92)Klein- BenDavid et al., 2003 (96)Yechieli et al., 1998Current Analysis 2005/06Standard3400330089 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07Year4.7: ריכוזאיורשנעשו בעבר ומדידות כיום.‏במדידותClריכוז27

28Sr/Caeq.0.008400.008280.007970.008160.008320.008320.008090.008090.008070.008400.008350.008040.008030.008040.008000.008120.008130.008210.008080.008080.008060.008350.008330.008030.008170.00796Mg/Caeq.2.802.852.802.932.922.932.742.752.732.932.932.892.782.832.792.872.912.912.732.372.712.902.902.762.812.79Br/Clmeq./eq.8.708.439.619.209.988.759.289.5210.139.519.6910.0110.739.699.408.9410.028.669.569.119.359.2210.0810.8310.468.61Na/Cleq.0.320.320.330.330.330.330.340.330.340.320.330.310.320.320.330.330.330.330.330.320.330.330.340.330.310.32TDSmg·L -1188071196853193736194646193968193685193142191213189696193949193486198230192861188707191399194436192308192354185535190205190786191414192534189696195507187597ATmeq·L -11.6071.6061.3601.6681.4861.5871.342Br32.632.336.635.137.933.235.235.637.136.436.939.640.635.635.333.937.632.434.634.034.934.537.839.940.731.7SO49.559.199.429.448.958.978.587.988.579.018.359.539.587.648.338.958.988.858.708.358.758.658.129.569.106.95Cl37503830381038103800379037903740367038303800395037803690376037903750374036203740374037403750368039003680Sr2.712.702.632.672.692.692.692.662.692.652.652.632.622.532.562.702.632.682.562.632.652.642.652.622.622.52Mg904928922957943947911903909924929945909890891956943950862888894919921898901884Ca323326330327323323332328333315317327327314320333324327316325329317318326320317K105114110110111111110109111110110110111113112112112112104107108109109110109110Nammol·KgH2O -111201240124012501250125012401220123012401240123012201190123012601230125011801210122012401290122012301180QL·sec -161.247.659.747.642.652.040.026.932.6T42.543.742.043.044.043.045.044.045.545.545.045.045.0pH5.845.375.28Density1.12871.12801.12671.1280SampleEKW-2EKW-7EKW-31K-0EQ-1EQ-4EQ-13EQ-34EQ-39EQ-42EQ-45EQ-48EQ-51Q-101EKW-25K-111EQ-2EQ-5EQ-12EQ-35EQ-37EQ-43EQ-46EQ-49EQ-52Q-108DateEn Qedem Spring24/2/0518/4/0531/8/0522/11/0515/12/0516/1/0628/2/063/4/0610/5/0622/6/0617/8/0625/10/0623/11/0629/1/07Spring 131/8/0522/11/0515/12/0516/1/0628/2/063/4/0610/5/0622/6/0617/8/0625/10/0623/11/0629/1/07הלבטהלבטהלבטהלבט4.14.14.1:4.1תונייעמה ימ לש ימיכה בכרההתונייעמה ימ לש ימיכה בכרההתונייעמה ימ לש ימיכה בכרההתונייעמה ימ לש ימיכה בכרהה

29Sr/Caeq.0.008390.008150.008390.008210.008050.008080.008120.008310.008370.008010.008040.008070.008230.007880.008150.008350.007970.008180.008320.008160.008090.008470.008000.008080.00844Mg/Caeq.2.722.922.912.892.722.742.732.912.912.872.852.842.802.762.912.852.802.902.952.932.752.962.792.914.23Br/Clmeq./eq.9.148.8010.28.769.779.289.539.549.7010.910.88.638.509.199.128.329.068.5910.19.209.599.529.409.2210.9Na/Cleq.0.320.330.330.330.320.320.320.330.330.330.330.320.320.330.330.320.330.330.330.330.320.330.330.340.22TDSmg·L -1189528191769192600194621193068189999188015194197192239193482193176189575191160115246195345191983191977194510194029194563193522192495190334194950337210ATmeq·L -11.5951.3921.6771.3604.456Br34.433.038.333.437.434.635.136.336.440.840.632.232.119.234.931.434.032.638.135.136.735.835.334.676.6SO48.939.618.768.848.999.338.368.587.038.399.347.179.065.729.018.738.398.989.469.329.558.908.328.424.92Cl3770375037603810383037303690380037503750377037403770209038203780375038003780381038303760375037607060Sr2.682.622.682.692.622.622.592.692.672.672.642.532.631.452.692.682.612.692.692.672.652.672.562.724.31Mg8669389329488878888719429309599358898925089629149159559559569009358909782162Ca319321320327326324319324319334328313318184330321327329323327328316319336511K10610910911410710710811111111512011111062112113110115111110109111112117225Nammol·KgH2O -1121012301250126012101210119012601260125012301170122069012601220124012701260125012201260123012701550QL·sec -160.842.449.943.53848.845.242.717.731.2T44.744.545.045.045.045.042.043.240.441.042.739.042.035.8pH5.395.045.315.75Density1.12821.12801.12131.12831.2801.2368SampleEKW-15K-122EQ-3EQ-6EQ-11EQ-36EQ-38EQ-44EQ-47EQ-50EQ-53Q-116K-WEKW-46EQ-8K-EEKW-41EQ-10K-0K-0K-0K-0K-0K-0EKW-36DateSpring 25/6/0522/11/0515/12/0516/1/0628/2/063/4/0610/5/0622/6/0617/8/0625/10/0623/11/0629/1/07Qedem West well4/18/2005 (40m)31/8/051/3/2006 (50m)Qedem East well4/18/2005 (35m)31/8/051/3/2006 (39m)Std22/11/0522/1/0624/5/0619/9/0611/12/0629/1/07Dead Sea31/8/05

האלקליניות הכללית(A T )צורוניו השונים של הסולפיד,‏ המומסים במיםבמעיינות נמוכה מאד והיא נעה סביב ערך ממוצע של כ-‏.1.5meq·L -1(HS - , S 2- )תורמים גם כן לאלקליניות הכללית.‏ הבורגם הוא תורם לאלקליניות הכללית ועל כן האלקליניות הכללית מבוטאת על ידי המשוואה:‏−2−[ HCO ] + 2[ CO ] + B( OH )−−−− +[ ] + [ HS ] + [ S ] + [ OH ] − [ ]2A T 3 342= CA + BA + SA =Hכאשר-‏ -CA אלקליניות קרבונטית.‏-BA אלקליניות בורטית.‏-SA אלקליניות סולפידית.‏טבלה4.2: ערכיהכללית וריכוזי סולפיד ובור במי המעיינות ומי ים המלח ‏,האלקליניותpHערכיStationSamplingT- pH A T H 2 S BDensity pHDate°C meq·L -1 mmol·L -1 mmol·L -1En Qedem Spring 31.8.05 1.128 5.37 43.7 0.770 2.87Spring 1 31.8.05 1.127 5.28 45.0 1.587 0.760 2.82Spring 1 31.8.05 1.127 5.11 44.9 1.483 2.77Qedem East 31.8.05 1.128 5.31 42.7 1.677 0.760 2.77Dead Sea 31.8.05 1.237 5.57 35.8 4.456 0.020 5.73במסגרת העבודה הנוכחית הוערכה תרומת האלקליניות הגפריתית לאלקליניות הכוללת,‏מדידת האלקליניות הכללית לפני ואחרי השקעת צורוניה השונים של האלקליניות הגפריתיתעל ידיHS - , )(S 2- כ-‏ ,ZnSבעזרת הוספתZn(Br) 21.5meq·L -1ל-‏לאלקליניות הכללית.‏הבורטית,‏,0.3meq·L -1בנוסף,‏למים.‏כאשר ריכוזו הכולל של יון הבורוןבמסגרת הניסוי חלה ירידה באלקליניות הכללית מ-‏מה שמעיד על תרומה משמעותית של האלקליניות הגפריתיתיש לקחת בחשבון באלקליניות הכללית את תרומת האלקליניות(TB)במעיינות הינולהסיק כי האלקליניות הקרבונטית במי המעיינות היא נמוכה מאד.‏.2.8mmol·L -1מתוך כך ניתןההרכב האיזוטופי של Sr נמדד בתמלחת ים המלח ובמי המעיינות בשתי הרצות שונות,‏ ‏(טבלה.(4.3המדידה הראשונה בוצעה במטרה לבדוק האם קיימים שינויים בזמן בהרכב האיזוטופי של המעיינות.‏המדידה השנייה נעשתה לאבחון איזוטופי בין מי המעיינות לתמלחת ים המלח.‏ על כן,‏ נעשתה מדידהשל דוגמת מי המעיינות ודוגמת מי ים המלח לסירוגין,‏ כמה פעמים.‏ בשתי המדידות התוצאות תוקנולסטנדרט,NIST-SRM 987שערכוהאיזוטופי של המעיינות לאורך החוף,‏. 87 Sr/ 86 Sr=0.710260כמו גם במשךהזמן.‏ואופייני,‏ הנע בתחום של 0.70796-0.70808 עם ערך ממוצע שלהמלח נע בתחוםנראה כי לא קיימים שינויים בהרכבכלומר,‏.0.70801±5,0.70799-0.70808עם ערך ממוצע של 0.70804±7למעיינות הרכב איזוטופי קבוע‏(איורההרכב האיזוטופי של ים.(4.830

4.3האיזוטופי של ההרכב:4.3טבלהSrים המלח ובתמלחתהמעיינותבמיSampleSamplingDateAnalysisDate87 Sr /86 Sr 2σSrmg·L -11/SrSr/CaeqDead Sea BrineEKW-36 31/8/05 22/2/07 0.70802 2 340 0.003 0.00844EKW-36 31/8/05 22/2/07 0.70800 2 340 0.003 0.00844EKW-36 31/8/05 22/2/07 0.70806 2 340 0.003 0.00844EKW-36 31/8/05 22/12/05 0.70808 2 340 0.003 0.00844En Qedem SpringEKW-8 18/4/05 22/12/05 0.70798 3 220 0.005 0.00828EKW-8 (II) 18/4/05 22/12/05 0.70804 3 220 0.005 0.00828EKW-8 (III) 18/4/05 22/12/05 0.70803 3 220 0.005 0.00828EKW-10 18/4/05 22/12/05 0.70797 2 220 0.005 0.00849EKW-31 31/8/05 22/12/05 0.70804 3 215 0.005 0.00797K-102 22/11/05 22/12/05 0.70802 2 218 0.005 0.00816EQ-0 22/11/05 22/2/07 0.70798 2 220 0.005 0.0083EQ-0 22/11/05 22/2/07 0.70802 2 220 0.005 0.00823EQ-0 22/11/05 22/2/07 0.70802 2 220 0.005 0.00823En QedembrineDead Seabrine4.8השונים מעידים על הצבעיםהמעיינות ובתמלחת ים המלח.‏במיSrהאיזוטופי של ההרכב:4.8איורדוגמאות עין קדם נבחנה האם קיימת שונות בזמן בהרכבם עבורשונה.‏אנליזה/דיגוםתאריךאנליזה חוזרת לדוגמת מי נביעה שנדגמה ב ב-‏מצייניםכחולים משולשיםהאיזוטופי.‏ירוקים משולשיםורודים מציינים אנליזה חוזרת לדוגמת מי נביעה שנדגמה ב ב-‏משולשיםמי ים המלח נעשתה אנליזה בתאריכים עבורמי נביעת עין קדם שנדמו בתאריכים שונים.‏מצייניםלאותה דוגמת מים.‏שונים.22/11/11/05/050.70790 0.70795 0.70800 0.70805 0.70810 0.7081587 Sr/ 86 SrEn Qedem Spring-Analyzed 2/07 Dead Sea- Analyzed 2/07En Qedem Spring- Analyzed 12/05 Dead Sea- Analyzed 12/05En Qedem Spring at different sampling dates.18/4/4/05/0531

4.1.3ספיקות עונתיותבמהלך הסקר שבוצע לאורך החוף ב-‏במשך כשנה,11/05,Spring 2 ו-‏ Spring 1)איורנבחרו 2 נביעות מייצגות בהן נמדדה הספיקה כל חודש.(4.4האחד הינו תוואי זרימה נוח למדידה,‏ השני הואבחירת הנביעות נעשתה על פי שלושה שיקולים:‏הערכה כי התוואי יישאר קבוע למשך תקופת זמןארוכה יחסית והשלישי הינו הספיקות הגבוהות הקיימות בנביעות אלו.‏ בעת מדידת הספיקה הכוללתלאורך החוף,‏ הספיקה בשתי הנביעות היוותה כמעט כמחצית מהספיקה הכוללת ועל כן נבחרו נביעותאלו כמייצגות של מערכת הנביעות כולה.‏ איכות מדידת הספיקה ירדה עם תחילת הקיץ(5-6/2006)בשל נטישה של מקור הנביעה ונדידתן של הנביעות מזרחה,‏ בעקבות ירידת מפלס מהירה מאד של יםהמלח.‏לאורך תקופת המדידה זוהתה שונות בספיקה במהלך השנה של כ-‏ ±20% ‏(איור.(4.9יש לציין כיהשינויים בספיקות התרחשו בשתי הנביעות בו זמנית ולכן הם כנראה מייצגים נאמנה את התנאיםבאקוויפר.‏בששה החודשים הראשונים בהם בוצעה מדידת הספיקה ‏(עד יוני(2006אין התאמה בין השינוייםבספיקות לבין כמות הגשמים באזור,‏ אך קיימת התאמה טובה יחסית בין השינויים בספיקות לשינויבקצב ירידת מפלס ים המלח ‏(איור.(4.10b ,4.10a7060Spring 1Spring 250Q (L/sec)40302010011/05 01/06 03/06 05/06 07/06 09/06 11/06 01/07Date20064.9הקיץ בתחילתנביעות נבחרות.‏בשתי2006חודשיות שנמדדו במהלך שנת ספיקות:4.9איורנטישה של מקור הנביעה שבאה לידי ביטוי בירידות חריפות בספיקות.‏החלה(6/06/06)32

a.Q (L/sec)706050403020100Discharge (L/sec)Rate (m/day)09/05 11/05 01/06 03/06 05/06 07/06 09/06 11/06 01/07Date0.0100.0080.0060.0040.0020.000-0.002-0.004-0.006R ate of decreae inD ead Sea level (m/day)b.Q (L/sec)706050403020100-0.006 -0.004 -0.002 0.000 0.002 0.004 0.006Rate of decrease in Dead Sea level (m/day)a(Spring2)4.10באיורקצב ירידת מפלס ים המלח.‏לעומתהחודשית בנביעה בודדת הספיקה:4.10איורהחלה נטישה ובעקבותיהעלייה משמעותית בקצב ירידת מפלס ה האגםחלהשעם תחילת הקיץ נראהנטישת הנביעה בתחילת בשלמקור הנביעה הבאה לידי ביטוי בירידה משמעותית בספיקת הנביעה.‏שלל-‏‏(ביןהראשונות הספיקהה מדידותששהרקבאיור bנלקחוהקיץ,‏.(5/0611/05( 6/06)33

הולוקנים בחוף עין קדם סדימנטיםתוצאות-‏4.24.1.2 סטרטיגרפיה וליתולוגיהלאורך החוףשנקדח לעומק של כ-‏בו מצויות הנביעות,‏נמדדו ותוארו5חתכים עמודיים וקידוח ידני(Qedem Drill)8 מטרים,‏כ-‏ 30 מטרים מקו החוף ‏(איור.(4.4חתך •:"Gypsum"(237780/600413‏(איורהחתך ממוקם במרכז לשון יבשתית,‏,(4.11אשר בנויה בעיקר משכבות מסיביותוקרומי ארגוניט,‏ היוצרים מבנה קונצנטרי נטוי ‏(איורביותר בשכבות גבס מסיביות,‏המכילותגבס ‏"להבי"‏להלן תיאור החתכים השונים:‏הבונה מצוק ובולטת בחוףשל גבס ‏(עובי כ-‏‏(נ.צ-‏1-3 ס"מ)‏.(4.12בעיקר מגבס מסיבי ולמינרי בחילופין עם למינות ארגוניט ודטריטוסמאופיין בעושר גדול מאד של קרומים ארגוניטים,‏החתך ישנה הופעה מחודשת של הגבס,‏מסיבי.‏היבשתית,‏היחידות העליונות של החתך,‏מכילותחווארים קלציטים המתחלפים עםחלקו התחתון של החתך הוא העשיר‏(גבישי גבס גדולים ומחודדים),‏‏(איורעם ירידה בכמות הגבס.‏.(4.13ומורכבמרכז החתךבחלקו העליון שלאם כי עיקר הגבס מופיע כלמינות דקות ולא כגבסהמופיעות מעל וממערב למצוק היוצר את הלשוןארגוניט,‏ללא כל גבס4.14). ‏(איורחתך •השכבות הבונות את המצוק מאופיינות בהופעה גלית וזאת כנראה בשל שכיחות הגבס בחתך.‏:"North-1"החתך מופיע מצפון ללשון היבשתית,‏במרחק של כ-‏200(237793/6004244.11). ‏(איורהחתך מורכב בעיקרו מארגוניט בחילופין עםמופיעות בו מעט מאד למינות גבס דקות בבסיס החתך.‏קונגלומרט,‏ המציינים תנאים חופיים בזמן השקעתם ‏(איורמ'‏דטריטוס,‏כל‏(נ.צ-‏כאשרלאורך החתך נחשפים מספר רבדי.(4.15חתך •:"North-2"החתך ממוקם מצפון ללשון היבשתית,‏במרחק של כ-‏1.(237683/600697קונגלומרט וחול ‏(איורהחתך בנוי מלמינות דטריטוס בחילופין עם.(4.16חתך •:"South-1"‏(נ.צ-‏ ק"מארגוניט עם הרבה מאד שכבותחתך זה נמצא בחלקה הדרומי של הלשון היבשתית במרחק של כ-‏מ'‏ 100מהחתך המרכזי ‏(חתך("Gypsum" ‏(נ.צ-‏ (237888/600301 ‏(איור .(4.11החתך עשיר מאד בקרומיםארגוניטים ובנוי מלמינות ארגוניט בחילופין עם דטריטוס עם מעט למינות גבס דקות ‏(איור.(4.17חתך:"South-2"ממוקם,‏ גם כן,‏ מדרום ללשון היבשתית ‏(נ.צ-‏(237853/6002664.11). ‏(איורהחתך בנוי ברובו מלמינות ארגוניט בחילופין עם דטריטוס,‏ עם מעט מאד למינות גבס דקות.‏במרכז החתך ניתן לזהות אופק קונגלומרט עבה,‏ המציין תנאים חופיים בזמן השקעתו ‏(איור.(4.18קידוח:‏ הקידוח נקדח בראש המצוק הבונה את הלשון היבשתית,‏ ממערב לחתך העשיר בגבס‏(חתך("Gypsum"‏(נ.צ-‏מקטעים עיקריים ‏(איור(237837/6003064.11). ‏(איור:(4.19.1.2.3עד לעומק של2.5 מ':‏2.5-6 מ':‏6-8 מ':‏את גלעין הקידוח ניתן לחלק לשלושהלמינות ארגוניט בחילופין עם דטריטוס עם אופקי בוץ חרסיתי.‏בוץ חרסיתי וגבס מסיבי,‏ עם מעט מאד ארגוניט.‏בוץ חרסיתי ירוק עם מעט מאד ארגוניט וכמה רבדי חול/קג"ל,‏ ללא גבס.‏••34

גובה החתכים נע בין5 ל-‏7 מטרים ובסיסם במחשוף הראשון המצוי בשדה או במפלס ים המלחבעת המדידה.‏ החתכים והקידוח מייצגים את המשקעים ההולוקנים המאפיינים את אזור הנביעות,‏מלבד תחתית הקידוח שבה נמצאו משקעי תצורת הלשון.‏החתך המרכזי("Gypsum")ואף הקידוח המצוי ממערב לו,‏ הממוקמים במרכז הלשון היבשתית,‏עשירים מאד בגבס.‏ הגבס מופיע כלמינות דקות וכשכבות עבות(1-3 ס"מ)‏המכילות גבישים גדוליםומחודדים ‏("להבי"‏ גבס).‏ אלו מצפים לעיתים באופן קונצנטרי גופים ‏(לרוב גזעי וענפי עצים)‏הבולטים בתוך החתך ‏(איור.(4.12כמות הגבס בחתכים דועכת מלשון היבשה כלפי צפון ודרום,‏ תוךשינוי לטרלי לחתכים סדימנטרים אופייניים לתצורת צאלים ההולוקנית,‏ הבנויים מרצפים שללמינות ארגוניט,‏ גבס וסילט דק ‏(איור.(4.20באנליזה מינרלוגית במכשיר XRD שנעשתה לשכבות המכילות ‏"להבי"‏ גבס,‏ נמצא כי הן אכן בנויותרובן ככולן מגבס,‏ כאשר בסמוך להן מצויות למינות ארגוניט,‏ למינות דטריטוס דקות ושכבות גבסדקות.‏בנוסף,‏ בוצעה אנליזה מינרלוגית לסדימנטים השוקעים כיום ממי הנביעות.‏ נמצא כי המשקע העיקריממי הנביעות הוא גפרית אלמנטרית השוקעת לאורך תוואי הזרימה של הנביעה עד לשפך הנביעה ליםהמלח ‏(איור.(4.21‏(איוריםעמודיים חתכיםמקרא-‏4.14-ו-‏4.11(4.20•גבס מסיבי משוכב בחילופין עם ארגוניט וחרסיות• קרומי ארגוניט בחילופין עם חרסיות ולמינות גבס• חרסיות עם מעט למינות ארגוניט• למינות ארגוניט בחילופין עם חרסיות?• גבס מסיבי משוכב• אלוביום• קונגלומרט• מיקרו-קונגלומרט/חול• דטריטוס• גבס מסיבי* 2000±170**בוץ חרסיתי •• גיל 14 C מחומר אורגני35

4.11סכמטי דו מימדי ותצלום אוויר של הלשון היבשתית הבולטת בחוף עין קדם עם חתך:4.11איורהעמודיים והקידוח שתוארו בעבודה זו.‏החתכיםה מיקום4.12בחוף עין קדם.‏בחריפותהמקומטיםגבס וארגוניט ה שכבות:4.12איור36

a.b.c.(a) ) .4.13גבס למינותגבס השונים.‏ )מופעי:4.1איורגבסלהבי"‏‏"להביושכבות מאסיביות עם דקותגבס שכבותעם קרומי ארגוניט.‏ (b)בחילופיןבקימוט גלי.‏המקומטותבחתך,‏ המקומאסיביותהמצפים באופן קונצנטרי עץ גבסלהבי"‏בחתך.‏הבולט" ‏"להבי(c)37

4.21אלמנטרית השוקעת כיום לאורך גפרית:4.2איורהזרימה של המעיינות לים המלח.‏תוואי4.1.3 גיאוכימיה4.1.3.1הרכב כימי של הסדימנטההרכב הכימי של דוגמאות הארגוניט והגבס מובא בטבלאות5.1 ו-‏ 5.2 בהתאמה.‏ארגוניט:‏ אנליזה כימית כללית נעשתה לדוגמאות ארגוניט שנדגמו לאורך חמשת החתכים העמודיים.‏בדוגמאות הארגוניט,‏ בכל חמשת החתכים,‏ נראה כי קיימת שונות גדולה ביחסהשנים האחרונות,‏ הנעה בין4000 ב-‏ Mg/Ca0.005 ל-‏ 0.035 ‏(איור4.22). היות וריכוז ה-‏Ca בארגוניטלהיות קבוע,‏ השונות ביחס Mg/Ca נובעת מן השונות בריכוז ה-‏ .Mg לעומת זאת,‏ היחסנשאר קבוע לכל אורך ההולוקן על ערך ממוצע של כ-‏‏"נקי"‏ אמורSr/Ca.0.0092גבס:‏ אנליזה כימית נעשתה לדוגמאות גבס למינרי וגבס מסיבי מחמשת החתכים העמודיים.‏ על סמךהשוואת היחסיםSr/Ca ו-‏Mg/Ca בין ערכי הפרקציה השלישית(III)אלו בדוגמאות הארגוניט,‏ נראה כי הערכים שהתקבלו מההמסה החמישיתוהחמישית(V)(V)הארגוניט.‏ יתכן כי הם מייצגים,‏ תחילת המסה של ארגוניט בדוגמא.‏ לעומתם,‏(III)מייצגת יותר את המסת גבס ‏(איוריםבבחינת ריכוז4.24 ו-‏ 4.23Sr לעומתCa בדוגמאות הגבס ‏(איורבהתאמה).‏,(4.25לערכי יחסיםקרובים יותר לערכיהפרקציה השלישיתנראה כי בדוגמאות הגבס הלמינרי ישנויחס ישר בין ריכוזי היסודות הללו.‏ נראה כי קו המגמה המתקבל אינו מגיע לראשית הצירים מהשמעיד על מעט עודף של Sr ביחס ל-‏.CaSr בעודףעובדה זו יכולה ללמד על המסה של פאזה נוספת המכילה‏(למשל סטרונציאניט).‏ בדוגמאות הגבס המסיבי,‏ טווח הריכוזים צר ולא ניתן לקבוע את נק'‏החיתוך עם ציר ה-‏X‏.‏45

SampleLithologyGypsum columnar sectionG-275Aragonite crustG-260Aragonite crustG-300Gyps+aragG-355Aragonite crustG-555Aragonite crustG-640Aragonite crustG-650Aragonite crustG-814Aragonite crustNorth-2 columnar sectionN-2-50Aragonite laminaN-2-90Aragonite crustN-2-410Aragonite crustSouth-1 columnar sectionS-1-25Aragonite crustSouth-2 columnar sectionS-2-30Aragonite laminaS-2-160Aragonite crustS-2-300Aragonite laminaS-2-525Aragonite crustNorth-1 columnar sectionN-1-100Gyps+aragN-1-210Aragonite laminaN-1-322Aragonite laminaN-1-460Aragonite laminaCa376000379000246000374000340000367000384000378000358000360000375000370000373000372000382000316000370000379000376000Mg14701950225026707020980027503350232052303140218045803280223010300304018006490Na222020506003070230029602100215025001950290031503070318022501520188023702400Kmg·L -1220240230340220255250240270180420435355375270390235295190SO435302760444000475039504200317033004100295047305130440054503970180000980063003740טבלהשהומס בחומצה.‏הנקי הארגוניטהכימי והאיזוטופי של דוגמאות 4.4: ההרכבSr U Mg/Caeq.Sr/Caeq.Calibrated age87 Sr/86 Sr σ(cal y BP)8220 3.42 0.00645 0.010037907820 4.66 0.00848 0.00944 0.70802 1E-05 39401950 2.58 0.01508 0.00362 0.70803 1E-058110 2.56 0.01177 0.00992 0.70802 1E-05 31006940 1.57 0.03405 0.00993 0.70802 1E-05 9857480 3.12 0.04403 0.009328310 1.77 0.01181 0.00990 0.70801 1E-05 6608290 1.33 0.01461 0.01003 0.70801 1E-05 19757300 2.66 0.01069 0.00932821041207170 2.40 0.02396 0.0091122808650 1.83 0.01381 0.0105529658730 2.56 0.00972 0.0107928557740 2.08 0.02025 0.0094975907870 2.00 0.01454 0.0096772608120 1.53 0.00963 0.0097229004890 3.10 0.05375 0.00708 0.70805 1E-05 20357380 1.33 0.01355 0.00912 0.70804 1E-05 20908200 2.80 0.00783 0.00989 0.70800 1E-057680 1.88 0.02846 0.00934 0.70803 1E-05 228046

טבלההכימי והאיזוטופי של דוגמאות הגבס ההרכב:4.5SampleLithologyMg Ca Sr Na K SO 4 Sr/Ca Mg/Ca Gypsum Calibratedagemmol·L -1 eq. eq. SO 4 /Ca -1 87 Sr/ 86 Sr σ(cal y BP)Gypsum columnar sectionG-100/1-I Laminated 3.892 17.20 0.0235 14.256 0.456 16.68 0.0136 0.226 97.0 4350G-100/1-II gypsum 0.115 13.46 0.0145 0.288 0.0203 13.39 0.00108 0.009 99.5G-100/1-III 0.026 5.69 0.0083 0.052 0.0202 5.59 0.00147 0.005 98.3 0.70804 9E-06G-100/1-IV 0.018 2.85 0.0057 0.030 0.0092 2.79 0.00202 0.006 98.2G-100/1-V 0.017 1.44 0.0038 0.031 0.0047 1.38 0.00268 0.012 95.7 0.70802 2E-05G-100/2-I Massive 0.674 13.72 0.0256 1.504 0.0962 13.64 0.00186 0.049 99.4 4350G-100/2-II gypsum 0.031 14.46 0.0234 0.070 0.0135 14.34 0.00162 0.002 99.2G-100/2-III 0.013 9.86 0.0165 0.044 0.0143 9.73 0.00167 0.001 98.7 0.70801 6E-06G-100/2-IV 0.012 5.88 0.0103 0.034 0.0113 5.75 0.00176 0.002 97.8G-100/2-V 0.008 3.64 0.0065 0.031 0.0110 3.56 0.00179 0.002 97.8 0.70805 1E-05G-185/1-I Massive 1.342 14.85 0.0260 1.106 0.1873 14.83 0.00175 0.090 99.9 4100G-185/1-II gypsum 0.059 14.46 0.0228 0.063 0.0214 14.46 0.00158 0.004 100.0G-185/1-III 0.021 9.96 0.0168 0.043 0.0108 9.89 0.0169 0.002 99.3 0.70797 9E-06G-185/1-IV 0.017 4.71 0.0131 0.030 0.0064 4.71 0.00279 0.004 100.0G-185/1-V 0.010 1.98 0.0103 0.034 0.0079 1.98 0.00522 0.005 100.1 0.70800 1E-05G-185/2-I Laminated 1.405 16.36 0.0261 4.678 0.1922 16.44 0.00159 0.086 100.5 4100G-185/2-II gypsum 0.069 13.90 0.0195 0.135 0.0207 14.02 0.00140 0.005 100.9G-185/2-III 0.017 4.69 0.0118 0.043 0.0149 4.63 0.00252 0.004 98.8 0.70796 1E-05G-185/2-IV 0.012 1.39 0.0114 0.032 0.081 1.36 0.00819 0.009 98.1G-185/2-V 0.009 0.45 0.0122 0.034 0.0113 0.37 0.02752 0.020 82.3 0.70802 9E-06G-350-I Laminated 1.515 14.12 0.0176 0.239 0.1684 13.74 0.00125 0.107 97.0 3100G-350-II gypsum 0.046 14.26 0.0155 0.098 0.0452 14.04 0.00109 0.003 98.5G-350-III 0.012 11.39 0.0130 0.073 0.0127 11.22 0.00114 0.001 98.4G-350-IV 0.011 3.68 0.0063 0.062 0.0183 3.64 0.00170 0.003 98.9G-350-V 0.009 2.25 0.0052 0.054 0.0067 2.26 0.00233 0.004 100.5G-540/1-I Massive 1.514 14.85 0.0322 1.462 0.289 15.02 0.00217 0.102 101.2 920G-540/1-II gypsum 0.049 14.64 0.0256 0.074 0.0308 14.63 0.00175 0.003 100.0G-540/1-III 0.018 10.34 0.0165 0.043 0.0133 10.31 0.00159 0.002 99.7 0.70804 1E-05G-540/1-IV 0.014 5.41 0.0118 0.034 0.0087 5.35 0.00217 0.003 98.9G-540/1-V 0.009 3.20 0.0085 0.034 0.0106 3.15 0.00266 0.003 98.5 0.70802 1E-05G-540/2-I Laminated 1.077 14.99 0.0299 0.359 0.103 14.85 0.00153 0.072 99.1 920G-540/2-II gypsum 0.048 14.85 0.0180 0.057 0.0159 14.88 0.00121 0.003 100.2G-540/2-III 0.019 12.39 0.0143 0.044 0.0094 12.51 0.00116 0.002 101.0 0.70805 1E-05G-540/2-IV 0.013 4.69 0.0077 0.038 0.0110 4.62 0.00163 0.003 98.4G-540/2-V 0.010 2.32 0.0055 0.030 0.0084 2.28 0.00237 0.004 98.6 0.70804 1E-0547

SampleLithologyMg Ca Sr Na K SO 4 Sr/Ca Mg/Ca Gypsum Calibratedagemmol·L -1 eq. eq. SO 4·Ca -1 87 Sr/ 86 Sr σ(cal y BP)South-1 columnar sectionS-1-30-I Laminated 0.215 5.56 0.0058 0.105 0.0108 5.51 0.00103 0.039 96.0 3000S-1-30-II gypsum 0.026 2.74 0.0038 0.078 0.0467 2.71 0.00140 0.009 98.5S-1-30-III 0.013 0.86 0.0028 0.065 0.0174 0.82 0.00323 0.015 99.2S-1-30-IV 0.011 0.67 0.0018 0.055 0.0090 0.65 0.00275 0.016 101.3S-1-30-V 1.515 14.12 0.0176 0.239 0.168 13.74 0.00125 0.107 100.7S-1-140-I Laminated 1.753 10.06 0.0135 0.794 0.265 9.63 0.00134 0.174 96.0 3200S-1-140-II gypsum 0.098 10.17 0.0110 0.074 0.0194 10.06 0.00109 0.010 98.9S-1-140-III 0.025 8.43 0.0096 0.092 0.0598 8.27 0.00114 0.003 98.1S-1-140-IV 0.012 2.23 0.0034 0.068 0.0337 2.25 0.00152 0.005 100.7S-1-140-V 0.010 1.99 0.0029 0.045 0.0177 1.99 0.00148 0.005 100.2S-1-360-I Laminated 3.092 8.29 0.0116 3.685 0.412 7.41 0.00139 0.373 89.0 4100S-1-360-II gypsum 0.215 5.56 0.0058 0.105 0.0188 5.51 0.00103 0.039 99.0S-1-360-III 0.026 2.74 0.0038 0.078 0.0467 2.71 0.00140 0.009 99.0S-1-360-IV 0.013 0.86 0.0028 0.065 0.0174 0.82 0.00323 0.015 95.0S-1-360-V 0.011 0.67 0.0018 0.055 0.0090 0.65 0.00275 0.016 96.0South-2 columnar sectionS-2-130-I Laminated 0.861 9.59 0.0101 2.856 0.101 9.29 0.00105 0.090 97.0 6850S-2-130-II gypsum 0.056 7.56 0.0079 0.113 0.0218 7.49 0.00105 0.007 99.1S-2-130-III 0.017 4.55 0.0053 0.066 0.00359 4.50 0.00117 0.004 99.0S-2-130-IV 0.014 1.49 0.0023 0.055 0.0412 1.49 0.00155 0.009 99.9S-2-130-V 0.010 1.60 0.0024 0.058 0.0161 1.62 0.00148 0.006 101.2S-2-220-I Laminated 1.533 11.41 0.0129 3.602 0.294 11.01 0.00113 0.134 97.0 6400S-2-220-II gypsum 0.064 7.36 0.0082 0.087 0.0226 7.29 0.00111 0.009 99.1S-2-220-III 0.014 3.95 0.0058 0.064 0.0215 3.93 0.00146 0.004 99.3S-2-220-IV 0.011 1.50 0.0047 0.058 0.0156 1.50 0.00312 0.007 100.5S-2-220-V 0.007 1.37 0.0040 0.043 0.0058 1.37 0.00293 0.005 99.9S-2-600-I Laminated 1.146 11.98 0.0146 0.446 0.162 11.37 0.00123 0.096 96.0 1000S-2-600-II gypsum 0.047 9.43 0.0119 0.069 0.0341 9.33 0.00126 0.005 98.9S-2-600-III 0.013 5.98 0.0093 0.064 0.0413 5.96 0.00155 0.002 99.7S-2-600-IV 0.008 2.16 0.0066 0.050 0.141 2.16 0.00305 0.004 100.2S-2-600-V 0.006 1.96 0.0065 0.045 0.0069 1.97 0.00331 0.003 100.3North-1 columnar sectionN-1-130-I Laminated 1.196 8.86 0.0132 1.706 0.195 8.39 0.00149 0.135 95.0 1300N-1-130-II gypsum 0.049 7.40 0.0127 0.083 0.0265 7.28 0.00171 0.007 98.4N-1-130-III 0.016 4.14 0.0104 0.063 0.0105 4.14 0.00251 0.004 100.0 0.70797 1E-05N-1-130-IV 0.011 1.54 0.0087 0.051 0.0112 1.56 0.0569 0.007 101.2N-1-130-V 0.011 1.47 0.0078 0.058 0.0090 1.47 0.00531 0.007 99.7 0.70804 1E-05WG-I Massive 0.009 8.35 0.0123 0.060 0.0085 8.09 0.00147 0.001 97.0WG-II gypsum 0.006 7.60 0.0116 0.055 0.0170 7.39 0.00152 0.001 97.2WG-III covering 0.267 8.92 0.0131 1.757 0.0324 8.79 0.00147 0.030 98.5WG-IV wood 0.004 2.65 0.0043 0.055 0.0181 2.62 0.00163 0.001 99.0WG-V 0.003 1.84 0.0031 0.040 0.0053 1.84 0.00168 0.002 100.048

0.050.04Mg/Ca (eq.)0.030.020.010.000 2000 4000 6000 8000 10000Age (cal y BP)4.22עם הזמן ביחס השינוי:4.22איורארגוניט.‏בדוגמאותMg/Ca900080007000Gypsum IIIGypsum VAragonite6000Age (cal y BP)5000400030002000100000.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014Sr/Ca (eq.)4.23: היחסשל הגבס ובדוגמאות והחמישיתהשלישית והחמי בפרקציהSr/Caהיחסאיורהארגוניט.‏49

90008000Gypsum IIIGypsum VAragonite70006000Age (cal y BP)5000400030002000100000.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060Mg/Ca (eq.)השלישית והחמישית של הגבס ובדוגמאות בפרקציהMg/Caהיחסאיורהארגוניט.‏4.24: היחס0.0180.0160.014Laminated GypsumMassive GypsumSr (mmol/L)0.0120.0100.0080.0060.0040.0020.000y = 0.0011x + 0.0016R 2 = 0.92110 2 4 6 8 10 12 14Ca (mmol/L):4.25 Sr לעומתאיורלמינרי ובגבס מסיבי.‏בגבסCaלעומת50

.5.3הרכב איזוטופי של גופריתתוצאות ההרכב האיזוטופי של גופרית ‏(מבוטא כ-‏ δ) 34 S בדוגמאות הגבס מובאות בטבלה4.1.3.2ההרכב האיזוטופי של S נמדד על גבס למינרי וגבס מסיבי שנדגמו מן החתכים העמודיים,‏ מן הקידוחשנקדח בחוף ומגופים שונים המצויים בחוף ומכוסים גבס.‏ ההרכב האיזוטופי של דוגמאות הגבסδ 34 Sשנדגמו נע בין ערכים ‏"קלים"‏ הנעים סביב 14.5‰=בדומה לערכו הנוכחי של ים המלח לערכים‏"כבדים"‏ יותר המגיעים עד ל-‏ 20.7‰, הקרובים יותר לערך של תמלחת עין קדם.‏ לא נמצא קשר ביןערכי הגבס הלמינרי לערכי הגבס המסיבי,‏ או למיקום הגבס בחוף.‏SampleHeight/Depth(cm)הגבס.‏בדוגמאותגופריתשל האיזוטופיההרכב:4.6טבלהLithologyGypsum columnar sectionG-100/1 100 Laminated gypsum 16.4G-185/1 185 Massive gypsum 16.7G-350 350 Laminated gypsum 14.5G-540/1 540 Massive gypsum 16.3G-540/2 540 Laminated gypsum 16.4South-1 columnar sectionS-1-30 30 Laminated gypsum 15.2S-1-140 140 Laminated gypsum 14.7S-1-360 360 Laminated gypsum 20.4South-2 columnar sectionS-2-130 130 Laminated gypsum 16.9S-2-220 220 Laminated gypsum 15.4S-2-600 600 Laminated gypsum 14.5North-1 columnar sectionN-1-130 130 Laminated gypsum 16.2En Qedem DrillD-276 276 Massive gypsum 16.2D-340 340 Massive gypsum -D-455 455 Massive gypsum 20.7WG - Massive gypsum covering tree 15.3CB-1 - Massive gypsum from concentric body in the sea 15.7CB-2 - Laminated gypsum from concentric body in the sea 16.6BrinesDead Sea* 14.5En Qedem* 22.5*Gavrieli et al., 20014.6δ 34 S(‰)הרכב איזוטופי של סטרונציוםאנליזות איזוטופיות של סטרונציום נעשו על דוגמאות נבחרות מהסדימנטים שנדגמו.‏( 87 Sr/ 86 Sr4.1.3.3ארגוניט:‏ ההרכב האיזוטופי של סטרונציום ‏(מבוטא ביחסממקומות שונים לאורך החתכיםנמדד בדוגמאות ארגוניטהאנליזה נעשתה על דוגמאות ארגוניטMC-."North-1" ו-‏ "Gypsum"נקי שהומס בחומצה ועל תשטיפי הארגוניט Salts) .(Solubleכל דוגמא הורצה במכשיר ה-‏51

ICP-MS פעם אחת והתוצאות תוקנו לפי סטנדרד. 87 Sr/ 86 שערכו Sr=0.710260 ,NIST-SRM 987דוגמאות הארגוניט,‏ כמו גם דוגמאות התשטיפים,‏ נופלים על תחום אחיד הנע סביב0.70800-0.7080587 Sr/ 86 Sr=עם ערך ממוצע של.0.70802לא זוהתה מגמתיות כלשהי בהשוואה בין ההרכב האיזוטופישל דוגמאות הארגוניט הנקי להרכב האיזוטופי של תשטיפי המלחים המסיסים מאותה דוגמה ‏(איור.(5.16זאת בניגוד לארגוניט מהליסן בו ערכי התשטיפים תמיד גבוהים מערכי הארגוניט הנקיStein, ).(1997גבס:‏ ההרכב האיזוטופי של Sr נמדד במספר דוגמאות גבס מחתך "Gypsum" ובדוגמת גבס בודדתמחתך."North-1"על התשטיף השלישיהמדידות נעשו גם בדוגמאות גבס מסיבי וגם בלמינות גבס דקות.‏ האנליזה נעשתה,(III)ארגוניט.‏ כל דוגמא הורצה במכשיר ה-‏המייצג את הגבס,‏ ועל התשטיף החמישי,(V)MC-ICP-MS. 87 Sr/ 86 שערכו Sr=0.710260 ,NIST-SRM 987לעיקר הדוגמאות המייצגות בעיקר גבס ‏(תשטיף(IIIהמייצג תחילת המסה שלפעם אחת והתוצאות תוקנו לפי סטנדרדטווח הרכבים הנע בין0.70800 ל-‏ ,0.708053דוגמאות בעלות ערך איזוטופי נמוך יותרמחתך ה-‏.(0.70796-0.70797),"Gypsum"בודדת שנדגמה מחתךהאחת בנוייה גבס מסיבי(0.70797)למעטשתיים מהן הינן דוגמאות סמוכותוהשנייה גבס למינרי(0.70796)"North-1"4.26). ‏(איורבאותו טווח המאפיין את ים המלח,‏ המעיינות ודוגמאות הארגוניט.‏ודוגמאנראה כי,‏ מדגמי הגבס החשוף בחוף עין קדם נופליםHolocene GypsumHolocene AragoniteHolocene Soluble saltsאיור0.70792 0.70794 0.70796 0.70798 0.70800 0.70802 0.70804 0.70806 0.70808 0.7081087 Sr/ 86 Sr4.26והמלחים המסיסים.‏הארגוניטהגבס,‏בדוגמאותSrאיזוטופי של הרכב:4.252

4.1.4 גיאוכרונולוגיהתיארוך חומר אורגני באמצעות 14 Cתוארכו 35 דוגמאות עצים במקומות שונים מחמשת החתכים העמודיים ומן הקידוח שנקדח בחוף.‏4.1.4.1גילי ה-‏ 14 C שהתקבלו מובאים בטבלה.5.4660שנים לפני ההווה.‏ תפרוסת הגילים הינה רציפה במהלךהפסקה בהרבדת העצים ביןהגילים שהתקבלו בחתכים נעים מ-‏ 8200 שנים ועד ל-‏45004500 ל-‏ 6500 ‏(איור (4.27 .השנים האחרונות כאשר ישנההפסקה שכזו בהימצאות העצים בחתך יכולהלהעיד על תקופות שבהן קו החוף שלאורכו הצטברו העצים היה גבוה יותר.‏ תפרוסת הגילים חוזרתלהיות רציפה בתקופה שבין 6500 שנה ל-‏8200 שנה.‏בחלק מן החתכים קיימת אי רציפות כרונולוגית‏(ראה חתכים ,(South-2, North-1, Gypsumכאשרסדימנטים עתיקים מופיעים לכאורה מעל לסדימנטים צעירים יותר.‏ מאחר וסביבת העבודה הינהסביבה חופית ייתכנו אי רציפויות שכאלה בגילי העצים בשל רגישותה של הסביבה החופית לשינוייםבמפלס הים.‏ היחידות הצעירות,‏ המצויות מתחת ליחידות העתיקות,‏ הורבדו ב-‏של היחידות העתיקות.‏On lap לאחר בלייה2דוגמאות חומר אורגני נמצאו בגלעין הקידוח הרדוד בחוף ‏(איור.(4.19דוגמה אחת מביןהדוגמאות לא ניתן היה לתארך בשל כמות חומר קטנה מדי,‏ אולם הדוגמה השנייה,‏ מעומק של כ-‏26.5מטר,‏ תוארכה וגילה הינו כ-‏ 23,800 שנים לפני ההווה.‏ ניתן להניח כי מאחר והסדימנטים המופיעיםבחלקו העליון של הקידוח עשירים מאד בגבס,‏ גילם הינו הולוקן מאוחר.‏ יתכן כי המעבר החדלחווארים הירוקים ללא כל גבס,‏ בעומק של כ-‏שהושקעו בתקופת אגם הלשון.‏ההרכב האיזוטופי של פחמן6,(δ 13 C)האורגני,‏ הרכב הנע סביב 10‰- והרכב ‏"קל"‏ יותר הנע סביבמטרים,‏ מייצג אי התאמה ומעבר לסדימנטיםמראה כי קיימים 2 הרכבים המאפיינים את דוגמאות החומר.-20-(-25‰)יתכן ושינויים אלהאולם לא נמצאה קורלציה בין גילשגדלו בתקופות השונות,‏ מעידים על שוני בסוג הצמחים הדוגמאות להרכבן האיזוטופי.‏53

Sample Laboratory Height/DepthNo. No. 1 (cm)14גילי C4.7: טבלהגיליחומר אורגני מתוך חמשת החתכים של14 C age ±1σδ 13 C Calibrated age ± 2σ(y PB)(‰) (y cal BP) (y cal BP)Gypsum columnar sectionG-30 AA75248 30 5778 46 -23.6 6600 115G-95 AA75247 95 4149 41 -22.6 4800 150G-155 AA75243 155 3930 36 -9.1 4400 105G-180 RTT5411 180 3700 105 -22.9 4100 375G-240 AA75249 240 3510 35 -26.4 3850 95G-260 AA75244 260 3559 35 -9.3 3950 80G-275 RTT5410 275 3462 85 -23.4 3800 190G-355 RTT5409 355 2890 80 -9.4 3100 300G-550 RTT5408 550 900 75 -26.4 860 130G-555 AA75245 555 1005 33 -26.8 1000 45G-650 AA75246 650 639 32 -24.7 660 60G-814 RTT5412 814 1975 75 -26.4 2000 195South-1 columnar sectionS-1-25 RTT5416 25 2800 70 -22.3 3000 165S-1-115 AA75252 115 2949 34 -9.8 3200 130S-1-175 RTT5417 175 3400 85 -10.2 3700 210S-1-500 RTT5418 500 1375 55 -9.6 1300 110South-2 columnar sectionS-2-30 RTT5419 30 2640 75 -23.2 2900 145S-2-100 AA75253 100 6355 41 -24.1 7400 55S-2-160 RTT5420 160 6635 80 -23.0 7600 120S-2-300 RTT5421 300 6315 100 -9.4 7300 220S-2-450 AA75254 450 3721 35 -11.3 4100 95S-2-525 RTT4522 525 2690 80 -9.5 2900 160North-1 columnar sectionN-1-100 RTT5423 100 2030 80 -9.4 2000 175N-1-210 RTT5424 210 2080 80 -9.4 2100 170N-1-460 RTT5426 460 2240 90 -9.4 2300 240N-1-700 RTT5427 700 2870 80 -24.4 3100 230North-2 columnar sectionN-2-50 RTT5414 50 7330 80 -25.7 8200 180N-2-90 RTT5413 90 3720 75 -10.5 4100 230N-2-240 AA75250 240 3188 35 -25.7 3500 65N-2-410 AA75251 410 2201 34 -19.9 2300 100N-2-412 RTT5415 412 2145 75 -19.9 2200 95En Qedem DrillD-655 AA75256 655 23740 190 -29.2 23800 400CB-1 AA75257 1089 32 -27.3 1050 65, 14 C.1תהליך מיצוי ה-‏ CO 2 והגרפיטיזציה בדוגמאות המסומנות כ-‏ RTT בוצעו במעבדת לתיארוך מכון וייצמן למדעואילו בדוגמאות המסומנות כ-‏ AA בוצעו במעבדת NSF-AMS באוניברסיטת אריזונה,‏ טוסון,‏ אריזונה.‏54

900080007000Age (cal y B.P)6000500040003000200010000איור4.27גילאי Cפיזור:4.214דוגמאות החומר האורגני.‏של4.1.4.2תוצאות תיארוך באמצעותמובאות בטבלהתיארוך ארגוניט באמצעות 14 C14 C לעל 5.5.נעשתה המסה הדרגתית923 דוגמאות ארגוניט,‏ ממקומות שונים לאורך החתכים העמודיים,‏מדוגמאות הארגוניט,‏ אשר שימרו את צורת הקרום המקורית שלהן,‏(Sequential Dissolution)בכדי לוודא האם גיל14 Cההמסה מייצג נכונה את גיל השקעת הארגוניט ואינו מזוהם ע"י חומר דטריטי עתיק.‏ עפ"ישהתקבל בתהליךBookman,(2007) et al.,גיל14 Cהמתקבל מהשלב הראשון של ההמסה ההדרגתית הוא זה המייצג את גילהשקעת הארגוניט וזאת בשל הפורוזיות הגדולה,‏ יחסית,‏ הקיימת בין גבישי הארגוניט,‏ המאפשרתהמסה מהירה יותר של הארגוניט ביחס לחומר דטריטי.‏בעבודה הנוכחית,‏ לא חל שינוי בגיל 14 C ככל שההמסה התקדמה,‏ למעט בדוגמה אחתבה גיל 14 C עלה ככל שהתקדם תהליך ההמסה ‏(איור,(S-2-450).(4.28מרבית הדוגמאות מראות גיל 14 C אחידלכל אורך השלבים של ההמסה,‏ ומכאן שהדוגמאות מכילות ארגוניט נקי ולכן הגיל שהתקבלמהשלבים השונים הוא גיל השקעת הארגוניט,‏ כאשר לא נלקח בחשבון גיל המאגר של ים המלח.‏בדוגמה בה זוהתה עלייה בגיל 14 C עם ההתקדמות בשלבים של ההמסה,‏ גיל הארגוניט מיוצג ע"יהגיל שהתקבל מההמסה הראשונה.‏55

LaboratoryNo..(SampleNo.התחשבות בגיל המאגר של ים המלח).‏‏(ללאהעמודיים החתכיםמן שנדגםארגוניטשלגילטבלהאת אחוז ההמסה של הדוגמא.‏מייצגfHeight(cm)Lithology14גיל C4.8: f14 C age ±1σ δ 13 C(%) (y BP) (‰)Gypsum columnar section* יתכן והדוגמא זוהמה באוויר AA75099A G-30 30 46 8469 49 -2.1AA75099B G-30 73 8526 46 2.6AA75099C G-30 100 8398 46 3.9AA75098A G-95 95 36 7089 43 5.2AA75098B G-95 67 7225 41 6.7AA75100A G-240 240 16 5925 40 2.6AA75100B G-240 37 5838 42 3.9AA75100C G-240 100 5785 40 3.7AA75096A G-260 260 arag. crust+ cal? 34 5830 40 0.9AA75096B G-260 65 5875 40 1.6AA75096C G-260 100 5843 40 1.0AA75095A G-275 275 arag. crust 30 5784 38 -3.0AA75095B G-275 62 5818 38 3.6AA75095C G-275 100 5867 40 4.0AA75093 G-355 355 arag. crust 5721 39 3.8AA75092 G-555 555 arag. crust 3538 34 3.5AA75094A G-650 650 arag. crust+ car? 21 2798 34 -0.9AA75094B G-650 59 2915 47 2.5AA75094C G-650 100 2888 34 2.0AA75097 G-814 814 arag. crust 4368 38 1.3South-1 columnar sectionAA75104 S-1-25 25 arag. crust 5487 40 1.0AA75105 S-1-115 115 arag. lamina+ car? 5803 45 2.8South-2 columnar sectionAA75106 S-2-30 30 arag. lamina 5507 38 2.2AA75110A S-2-100* 100 16 9424 47 1.1AA75110B S-2-100 71 9605 53 6.1AA75110C S-2-100 100 9586 45 5.9AA75107A S-2-160 160 arag. crust+ cal? 4.3 9476 76 -3.2AA75107B S-2-160 44.3 9634 45 1.8AA75108 S-2-300 300 arag. lamina+ car.+ bisch. 9323 46 4.3AA75111A* S-2-450 450 57 5950 110 -3.8AA75111B S-2-450 89 6456 39 5.4AA75111C S-2-450 100 8186 53 4.2AA75109 S-2-525 525 arag. lamina+ car.+ bisch. 5345 39 0.9North-1 columnar sectionAA75112 N-1-210 210 arag. lamina+ hal.+ bisch. 4458 36 -2.6AA75113 N-1-309 309 arag. lamina+ cal.+ hal. 5253 37 1.9AA75114 N-1-460 460 arag. amina 4695 36 3.9North-2 columnar sectionAA75102 N-2-50 50 arag. amina+ car? 9269 46 -1.6AA75101 N-2-90 90 arag. crust 6757 48 4.1AA75103 N-2-410 410 arag. crust+ car? 4635 37 -0.2.56

14 C age (y BP)1200010000800060004000G-50G-95G-240G-260G-275G-650S-2-100S-2-160S-2-450200000 20 40 60 80 100f (%)שונים בהמסה ההדרגתית בשלביםשהתקבלפחמן-‏גיל:4.2איורדוגמאות הארגוניט.‏של(dissolutionSequential )שהתקבל144.284.1.4.3גיל המאגר של ים המלח ההולוקני,‏גילי מאגר (RA) של ים המלח ההולוקני בסביבת המעיינותנקבע על סמך השוואה בין גיל14 Cשהתקבל מתיארוך חומראורגני לגיל 14 C שהתקבל מתיארוך ארגוניט,‏ מאותו רובד סטרטיגרפי בחתך.‏ ההפרש בין שני גילאיםאלה,‏ הוא גיל המאגר.(Stein et al., 2004)נבדק גיל המאגר של ים המלח ההולוקני החל מ-‏ההווה,‏ התוצאות מובאות בטבלההמלח לאורך ההולוקן,‏ מערך של כ-‏8000שנים לפני ההווה ועד ל-‏660.5.6שנים לפניבאופן כללי נראה כי קיימת מגמת ירידה בגיל המאגר של ים3ka לפני8000 שנה לערך של2.2kaהצביעו al., ,(2004) Stein etאם כי ישנן כמה חריגות ממגמת ירידה זו ‏(איורבהווה בדומה למגמה עליה.(4.2957

מאגר של ים המלח לאורך ההולוקן גילי:4.9טבלהSample Laboratory Sample Measured 14 C age Reservoir Calibrated 14 C ageHeight±No. No.type (y PB)Age 1(cal y BP)Gypsum columnar sectionG-30 AA75099A 30 Aragonite 8469 49G-30 AA75248 branch 5578 46 2891 6615G-95 AA75098A 95 Aragonite 7089 43G-95 AA75247 branch 4149 41 2940 4730G-240 AA75100A 240 Aragonite 5925 40G-240 AA75249 branch 3510 35 2415 3835G-260 AA75096A Aragonite 5830 40G-260 AA75244 branch 3559 35 2271 3940G-275 AA75095A 275 Aragonite 5784 38G-275 RTT5410 branch 3462 85 2322 3790G-355 AA75093 355 Aragonite 5721 39G-355 RTT5409 branch 2890 80 2831 3100G-555 AA75092 555 Aragonite 3538 34G-555 AA75245 branch 1005 33 2533 985G-650 AA75094A 650 Aragonite 2798 34G-650 AA75246 branch 639 32 2159 660G-814 AA75097 814 Aragonite 4368 38G-814 RTT5412 branch 1975 75 2393 1975South-1 columnar sectionS-1-25 AA75104 25 Aragonite 5487 40S-1-25 RTT5416 branch 2800 70 2687 2965S-1-115 AA75105 115 Aragonite 5803 45S-1-115 AA75252 branch 2949 34 2854 3170South-2 columnar sectionS-2-30 AA75106 30 Aragonite 5507 38S-2-30 RTT5419 branch 2640 75 2867 2855S-2-100* AA75110A 100 Aragonite 9424 47S-2-100 AA75253 branch 6355 41 3069 7335S-2-160 AA75107A 160 Aragonite 9476 76S-2-160 RTT5420 branch 6635 80 2841 7590S-2-300 AA75108 300 Aragonite 9323 46S-2-300 RTT5421 branch 6315 100 3008 7260S-2-450 AA75111A* 450 Aragonite 5950 110S-2-450 AA75254 branch 3721 35 2229 4115S-2-525 AA75109 525 Aragonite 5345 39S-2-525 RTT4522 branch 2690 80 2655 2900North-1 columnar sectionN-1-210 AA75112 210 Aragonite 4458 36N-1-210 RTT5424 branch 2080 80 2378 2090N-1-309 AA75113 309 Aragonite 5253 37N-1-309 RTT5425 branch post-bomb -N-1-460 AA75114 460 Aragonite 4695 36N-1-460 RTT5426 branch 2240 90 2455 2280North-2 columnar sectionN-2-50 AA75102 50 Aragonite 9269 46N-2-50 RTT5414 branch 7330 80 1939 8210N-2-90 AA75101 90 Aragonite 6757 48N-2-90 RTT5413 branch 3720 75 3037 4120N-2-410 AA75103 410 Aragonite 4635 37N-2-410 AA75251 branch 2201 34 2434 2280100 שנה.‏Age) (Reservoir .14.9‏*יתכן והדוגמא זוהמה באוויר.‏הטעות בחישוב גיל המאגרהינה58

70006000This studyStein et al., 20045000RA (y)400030002000100000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000Calibrated Age (y BP)4.29מאגר של ים המלח ההולוקני לאורך ההולוקן.‏גילי:4.29איור59

דיון5ופעילות מערכת הנביעות מקורות5.15.1.1.(4.1תפרוסת המעיינותמערכת נביעות עין קדם פרוסה לאורך חופו המערבי של ים המלח,‏ בין עין שלם מצפון ועד לעין גדימדרום,‏ כשאזור הנביעה העיקרי מצוי לאורך של כ-‏ 2 ק"מ מדרום לשפך נחל קדם לים המלח ‏(איורמרבית הנביעות לאורך החוף הינן בהרכב ‏"עין קדם"‏ המאופיין בערכי מליחות של כ-‏-1 125gCl·L ויחסNa/Cl של כ-‏ 0.34 ‏(ראה פרק 4.2). מספר נביעות מתוקות יותר זוהו בקצה הדרומישל החוף ונביעות מלוחות יותר נמצאות בקצהו הצפוני,‏ בסמוך לעין שלם ‏(איור.(4.15.1.2מקור מי המעייינותההרכב הכימי והאיזוטופי של המעיינות לא השתנה במשך כל תקופת המדידה ‏(איורלאנליזות שנעשו בעבר ‏(איור,(4.6.(4.7ודומה גםמאחר ובמשך שני העשורים האחרונים,‏ וכנראה אף יותר,‏ נובעיםבמעיינות עין קדם מים בהרכב אחיד,‏ ניתן לקבוע כי מקורם באוגר מים גדול מאד המצוי בעומק רב‏(למעלה מ-‏מ';‏ 500(Gavrieli et al.,2001העולה לפני השטח במהירות.‏ העובדה שהרכב כלהנביעות אחיד,‏ יכולה להצביע על כך שמי המעיינות רכשו את הרכבם הייחודי עוד לפני חדירתםהאחרונה אל תת הקרקע ומאז כמעט ולא השתנה הרכבם.‏ כלומר,‏ במידה והמים היו מתערבבים עםגופי מים אחרים,‏ ממיסים מלחים ‏(גבס,‏ הליט וכו')‏ או עוברים אינטראקציה כלשהי עם סלעיהסביבה בעת עלייתם,‏ היינו מצפים לראות הבדלים כלשהם בהרכב המים בזמן או במרחב.‏ רק במעטנביעות זוהו תהליכי ערבוב,‏ אולם נראה כי הם מתרחשים קרוב מאוד לפני השטח,‏ משום שבחלקמהבריכות אליהם הם נשפכים ישנו שיכוב של עמודת המים,‏ כאשר מים מתוקים צפים מעל מיםמלוחים וחמים מדגם עין קדם ‏(ראה נספח 1). בשל כמות המים הגדולה הנובעת במעיינות בהרכבכימי ואיזוטופי אחיד ומאחר והרכב המעיינות ה-‏ -Ca כלורידי מעיד על התפתחותם בבקע ים המלח‏(סטרינסקי,‏ 1974), נראה כי מדובר במים שנוצרו בפני השטח,‏ בגוף מים גדול ששרר באגן ים המלחלמשך תקופה ארוכה,‏ בה הספיקה כמות משמעותית של מים בהרכב קבוע לחלחל לאקוויפריםהסמוכים.‏ נראה כי מאז חדירתם האחרונה לתת הקרקע,‏ המים לא עברו שינויים משמעותייםבהרכבם בדומה למסקנותיהם של(2001) Gavrieli et al.ו-‏(1996) Yechieli et al.שטענו כיתמלחות קדם-‏ שלם התפתחו משלב מוקדם יותר של מי פני שטח ‏(אגם מלוח)‏ אשר חדרו מאוחריותר לתת הקרקע.‏מליחות המי המעיינות,‏ ההרכב האיזוטופי של גפרית וסטרונציום במי המעיינות וגילם הבוגר ביחסיכולים ללמד על כך שיתכן והאגם בו רכשולמי תהום באזוראת הרכבם הינו אגם הליסן.‏ מליחות מי המעיינות הינה כמחצית ממליחות ים המלח הנוכחי,‏,(Yechieli et al., 1998; 4.1p.m.c)מליחות המתאימה למליחותו המשוערת של אגם הליסן.(Begin et al., 2004)לאורך מרביתההיסטוריה של אגם הליסן הוא היה אגם משוכב.‏ האגם ניזון ממים מתוקים שהביאו סולפט בהרכבאיזוטופי נמוךיותר(~10‰).(Torfstein et al., 2005) (~40‰)הינו 2005) 28‰ al., (Torfstein etאשר התערבבו עם גוף המים העיקרי של התמלחת בעל הרכב איזוטופי כבדהרכב שכבות הגבס העליונות,‏ ששקעו בגג תצורת הליסן,‏ולכן בתקופה שקדמה לשקיעתן,‏ בה האגם היה משוכב,‏ סביר60

שהרכב עמודת המים העליונה היה בין 10‰ ל-‏ 28‰. מתוך כך ניתן להניח כי תמיסת אגם הליסן,‏בהרכב ביניים כזה היא זו המהווה את המקור של מי עין קדם.‏ בנוסף לזאת,‏ ההרכב האיזוטופי של87 Sr/ 86 Sr והיחסSr/Ca במי המעיינות,‏ מתאימים אף הם לחלק משכבות ארגוניט ששקעו בתקופתאגם הליסן 1997) al., (Stein et ‏(איור .(5.10.708100.708080.7080687 Sr/86 Sr0.708040.708020.70800Dead SeaEn Qedem0.70798 Lisan Aragonite*0.70796Dead Sea*En Qedem*0.707940.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01Sr/Ca5.1: היחסההרכב האיזוטופי לעומתSr/Caהיחסאיורערכים שנלקחו מ מ-‏מסומניםמהליסן.‏ ב-*‏ארגוניט8786SrSr/.(19971997) Stein et al.המעיינות,‏במיים המלח ושכבות מי5.1.3 הרכב המעיינות ביחס להרכב ים המלחבהשוואת ההרכבים הכימיים והאיזוטופים בין ים המלח למעיינות,‏ נראה כי היחסוהיחס האיזוטופי שלSr/Ca ‏(איור (5.2( 87 Sr/ 86 Sr)Sr4.8) ‏(איורבאופן מהותי בין המעיינות לים המלח ‏(איוריםיכולים להעיד על תהליכים שעברו על המים,‏גבס,‏ ארגוניט והליט.‏איוריםלאורך החוףזהים,‏לעומת היחסיםMg/Ca ו-‏ Na/Cl5.3 ו-‏ 5.4 בהתאמה).‏5.3 ,5.2 ו-‏5.4 מציגים את היחסיםבהתאמה.‏השוניםיחסים כימיים ואיזוטופים אלוכגון דולומיטיזציה והמסה/השקעה של מלחים כגוןNa/Cl ,Sr/Ca ו-‏נראה כי מרבית הנביעות לאורך החוף הינן בהרכבMg/Ca בעין קדם,‏ ים המלח והמעיינות‏"עין קדם"‏אולם ישנןמספר נביעות מתוקות יותר שהרכבן הוא תוצר ערבוב בין מי ‏"עין קדם"‏ למים מתוקים.‏ מקור המיםהמתוקים יכול להיות נביעות חוזרות של מעיינות עין גדי כפי שניתן להבין בגלל הקרבה הגיאוגרפית‏(איורהמלח,‏.(4.1הקרקע ‏(איורבנוסף,‏ זוהו נביעות מלוחות יותר אשר מליחותן הגבוהה נובעת מערבוב עם תמלחת יםאם כי ישנה.(5.3בעזרת כל המרכיבים הכימייםנביעה בודדת אשר מליחותה הגבוהה נובעת כנראה מהמסה של מלח בתתיש לציין כי בכל הדוגמאות במליחות שבין עין קדם למים מתוקים ניתן לזהות,‏אך ורק ערבוב של מים מתוקים עם מי עין קדם ולא זוהה ערבוב61

5.2 איורשלהם עם תמלחת ים המלח.‏ דבר זה מעיד על שטיפה מהירה יחסית של התמלחות השארתיות שלים המלח,‏ שכיסה את האזור עד לפני שנים בודדות,‏ מתת הקרקע ע"י תמלחות עין קדם.‏מציג את היחסSr/Caהמעיינות וים המלח יוצרים קו מגמה אחיד עם שיפוע שלהאיזוטופי שלבעין קדם,‏ ים המלח והמעיינות לאורך חוף עין קדם.‏ נראה כי.0.00816הדמיון ביחסSr/Ca ובהרכבSrבין ים המלח למעיינות יכול ללמד על מקור משותף לשניהם אשר לא עבר שינוימהותי בעשרות אלפי השנים האחרונות.‏ אומנם מליחות המעיינות שונה משמעותית מזו של יםהמלח אולם הבדל זה נובע כנראה מאידוי התמלחת בפני השטח,‏ אשר אינו משפיע על היחסSr/Caועל ההרכב האיזוטופי.‏ כמו כן כנראה שכניסת המים המתוקים לא הספיקה לשינוי משמעותי ביחס.Sr/Caאיור 5.3 מציג את ריכוז Cl לעומת ריכוז Na בעיינות עין קדם,‏ ים המלח והמעיינות לאורך חוף עיןקדם.‏ הנביעות לאורך החוף יוצרות קו מגמה אחיד,‏ אשר מי עין קדם נמצאים בקצהו המלוח,‏ עםשיפוע של.0.34.0.24ים המלח הנוכחי לא מצוי על קו מגמה זה והיחס Na/Cl בו נמוך יותר ועומד עלהשינוי ביחס Na/Cl בים המלח יכול להיות מוסבר על ידי אידוי מים בהרכב ‏"עין קדם"‏ עדלהגעה לרוויה להליט ואחר כך ירידה ביחס Na/Cl לאורך קו הרוויה להליט עד לערך הנוכחי של יםהמלחגם ביחס.(0.24)(5.4 ‏(איור Mg/Caלאורך החוף יוצרים קו מגמה אחיד,‏ עם שיפוע של,2.8קיים הבדל מהותי בין ערכי ים המלח הנוכחי למעיינות קדם.‏ המעיינותהמלח הנוכחי סוטה מקו מגמה זה,‏ כשהיחס Mg/Ca בו גבוה יותר ועומד עלאשר עין קדם נמצאת בקצהו המלוח.‏ יםגם היחס 4.2.Mg/Caהגבוה בים המלח ביחס למעיינות יכול להתקבל מהמשך ההתפתחות של תמלחת ים המלח.‏ בתהליךאבולוציה זה,‏ השקעת מינרלים כגון גבס וארגוניט אשר מורידים את ריכוז ה-‏ Ca בתמלחת,‏ יחד עםכניסת מים מתוקים לאורך זמן ואידויים,‏ המעלים רק את ריכוז ה-‏העלייה ביחס Mg/Ca בים המלח בהשוואה למעיינות.‏Mg בתמיסה,‏יכולים להסביר אתלסיכום,‏ נראה כי המעיינות רכשו את הרכבם הייחודי בזמן שהותם בפני השטח כגוף מים גדול אשרמילא את אגן ים המלח.‏ ככל הנראה מדובר באגם הלשון הפלייסטוקני,‏ שהרכבו היה שונה מההרכבהנוכחי של ים המלח.‏ ההבדלים בין הרכב המעיינות לים המלח משקפים תהליכים כגון כניסת מיםמתוקים,‏ אידוי והשקעת מינרלים,‏ שהתרחשו בים המלח.‏ תהליכים אלה אינם משפיעים בצורהמשמעותית על היחס Sr/Ca ועל ההרכב האיזוטופי של .Sr הדמיון ביחסים אלה בין המעיינות ליםהמלח יכול להעיד על מקור משותף לשניהם שלא עבר שינוי מהותי בעשרות אלפי השניםהאחרונות.‏62

Sr(mmol/KgH2O)654321Dead SeaSprings along the Qedem shoreEn Qedemy = 0.00816x + 0.005R 2 = 0.99600 100 200 300 400 500 600Ca (mmol/KgH 2 O)5.2: ריכוז Ca לעומתכי נראההמלח והנביעות לאורך חוף עין קדם.‏יםקדם,‏בעיןSrלעומתריכוזאיוראחיד לשלושתם.‏הינוSr/Caהיחס30002500Dead SeaSprings along the Qedem shoreEn QedemNa(mmol/KgH2O)200015001000Halite DissolutionHalite SaturationEvaporation of En Qedem brine500איור00 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000ריכוזCl (mmol/KgH 2O)5.3: ריכוז Cl לעומתקדם והנביעות לאורך חוף עין קדם.‏עיןהמלח,‏ביםNaלעומת63

Mg(mmol/KgH2O)2500200015001000500Dead SeaSprings along the Qedem shoreEn Qedem0איור0 100 200 300 400 500 600Ca (mmol/KgH 2 O)ריכוז5.4: ריכוז Ca לעומתקדם ובנביעות לאורך חוף עין קדם.‏עיןהמלח,‏ביםMgלעומת5.1.4המנגנון ההידרולוגי של עיינות קדםבמטרה לנסות לאפיין הידרולוגית את התנהגות המעיינות בוצעו מדידות ספיקה כוללות ‏(ע"יהשירות ההידרולוגי)‏ ועונתיות,‏ נמדדו מפלסים בקידוחים המצויים ממערב לנביעותEast) Qedem ו-‏;Qedem West איור (4.4ותוארה בשדה התנהגות הנביעות בהתאם להתנהגות מפלס הים.‏מדידות הספיקה העונתיות מראות על שינויים של כ-‏השינוי בספיקות זהות בשתי הנביעות הנמדדות ‏(איור±20%.(4.9במהלך תקופת המדידה,‏ כשמגמותמדידות הספיקה נערכו בשתי הנביעותבעלות הספיקות הגבוהות ביותר לאורך החוף,‏ אשר הספיקה בהן מהווה כמעט מחצית מהספיקההכוללת של כלל הנביעות,‏ ועל כן נבחרו כמייצגות של מערכת המעיינות כולה.‏ מכיוון ששינוייהספיקה אינם עונתיים,‏ נבחן הקשר לגורמים נוספים באזור ונמצאה קורלציה חיובית בין קצב ירידתמפלס ים המלח לספיקת המעיינות ‏(איוריםיותר כך עולה גם הספיקה במעיינות ‏(איורים.(4.10b ו-‏ 4.10a4.10a ו-‏ .(4.10bבמעיינות נבעה מעליית מפלס קצרה שהתרחשה בתחילת אפרילככל שקצב ירידת מפלס הים מהירכלומר,‏ ירידת הספיקה שנמדדה2006 בעקבות שיטפונות חזקים,‏היחידים שאירעו במשך כל תקופת המדידה.‏גם מגמת השינוי במפלסי מי התהום בקידוחים מתנהגת בהתאם למגמת השינוי במפלס הים,‏ אולםבקצב איטי במקצת מקצב שינויי המפלס ‏(איור.(4.5כאשר ירדו מפלסי הים ירדו גם מפלסיהקידוחים וכאשר עלה מפלס הים בעונת החורף,‏ עלו גם המפלסים בקידוחים.‏נטישה של מקור הנביעה ונדידתה מזרחה התרחשה עם תחילת עונת הקיץ ‏(בחודש מאי),‏ כאשר גםקו החוף נדד מזרחה בעקבות ירידה חריפה במפלס הים בקיץ.‏ דוגמה לכך נצפתה בנביעת עין קדםהמצויה בסמוך לשפך נחל קדםהנביעה למרחק של כ-‏החוף ‏(איור;En Qedem Spring)4.4) איור2.(5.5בה התרחשה נדידה של מקורמטר בכיוון מזרח,‏ תוך כחצי שנה,‏ בהתאם לקצב ולכיוון נסיגתו של קוהספיקה הכוללת של המעיינות בחוף עין קדם עמדה בנובמבר2005 על -1 400L·sec,2007הספיקה ירדה לערך של כ-‏.260L·sec -1בינואר ואילוישנה קורלציה חיובית בין השינוי בספיקה הכוללת64

והשינויים בקצב ירידת מפלס הים בשתי נקודות המדידה,‏ כמו זו שנצפתה במדידות הספיקה לאורךהשנה ‏(מדידות חודשיות)‏ ‏(איור.(5.6על סמך הקשר בין השינוי במפלסי הקידוחים והשינוי בספיקת המעיינות ומיקומם,‏ לקצב ירידתמפלס הים,‏ ניתן להצביע על קשר הידראולי בין מי התהום לים המלח.‏ כלומר,‏ לפחות בטווח הקצר,‏הגורם העיקרי המשפיע על ספיקת המעיינות הינו קצב ירידת מפלס הים.‏המנגנון ההידראולי היכול להסביר את הקשר בין הספיקות לקצב ירידת מפלס הים הוא,‏ שקצבירידת מפלס מהיר מגדיל נקודתית את הפרש העומדים בין מפלס הים ‏(שם נובעים המעיינות)‏למפלס מי התהום באקוויפר.‏ העלייה בגרדיאנט ההידראולי שנוצר כתוצאה מזמן התגובה האיטי שלהאקוויפר ביחס למפלס הים,‏ גורמת לעלייה בספיקת המעיינות,‏ עד שהמערכת חוזרת לשיווי משקל.‏כאשר קצב ירידת מפלס הים הינו מהיר מאד ‏(בחודשי הקיץ),‏ ירידת מפלס הנביעה הינה חריפהביותר,‏ מה שמביא אף להעתקה של הנביעה למקום אחר.‏ על פי מודל זה,‏ כאשר מפלס הים עולה,‏כלומר קצב ירידת מפלס הים הינו שלילי,‏ ספיקת המעיינות תקטן ‏(כפי שנמדד בחורף),‏ זאת בשלהקטנת הפרש העומדים בין מפלס הים למפלס מי התהום.‏ כאשר קצב ירידת המפלס הינו קבוע,‏ספיקת המעיינות תישאר קבועה בהתאם לקצב ירידת מפלס הים וכאשר קצב הירידה הינוכלומר 0,התייצבות של המפלס,‏ נצפה לספיקות הנעות סביב 40 ליטר לשנייה ‏(איור 4.10b). יש לציין כי במצבהנוכחי,‏ בשל ירידת המפלס המהירה של ים המלח,‏ המערכת ההידרולוגית אינה מצויה בשווי משקלהידרולוגיקיימים.‏(Shalev et al., 2007)ועל כן מצבים בהם המערכת מתייצבת לאורך זמן כמעט ואינם24/2/0518/7/05של נביעת עין קדם תמונה:5.5איורהיתה הנביעה בפברואר בההעליונה,‏הבריכהמזרחה בעקבות נסיגתו של הים.‏המדרון(5.4Spring) ; En Qedem איור05,05של כחצי שנה.‏בהפרשאיורהנביעה נדד במורד ומקור05ביולי ננטשה65

Total Discharge (L/sec)450400350300250200150100Q (L/sec)50Rate (m/sec)009/05 11/05 01/06 03/06 05/06 07/06 09/06 11/06 01/07Date5.0E-084.0E-083.0E-082.0E-081.0E-080.0E+00Rate of decrease in DeadSea level (m/sec)בנובמבר ההידרולוגיהשירות ע"יהכוללת כפי שנמדדה ע הספיקה:5.6איורקצב ירידת מפלס הים בשתי נקודות המדידה הנ"לללל.‏לעומתיישומו של מודל גולדשמידט,(Goldshmidt et al., 1967)הקושר בין פעילות המעיינות המלוחים-‏חמים באזור הכינרת ומים מטאורים בגליל,‏ לים המלח המודרני אינו ברור,‏ זאת בשל העובדה כיבתקופת המחקר לא נמצא קשר בין שינויי הספיקה לעונות השנה.‏ יתרה מכך,‏ מודל גולדשמידט אינויכול להתקיים כפי שהוא,‏ זאת בשל המבנה ההידרוגיאולוגי השונה בים המלח לעומת זה של מערבהכינרת.(Shalev and Yechieli, 2008)אולם יתכן שלאורך זמן לכמות המשקעים הגבוהה יחסית בהרי יהודה ישנה השפעה על פעילותהמעיינות.‏al. 2007 Waldmann et הציעו,‏למשל כי השקעת ארגוניט למינרי מים המלח דורשתבנוסף לאספקת הביקרבונט ממים מתוקים גם הגברת פעילות המעיינות המלוחים המספקיםתמלחות קלציום כלורידיות.‏ בתקופה הרומית-‏ ביזנטית ובסוף ההולוקן – שקע ארגוניט למינרי מיםהמלח בזמן שכמות המשקעים בהרי יהודה עלתה ‏(ראה בעניין זה גם את. (Enzel et al. 2003(1995) Matmonהציעה מודל הדן בקשר רחוק למים מטאורים שחילחלו לעומק ולכן לא צפוייםשינויים עונתיים בספיקות אך צפוי ערבוב בין מים מטאורים לתמלחת.‏ המודל שהוצע ע"יShalev(2007) et al.ובינוארמציע כי מי תמלחות,‏ שאכלסו את אגן ים המלח כגופי מים שונים,‏ חדרו לתת הקרקע,‏בשל צפיפותם הגבוהה,‏ התחממו בעומק וכיום הם עולים לפני השטח בשל צפיפותם הנמוכה ביחסלצפיפות מי ים המלח.‏ הירידה והעלייה של התמלחות נעשית בעיקר דרך שברים המאפשרים תנועהמהירה יחסית ללא איבוד חום רב.‏ עפ"י מודל זה,‏ המים עולים כלפי מעלה בעיקר כתוצאה מעומדעצמי ואינם מושפעים משמעותית מגורמים חיצוניים כגון זרימת מי התהום המתוקים באקוויפרחבורת יהודה.‏ אם אכן קצב שפיעת עיינות קדם קשור לקצב שנוי מפלס ים המלח ‏(ציורבכך התאמה למודל זה.‏(4.1007ובינואר05ישסביר להניח שפעילות המעיינות המלוחים קשורה בגורמים שונים ויש לאבחן בין פעילות קצרתוארוכת זמן.‏ לכן בכדי לקבל תמונה טובה יותר על מנגנוני הנביעה של המעיינות ועל המערכתההידרולוגית כולה יש לבצע מדידות ספיקה נוספות וניטור ממושך של פעילות והרכב המעיינות.‏66

םמילסיכום,‏ נראה כי על סמך ההרכב הכימי של המעיינות ביחס לים המלח,‏ ועל סמך המאפייניםההידרולוגיים של המעיינות והיחס שלהם להתנהגות ים המלח,‏ ניתן לומר כי עיינות קדם מייצגיםכנראה מי אגם קדומים שאכלסו את אגן ים המלח למשך תקופה ממושכת-‏ כנראה מי אגם הלשון.‏אלה חדרו לתת הקרקע בשל צפיפותם הגבוהה וכיום הם נובעים בפני השטח בשל חימומםבעומק ובשל העומד ההידראולי הגבוה שלהם.‏ הרכבן האחיד של תימלחות עין קדם לאורך זמן מציעכי הן מגיעות ממאגר הומוגני בתת קרקע וכי מרבית התהליכים שעברו על התימלחות התרחשו עודבהיותן בפני השטח.‏ הרכבן האחיד והייחודי של מי המעיינות ביחס להרכבו של ים המלח מצביע עלהיותן מרכיב קצה מהותי במערכת ההידרולוגית המקומית,‏ כאשר מי ים המלח ומים מתוקים מהוויםמרכיבי קצה נוספים.‏ נראה שהרכב המעיינות והרכבו הנוכחי של ים המלח מוכתבים בעיקר מהיותםבעלי מקור זהה.‏ ההבדלים המהותיים הקיימים ביניהם יכולים להיות מוסברים ע"י תהליכי אידוי,‏כניסת מים מתוקים והשקעת/המסת מינרלים כגון הליט,‏ ארגוניט וגבס.‏ כיום נראה כי ספיקתהמעיינות אינה תלויה ישירות בכמות משקעים,‏ אולם מאחר והמעיינות ‏"נשענים"‏ על ים המלח,‏שינויים במפלסיו כתוצאה משינויי אקלים אזוריים ישפיעו בעקיפין על התנהגות המעיינות.‏ מכיווןשהמערכת ההידרולוגית כיום איננה בשווי משקל,‏ יש להסיק על ההתנהגות של הנביעות המלוחותבמצבי שווי משקל הידרולוגי מתוך נתוני החתך הסדימנטרי ההולוקני.‏67

לפלאולימנולוגיה של ים המלח ההולוקני השלכותהשקעה בחוף עין קדם בהולוקן-‏סביבות5.25.2.1ליתולוגיה ושינויי מפלסהסדימנטים ההולוקניים החשופים בשולי ים המלח מספקים מידע לשחזור עקומת מפלסי האגםושיחזור פלאולימנולוגי של גוף המים ההולוקני ‏(למשל האם היה זה גוף משוכב או מעורבב).‏ נושאיםאלה נידונו בעבר בעבודות של(2004) ;Bookman (Ken-Tor) et al. ;(1967) Neev and Emery.(2006)Migowski et al.מידע חדש להערכת נושאים אלה.‏תיאור ותיארוך החתכים הסדימנטרים הייחודיים בחוף עין קדםהיחידות הליתולוגיות העיקריות הנחשפות בחוף עין קדם הינן:‏•••••שכבות עשירות ב"להבי"‏ גבס ‏(ייחודי לחוף עין קדם).‏שכבות עשירות בקרומי ארגוניט.‏יחידות חול/חלוקים.‏סילטים דטריטיים הבנויים בעיקר מגרגירי קלציטלמינות ארגוניט בחילופין עם חרסיותו-‏מספקגיל היחידות נקבע על פי תיארוך בשיטת14 C שלחומר אורגני ‏(בעיקר כפיסי עצים)‏ שנמצא בתוךהסדימנטים ‏(ממוקמים סטרטיגרפית).‏ מיקום היחידות השונות על גבי עקומת המפלסים נעשה על פיגילם וגובהם הטופוגרפי ‏(איור.(5.7הסדימנטים שבעזרתם ניתן לשחזר את סביבות ההשקעההחופיות או הרדודות הינן:‏ יחידות חול/חלוקים,‏ יחידות גבסיות וחלוקים העטופים בקרומיםארגוניטיים.‏ יש לציין שקביעה מדויקת של מפלסי אגם דורשת אבחנה וקביעת גובה של רכסי חוף.‏אבחנה כזאת דורשת בד"כ בצוע חתכים ניצבים לקו החוף ‏(כגון אלה שבוצעו בנחל צאלים על ידי.((2004) Bookman (Ken-Tor) et al.החוף התלול בעין קדם איננו מאפשר בצוע חתכי רוחב כמואלה שבוצעו בצאלים.‏ אולם מפלסי הים מותירים את חותמם כטרסות חוף במתחם התלול בגבהיםמעל 410 מ מפני הים,‏ בעוד שביןרדודות בהם שקע גבס.‏410 ולפחותהגבס בעין קדם מאופיין בהופעה ‏"להבית"‏ ‏(איור420 מ מפני הים ‏(פני ים כיום)‏ התקיימו כנראה לגונות(4.13טקסטורה זאת מעידה על גדול איטי בסביבהלגונרית-סבחאית ‏(כפי שזוהתה ע"י בועז לזר בסבחת ברדוויל,‏ דברים בע"פ).‏ יחידות הגבס הלהבישימשו במחקר לקביעת מפלסי אגם ‏(איורבגבהים שבין.(5.8415 ל-‏נראה גם שרוב יחידות הגבס הלהבי ממוקמות420 מ'‏ מפני הים נראה שבגבהים אלה היתה תחומה הלגונה.‏בהשוואה לעקומות המפלסים שתוארו ע"יBookman (Ken-Tor) et al. ו-‏ (2006) Migowski et al.(2004)‏(איור 5.7) עולה שיחידות החול/חלוקים ויחידות הגבס בעין קדם אכן מתאימות לאינטרווליםשל מפלסי אגם נמוכים.‏ היחידות העשירות בקרומי ארגוניט מופיעות בד"כ מעל ליחידות הגבסהמסיבי ומציינות כנראה כניסה של מי שיטפונות לאגם עם עליית המפלס.‏68

5.2.2מקורות המים שתרמו להשקעת הסדימנטים בחוף עין קדםבמטרה לבחון מהם מקורות המים שהביאו להשקעה יוצאת דופן של גבס מסיבי וקרומים ארגוניטיםבחתכים החשופים בחוף עין קדם,‏ נמדד ההרכב הכימי והאיזוטופי של אותם סדימנטים ייחודייםוהושוו לערכם במי ים המלח ובמעיינות.‏גבס 5.2.2.1החתכים החשופים בחוף עין קדם עשירים מאד בגבס מסיבי,‏ בעיקר באזור הלשון היבשתית הבולטתבחוף ‏(חתכים;South-2 ו-‏ Gypsum, South-1איורים4.17 ,4.14 ו-‏ 4.18 בהתאמה).‏כמות יוצאתדופן של גבס בחתכי חוף עין קדם,‏ מעלה את ההשערה כי קיים קשר בין פעילות המעיינות בחוףבעבר להשקעת חתכי הגבס.‏ לצורך בחינת הקשר בין המעיינות לגבס נבחנו הסדימנטים השוקעיםכיום בנביעות,‏ דרגות הרוויה של מי המעיינות ומי ים המלח לגבס ‏(ראה נספחשל גופרית וסטרונציום.‏(5וההרכב האיזוטופיהמשקעים לאורך תוואי הזרימה של מי הנביעות לים המלח,‏ מורכבים בעיקר מגפרית אלמנטרית,‏ללא כל גבס ‏(איור.(4.21ההרכב האיזוטופי של משקעי הגופרית נמוך מאד(δ 34 S= -11.2‰)ומתאים לערכו האיזוטופי של סולפיד שעבר חיזור בקטריאלי מסולפט,‏ אשר ערכו במי המעיינותהוא -10.7‰ 2001) al., .(Gavrieli etבבחינת דרגות הרוויה לגבס של מי המעיינות ושל תמלחת ים המלח,‏ נראה כי מי המעיינות הם תתרווים לגבס(Gavrieli et al., 2001 ;SI Gypsum =-0.2).(Gavrieli et al., 2001 ;SI Gypsum =0.22)ואילו מי ים המלח בעל רוויה ביחס לגבסיש לציין כי למרות שתמלחת ים המלח היא בעל רוויהביחס לגבס,‏ שקיעה של גבס כיום בים המלח מוגבלת בשל גורמים קינטייםKatz et al., 1981; ).(Krumgaltz et al., 1983מהדיון עד כה ניתן להסיק כי שכבות הגבס המסיבי לא הושקעו מתמיסה מעורבת של מי המעיינותומי ים המלח,‏ זאת בהנחה והרכב המעיינות לא השתנה במהלך ההולוקן.‏ לצורך כך חושבו דרגותהרוויה של יחסי ערבוב שונים,‏ המראים כי עד לערבוב נפחי של כ-‏ 50% מי ים המלח ו-‏המעיינות,‏ התמיסה היא על-‏ רוויה ביחס לגבס ‏(איורהיא לעשות זאת בבריכות אידוי טבעיות.‏50% מי.(5.9אפשרות נוספת להשקעת הגבס המסיבינמדד ההרכבבחוף עין קדם,‏ לצורך הערכת התרומה היחסית של גופי המים להשקעת הגבס האיזוטופ של Sr ושל S בגבס,‏ במי המעיינות ובמי ים המלח.‏לתמלחת ים המלח,‏ למי המעיינות ולגבס ערך איזוטופי דומה של(5.10 ‏(איור Srולכן לא ניתן לקבועאת תרומתו היחסית של כל אחד מהם להשקעת הגבס.‏ אולם מאחר וההרכב האיזוטופי של הגבסנופל באותו טווח הרכבים המאפיין את ים המלח והמעיינות,‏ ניתן לומר בוודאות,‏ כי הם המקורותהאפשריים להשקעת הגבס בחוף עין קדם.‏ההרכב האיזוטופי ה"כבד"‏ יחסית של מי המעיינות,(δ 34 S SO4 =22.5‰)(H 2 S)עם הרכב איזוטופי‏"קל"‏ =-10.7‰) H2S (δ 34 Sכמו גם נוכחות של סולפידבמי המעיינות מעידים על תנאים מחזרים ועלקיום חיזור בקטריאלי של סולפט המתרחש בתת הקרקע.‏ בניגוד למי המעיינות,‏ תמלחת ים המלחמאופיינת בהרכב איזוטופיוהמלוחים הקיימים באזור‏"קל"‏ =14.5‰) SO4 ,(δ 34 S.(Gavrieli et al., 2001)המעיד על ערבוב בין מקורות המים המתוקים70

ההרכב האיזוטופי של S בגבס מסיבי ולמינרי מחוף עין קדם נע בין ערך ‏"קל"‏ יחסית של כ-‏ 14.5‰,ועד לערכים ‏"כבדים"‏ יותר הנעים סביב 20.5‰ ‏(איור.(5.11הערכים ה"קלים"‏ דומים לערכה הנוכחישל תמלחת ים המלח ואילו הערכים ה"כבדים"‏ קרובים לערכם האיזוטופי של מי המעיינות.‏ פיזורהתוצאות בין שני מרכיבי הקצה אינו אחיד והוא מרוכז בשלושה ערכים עיקריים הנעים סביב16.5‰±0.2 ,15‰±0.5ו-‏20.5‰±0.2‏(ראה טבלה.(5.3כלומר,‏ נראה כי הגבס בחוף עין קדםשקע מתמיסה מעורבת של תמלחת ים המלח ומי המעיינות,‏ כאשר ההרכב האיזוטופי שלמאפשר Sלקבוע את תרומתו היחסית של כל אחד מהם.‏ חלק מהגבס מייצג התגבשות ממי ים המלח בלבד.(15‰)לעומתם,‏ מופיעות שכבות גבס16.5‰) ו-‏ ,(20.5‰,(5.9בעלי הרכב יותר ‏"כבד"‏ וזאת בשלתרומתם של מי המעיינות,‏ כאשר תרומת מי המעיינות הינה כ-‏ 16% וכ-‏ 65% בהתאמה.‏ יש לזכור כיתמלחת המורכבת מ-‏ 65% מי המעיינות ו-‏ 35% תמלחת ים המלח היא תת רווייה ביחס לגבס ‏(איורדבר המחייב אידוי מוגבר של מי התערובת עד להשגת רוויה לגבס.‏(2008) Torfstein et al.הסיקו,‏ על סמך הרכבם האיזוטופי האחיד (15±0.7‰) של כל שכבות הגבסלאורך החתך ההולוקוני מקידוח עין גדי,‏ כי הרכבו האיזוטופי של ים המלח נשאר יחסית קבוע לאורךכל ההולוקן וזהה להרכבו הנוכחי.‏ היות והערך האיזוטופי של סולפט בגבס מחוף עין קדם ‏"כבד"‏יותר מערך האגם ההולוקני,‏ ניתן לקבוע כי אכן היתה תרומה של מי המעיינות להשקעתם.‏עם זאת כי קיים בעין קדם גבס למינרי אשר מייצגים השקעה ישירה מתמלחת ים המלח בלבד,‏ ללאכל תרומה של מי המעיינות.‏ אלה שקעו בתקופות בהם האידוי היה מוגבר ותמלחת ים המלח הגיעהלרוויה לגבס.‏ הגבסים המסיבים והלמינרים עם הרכבים ‏"כבדים"‏ יותר מעידים על תקופות בהם חלהעלייה בתרומת המעיינות המלוחים לתמלחת ים המלח ועל אידוי מוגבר שהביאו להשקעתם.‏Degree of Saturation with respect to gypum(SI)0.30.20.10-0.1-0.217Gypsum16-0.3Isotopic Composition (‰)En Qedem Gypsum15-0.4140 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Dead Sea232221201918En Qedemδ 34 SSO4 (‰)ערבוב שונים בין תמלחת ים המלח ביחסיהרוויה לגבס והרכב איזוטופי של Sדרגת:5.9איורסמך הרכבם האיזוטופי.‏עלהגבס מחוף עין ק קדםדםדםדםדוגמאותהערבוב של ויחסיקדם לעיינות71

5.10תחום השגיאה0.70785 0.70790 0.70795 0.70800 0.70805 0.70810 0.70815 0.7082087 Sr/ 86 SrHolocene Gypsum Holocene Aragonite Holocene Soluble salts Lisan Gypsum* Lisan Aragonite*Lisan Soluble Salts* Runoff* Fresh Springs* Jordan River* Brines*En Qedem* Dead Sea En Qedem Dead Sea*והמלחים המסיסים מהחתכים ההולוקנים הארגוניטהגבס,‏בדוגמאותSrאיזוטופי של הרכב:5.10איורערכים שנלקחו מ מ-‏מסומניםמים שונים המצויים בבקע.‏ ב-‏ *ובגופי.(19971997) Stein et al.δ 34 Sso4 (‰)2422201816141210Qedem gypsumEin Gedi CoreDead Sea*En Qedem*5.11(et al., 2008בדוגמאות הגבס ההולוקני מחוף עין קדם ומקידוח עין גדיS איזוטופי של הרכב:5.11איורהמלח ובמעיינות עין קדם ביםאיזוטופי של SוהרכבTorfstein ).(Gavrieli et al., 2001)72

5.2.2.2ארגוניט( 87 Sr/ 86 Sr)נבחנו ההרכבים הכימיים (Sr/Ca)והאיזוטופיםשל למינותארגוניט השוקעות באגםוקרומי ארגוניט המצויים לאורך החתכים החשופים בחוף.‏ ערכי ה-‏הארגוניט עם ערך ממוצע הנע סביבהארגוניט על פי מקדם חלוקהוהמעיינותSr/Ca.(4.23 ‏(איור 0.009.(Katz et al., 1977) λ arag ≈1זהים בקרומים ולמינותערך זה מייצג את התמיסה ממנה שקעהערך הממוצע שלSr/Ca,0.0084בים המלחנמוך במקצת מזה של למינות וקרומי הארגוניט בחתכים.‏ יתכן ושוני זה נובע מכךשערכו האמיתי של מקדם החלוקה הינו מעט גדול מ-‏‎1‎‏.‏Sr/Ca היחסהשונה בין הגבס לארגוניט,‏ משקף את מקדמי החלוקהλ gyps ≈0.16-0.19; ) השונים (λ)1≈ arag λ) ‏(הערך האבסולוטי של מקדם החלוקה תלוי בטמפרטורה ובחוזק היוני של התמיסה;‏.(Butler, 1973 חלוקה של היחסSr/Ca בגבס ב-‏0.16 והשוואתו לערךSr/Ca בארגוניט מאפשרתלנו לבחון האם מקורות המים שהביאו להשקעתם זהים.(Stein et al., 1997)הערכים שמתקבלים בגבס לאחר החלוקה זהים מאד לערכי הארגוניט ‏(איור(5.12עצם העובדה כימעידה כי מקורותהמים שהביאו להשקעת הגבס ‏(מי ים המלח ההולוקני ומי המעיינות)‏ הם אלו שהביאו גם להשקעתקרומי הארגוניט.‏הריכוז הגדול של קרומי ארגוניט הקיים בחוף עין קדם בהשוואה לחתכים הולוקנים אחרים,‏ אינויכול להיות מוסבר מתרומה של מי המעיינות,‏ בגלל האלקליניות הקרבונטית הנמוכה מאד בהם.‏ לפי(1997) Stein et al.ו-‏,(2001) Barkan et al.השקעה של ארגוניט מחייבת כניסה של מים מתוקים,‏המכילים ביקרבונט,‏ לאגם,‏ אך ידוע כי תנאים אלו אינם ייחודיים דווקא לחוף עין קדם.‏ כלומר יתכןובחוף עין קדם לא היתה תרומה יוצאת דופן של מים מתוקים אלא תנאים מורפולוגיים כמו פנישטח לגונריים שאפשרו אידוי מוגבר והשקעה מסיבית של קרומי ארגוניט.‏יתכן שסביבת הלשון היבשתית המופיעה כיום היוותה קרקעית גבוהה יותר שלא התבלתה במהלךירידת המפלס בגלל היותה בנויה שכבות קשות של גבס.‏ עמידות השכבות היא ככל הנראה גםהסיבה להיווצרות הרצנטית של הלשון היבשתית.‏ דוגמא לכך הן למינות ארגוניט ששקעו ב-‏על צידה המערבי של הלשון היבשתית ‏(כנראה במים עמוקים יותר)‏ לפני כ-‏on-lap3000 שנה,‏בעוד קרומים,Gypsumארגוניטיםשקעו באותו זמןעל הלשון היבשתית,‏יחד עםלמינות ארגוניט‏(חתכים;South-2 ו-‏ South-1איורים4.17 ,4.14 ו-‏ 4.18בהתאמה).‏לסיכום,‏ נראה כי בניגוד לגבס שבו זוהתה תרומה של המעיינות המלוחים להשקעתם,‏ קרומיהארגוניט שקעו מתמלחת ים המלח ההולוקני בלבד,‏ בתקופות בהן הייתה כניסה מוגברת שלביקרבונט עם שטפונות לאגם.‏ העושר הגדול בקרומי ארגוניט שקיים בחוף עין קדם נובע כנראהמאידוי מוגבר שהתאפשר בשל קיום מים רדודים ושקטים באזור הלשון היבשתית.‏73

90008000EnQedemDeadSea70006000Age (cal y BP)5000400030002000100000.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014Sr/Ca (eq.)Gypsum III Aragonite Gypsum III/0.16 Dead Sea En Qedem5.12: היחסהמלחיםהגבס,‏הארגוניט,‏בדוגמאותSr/Caהיחסאיורמופיעבנוסף,‏וים המלח לאורך ההולוקן.‏המעיינותהמסיסים,‏למקדם החלוקה בגבס)‏‏(בהתאםבגבסים המחולק ל ל-‏ 0.16הערךערך הדומה מאד לערכי הארגוניט ומעיד על מקורות מים שנותןדומים.‏0.165.2.3 ים המלח ההולוקני5.2.3.1מתוך הדיון בערכי ה-‏הקדום נע סביבהרכב היםSr/Ca.0.008של דוגמאות הארגוניט והגבס עולה שהיחס Sr/Ca באגם ההולוקנידוגמאות אלו מעידות גם על ערך היחס האיזוטופי של סטרונציום(0.70802±3) באגם הקדום.‏היחס Mg/Ca בדוגמאות הארגוניט מראה על פיזור ערכים ב-‏ 4000 השנים האחרונות הנעים מערךשל 0.006 עד לערך של0.03 ‏(איור .(4.22בהנחה ומקדמי החלוקה שלMg ו-‏Ca בארגוניט קבועים,‏יתכן וקיימת שונות בערכו של ים המלח ההולוקני לאורך ההולוקן.‏ בכדי לבחון את הבחנה זו ישלמדוד את היחס הנ"ל בדוגמאות ארגוניט אשר אינן מושפעות מתרומתן של המעיינות המלוחים ועלכן מייצגות את ההרכב של ים המלח ההולוקני.‏74

גיל מאגר של 14 Cבבחינת גילאי המאגר של ים המלח ההולוקני על סמך המחשופים הקיימים בחוף עין קדם,‏ רואים5.2.3.2התאמה למגמת הירידה בגיל המאגר שתוארה ע"יהמאגר של ים המלח ההולוקנימתחילהמערך של כ-‏al. (2004) Stein et ‏(איור .(4.293300 שנה,‏בתחילת ההולוקן,‏מגמת הירידה בגיל9000 לפני כ-‏שנה,‏ עד לערך של כ-‏ 2200 שנה בים המלח הנוכחי.‏ העובדה שמגמת הירידה בגיל מאגר הארגוניטיםמחוף עין קדםדומהלמגמת הירידה של ארגוניט הולוקנימוכיחה כי לא רואים תרומה של המעיינות המלוחים.‏המלוחים להשקעת ארגוניט,‏במימיהםתבוא ליידי ביטויבעליהמקידוח עין גדי(Stein et al., 2004)לכאורה,‏ ניתן היה לצפות שתרומת המעיינותשל גיל המאגר בגללערך14 C.(Yechieli et al 1998 ;4.1 pMC)מאד נמוךאולם,‏ הדמיון הקיים במגמתיות בגיל המאגר מחזק אתהטענה כי קרומי ולמינות הארגוניט ששקעו בחוף עין קדם שקעו ישירות מתמלחת ים המלח,‏ ללאמעורבות של מי המעיינות.‏5.2.4,(4.4קידוח עין קדם והמעבר הולוקן ‏-פלייסטוקןבמסגרת המחקר הנוכחי נקדח קידוח לעומק של כ-‏ 8 מטר בגג הלשון היבשתית בחוף עין קדם ‏(איורבמטרה לבחון האם הסדימנטים הייחודיים החשופים לאורך החוףממערב ללשון.‏ הקידוח נקדח בגובה של410- מ'‏מצויים גם בתת הקרקעמתחת לפני הים.‏ חלקו העליון וחלקו המרכזי דומיםבהרכבם למחשופים המצויים לאורך החוף ובנויים בעיקר ארגוניט,‏ דטריטוס וגבס ‏(מסיבי)‏ ‏"להבי",‏אולםבעומק של כ-‏שנלקחה מהבוץ6 מ'‏(416-) ישנו מעבר חד לבוץ חרסיתי ירוקהחרסיתי ‏(מעומק של כ-‏4.19). ‏(איור6.5 מ'),‏תוארכה לגיל של כ-‏דוגמת עץ בודדת23,800 שנים לפני ההווה.‏כלומר,‏ ניתן להסיק כי הבוץ החרסיתי הירוק המצוי בקידוח שקע בתקופת אגם הליסן.‏ לעומת זאת,‏על סמך הדמיון שבין שכבות הגבס המצוי בקידוח לגבס החשוף לאורך החוף ובחתכים,‏ ניתן להניחכי הגבסבקידוח הואהחרסיתי מייצג אי התאמה23,000 שנה ומגיל הולוקן3000-4000 שנה.‏שמקורהתיכון-‏בגדועמאוחר.‏נראה אם כך,‏כי המעבר החד בין הגבס לבוץשמסיר סדימנטים ששקעו בפרק הזמן שביןבפרק הזמן הזה נסוגו אגם הלשון-‏ וים המלח מספר פעמים.‏לפני כ-‏Stein,(2002)תאר שתי ירידות מפלס חריפות בסוף תקופת הליסן.‏ האחת התרחשה לפני כ-‏שנה,‏ בה ירד מפלס הים אל מתחת ל-‏13,000-14,000450 מ'‏מתחת לפני הים,‏ והשנייה לפני 10,000-11,000 שנה עתשקעה שכבת המלח העבה בבסיס ההולוקן ‏(בעומק משתנה,‏ בהתאם לבטימטריה של הים).‏ ירידותמפלס חריפותנוספותמתוארות בתקופת ההולוקן ע"י(2006)Migowski et al.8100 לפני כ-‏3600 שנה,‏בה ירד מפלס האגם לסביבות או אפילו מתחת ל430 מ'‏מפני הים.‏ו-‏ירידות מפלס אלה ועליות המפלס שבאו אחריהן יכולות היו לאפשר גדוע של החתך הפלייסטוקני-‏הולוקני באתר הקדוח.‏המוקדם‏(איורלחתכים האחרים.(4.20מזרחית לאתר הקדוח במחשופים שנחקרו נחשפות שכבות מגילי ההולוקןמבחינה זאת מספק הקדוח חתך בניצב לחוףמחזק את ההשערה שמרבית הסדימנטים ששקעו בחוף עין קדםוהחלוקים)‏ אכן מציינים השקעה בסביבה חופית.‏והגדוע בחתך הקדוח המערבי‏(הגבסים,‏ החול75

5.2.5סיכום-‏ חוף עין קדם בזמן השקעת הגבסבחינת זמני השקעת הגבס בדיאגרמת מפלסי5.8) ‏(איור האגםמציעה כי הגבסשקע באינטרווליםשל ירידות מפלס,‏ אולם אפיון סביבת ההשקעה כלגונה רדודה ויציבה ‏(גודל הגבס הלהבי והשקעתקרומי הארגוניט)‏ מציעה התייצבות המפלס ואולי אף תחילת עלייתו.‏על סמך ההרכב האיזוטופי של גופרית בגבסים נראה כי קיימים גבסים המייצגים שקיעה מתמלחתים המלח בלבד שהתרחשה,‏כנראה,‏בתקופות בהן תרומת המעיינות המלוחים קטנה ותמלחת יםהמלח הגיעה לרוויה לגבס כתוצאה מאידוי מוגבר.‏ בנוסף,‏ קיימים גבסים ‏"כבדים"‏ יותר בהם תרומתהמעיינות גבוהה והשפעתה מקומית בלבד.‏באזור בו בולטת כיום הלשון היבשתית,‏שררו במהלך ההולוקן תנאים יוצאי דופן שאפשרוערבובשל מי עין קדם עם מי ים המלח במים רדודים ושקטים שאפשרו אידוי מסיבי.‏ ייתכן והבוץ החרסיתימגיל ליסן שנמצא בקידוח בנה את בליטת החוף,‏ עוד בהולוקן התיכון,‏ אשר אפשרה תנאים של מיםרדודים ושקטים יותר,‏ אידוי מוגבר והשקעה מסיבית של גבס וקרומים ארגוניטים ‏(איורבכדי 5.13).לאפשר ערבוב בין מי ים המלח למי המעיינות ישנו צורך בהתייצבות המפלס היכול להתקבל בשיאשל ירידה לפני עלייה.‏ במצב כזה יכולות להתקיים בריכות אידוי בזכות שינויים קטנים מאד במפלסהים ‏(כפי שקרה בחורף 91/92 בזמן פתיחת סכר דגניה;‏ רז,‏ דברים שבע"פ)‏ ‏(איור.(5.14כיום,‏ מאחרומפלס הים יורד בצורה חריפה ואינו יציב,‏ לא מתקבלות אותן בריכות רדודות הקשורות אל הים ולאשוקע גבס מאסיבי לאורך חוף עין קדם.‏76

5.14שנוצרו לחופו המערבי של ים המלח בחורף לגונות:5.14איור91/2אלי רז.‏ע"יע צולםפתיחת סכר דגניה.‏עקב9178

סיכום6תמלחות עין קדם נובעות לאורך החוף המערבי של מרכז אגן ים המלח ‏(מחוף מינרל בצפוןועד עין גדי בדרום)‏ ומאופיינות בטמפרטורות גבוהות ‏(טמפ'‏ ממוצעת של) 1- (190g·L כמחצית מזו של ים המלח המודרני,‏ ויחסים כימיים כימיים(43°CמליחותםNa/Cl=0.34, )(Mg/Ca=2.8, Sr/Ca=0.0016‏(איורים5.2 ,5.15.3) ו-‏(δ 34 S 87 Sr/ 86 SO4 =22.5‰ , Sr=0.70801±5)‏(איורים5.9 ו-‏ (5.10ויחסים איזוטופיםתכונות אלה מעידות עלכך שמקורן של תמלחות עין קדם במאגר מימי הומוגני,‏ גדול המצוי בעומק ושונה בתכונותיומתמלחת ים המלח המודרני.‏ כנראה שתמלחות עין קדם מייצגות את אגם הלשוןהפלייסטוקני אשר חדר לתת הקרקע.‏ התמלחת נובעת כיום בשל חימומה בעומק ובשלהעומד ההידראולי הגבוה שלהם.‏ים המלח המודרני משקף בהרכבו ערבוב של תמלחת מטפוס עין קדם עם מים מתוקים וכןתהליכי אידוי והשקעת/המסת מינרלים כגון הליט,‏ ארגוניט וגבס ‏(איור.(5.2מסתמן כי,‏ בטווח הקצר,‏ הספיקה העונתית של עיינות קדם והתנהגותם ההידרולוגיתבשנות המחקר מושפעים בעיקר משינויים במפלס ים המלח ‏(איור.(4.10החתך הגיאולוגי ההולוקני הנחשף בחוף עין קדם חושף גבס מסיבי להבי בלתי מוכרבחתכים אגמיים אחרים של תצורת צאלים ההולוקנית.‏ השקעת הגבס הייחודי לחוף עיןקדם התרחשה כתוצאה מערבוב בין מי ים המלח ההולוקני עם מי המעיינות ואידוי מיהתערובת בבריכות רדודות ושקטות שהתקיימו באזור הלשון היבשתית הבולטת כיום בחוף.‏הופעתו הייחודית של הגבס ה"להבי"‏ בחוף עין קדם,‏ המעיד על גידול בסביבה לגונרית,‏שימשה לקביעת מפלסי האגם הקדום ובכך השלימה את עקומת המפלסים ההולוקניתמעבודות קודמות.‏השקעת הגבס בעין קדם התרחשה בסמוך לירידות חריפות במפלס הים ההולוקני ‏(איור.(5.7הגבס שקע לאחר שיא ירידת המפלס,‏ בתקופות בהן המפלס התייצב בערכו המינימלי.‏התייצבות המפלס אפשרה ערבוב בין מי המעיינות למי הים ויצירת לגונות רדודות שהביאולהשקעת הגבס.‏קרומי הארגוניט שקעו מתמלחת ים המלח ההולוקני בלבד,‏ בתקופות בהן היתה כניסהמוגברת של ביקרבונט לאגם.‏ העושר הגדול בקרומי ארגוניט בחוף עין קדם נובע מאידוימוגבר שהתרחש בלגונות הרדודות ששררו בחוף.‏ישנה מגמת ירידה בגיל המאגר של ים המלח לאורך ההולוקן מערך של כ-‏בראשית ההולוקן ועד לערך של כ-‏33002200 שניםתואמת למגמות שזוהו בחתכים הולוקנים אחרים כגון חתך עין גדי.‏שניםבים המלח הנוכחי.‏ מגמת הירידה בגיל המאגר••••••••79

.19727ספרות רשימתביידא,‏ א.‏ וגולדשטוף,‏ י.,‏תוריבה בחוף ים המלח.‏ דו"חעין–מי תהום באזור עין עויר סקרביין,‏זק,‏ י.,‏תה"לע.‏כדן,‏ ג.,‏.HR/72/086.1978מחקר הכנרת.‏.1967.1997לבנברג,‏ ע.,‏ביקורתי על מחקרי מליחות הכנרת.‏ דו"ח הוגש לועדה המדעית שליד מנהלתסקרשל הר סדום.‏ עבודת דוקטורט,‏ האוניברסיטה העברית,‏ ירושלים.‏הגיאולוגיהשל נחל דרגה.‏ממניפת-הדלתאלשינויים במפלס ים המלח וטקטוניקה צעירה ממניפת עדויותעבודת גמר תואר מוסמך,‏ אוניברסיטת בן גוריון,‏ באר שבע.‏.2005שמורתשל מי התהום באזור מניפת נחל ערוגות,‏והגיאוכימיהההידרוגיאולוגיהגדי.‏ עבודת גמר לתואר מוסמך,‏ האוניברסיטה העברית,‏ ירושלים.‏עיןמירו,‏ פ.,‏ מנדל,‏ ש.,‏.1963חוות דעת פנימית מס'‏ 2399.נאור,‏ ה.,‏ כץ,‏ ד.,‏ חרש.‏ י.,‏סטרינסקי,‏בחופה המערבי של הכנרת.‏המלוחיםההידרולוגי של המעיינות ה המכניזם.1987הפקה.‏ דו"ח תה"לקידוחיא.‏הידרוגיאולוגי לבדיקת האפשרות של מיקום סקרשפך הזוהר,‏אזור.04/91/2377.1974גומלין בין תמלחות יחסידוקטורט,‏ האוניברסיטה העברית,‏ ירושלים.‏Caראל.‏ עבודתבישראללסלעי משקע כלורידיות–הגדולה בעולם.‏ מלח הארץ-‏ סדרה למחקרי ים המלח.‏הנביעהים המלח:‏אגםסטרינסקי,‏ א.‏ 2005..1.35-52Arad. A., Michaeli. A., 1964, Hydrogeological investigations in the westerncatchment of the Dead Sea. Israel Journal of Earth Sciences 16 (4): 181-196.Barkan. E., Lazar. B., Luz. B. 2001. Dynamics of the carbon dioxide system in theDead Sea. Geochimica et Cosmochimica Acta Vol. 65, No. 3, pp. 355-519.Bartov, Y., Stein, M., Enzel, Y., Agnon, A. and Reches, Z. 2002. Lake levels andsequence stratigraphy of Lake Lisan, the late Pleistocene precursor of theDead Sea. Quaternary Research 57, 9-21.Bartov, Y. 2004. Sedimentary fill analysis of a continental basin - The LatePleistocene Dead Sea. (Ph.D. Thesis): The Hebrew University of Jerusalem, 122p. (in Hebrew, English abstract).Bartov, Y., Enzel, Y., Porat, N. and Stein, M. 2007. Evolution of the Late Pleistocene-Holocene Dead Sea Basin from Sequence Stratigraphy of Fan Deltas andLake-Level Reconstruction. Journal of Sedimentary Research. Vol. 77, pp.680-692.80

Begin, Z. B., Ehrlich, A., and Nathan, Y., 1974. The Lisan- the Pleistocene precursorof the Dead Sea Geological Survey of Israel Bulletin. 63, p.1-30.Begin, Z.B., Stein, M., Katz, A., Machlus, M., Rosenfeld, A., Buchbinder, B., Bartov, Y.2004. Southward migration of rain tracks during the last glacial, revealed bysalinity gradient in Lake Lisan (Dead Sea rift). Quaternary Science Reviews.Vol. 23, 14-15, pp 1627-1636.Bookman (Ken-Tor), R., Enzel, Y., Agnon, A. and Stein, M. 2004. Late Holocene lakelevels of the Dead Sea. Geological Society of America Bulletin 116 (5), 555-571.Bookman, R., Lazar, B., Stein, M. and Burr, G.S. 2007. Radiocarbon dating ofprimary aragonite by sequential extraction of CO 2 . The Holocene. 17,1. pp 1-7.Butler, G.P. 1973. Strontium geochemistry of modern and ancient sulphateminerals. In The Persian Gulf-Holocene Carbonate Sedimentation and Diagenesisin Shollow Epicontinental Sea (ed. B.H. Purses), pp.423-452. SpringerEnzel, Y., Ken-Tor, R., Sharon, D., Stein, M., Gvirtzman, H. and Dayan, U. 2003. DeadSea lake level variations and Holocene climates in the Near East: implicationsto historical responses and modern water resources. Quaternary Research, 60,263-273.Ehrlich, S., Gavrieli, I., Ben Dor, L. and Helicz, L.2001. Direct high- precisionmeasurments of the 87 Sr/ 86 Sr isotope ratio in natural water, carbonates andrelated materials by multiple collector inductivity coupled plasma massspectrometry (MC-ICP-MS). J. Anal. At. Spectrom. 16: 1389-1392.Garber. R.A. 1980. The sedimentology of the Dead Sea. Ph.D Thesis. Troy, New York,Rensselaer Polytechnic Institute. 169 p.Garfunkel, Z., 1997. The history and formation of the Dead Sea basin. In: The DeadSea the Lake and its setting. Edited by Niemi, T.M., Ben-Avraham, Z., Gat, J.R.p.36-56.Gavrieli.I., Yechieli.Y., Halicz.L., Spiro.B., Bein.A., Efron.D., 2001. The sulfur systemin anoxic subsurface brines and its implication in brine evolutionarypathways: the Ca-chloride brines in the Dead Sea area. Earth and PlanetaryScience Letters 186, 199-213.Gavrieli.I. and Stein, M. 2006. On the origin and fate of the brines in the Dead Seabasin. In: New Frontiers in Dead Sea Paleoenvironmental Research (eds. Y.Enzel, A. Agnon and M. Stein). GSA Special Paper 401, pp. 183–194.81

Goldschmidt, M.J., Arad, A. and Neev D. 1967. The mechanism of saline springs inthe Lake Tiberias depression. Geological Survey of Israel Bulletin. 45, p.19.Grootes, P.M., Nadeau, M.J., Rieck, A., and the Leibniz-team, 2003. 14 C-AMS at theLeibniz-Labor: radiometric dating and isotope research. Nuclear Instrumentsand Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials andAtoms. Vol. 223-224, pp 55-61.Haase-Schramm A., Goldstein S.L. and Stein M. 2004. TIMS U-series dating of LisanFormation. Geochimica et Cosmochimica Acta Vol. 68, No. 5, pp. 985-1005Katz, A., Kolodny, Y. and Nissenbau, A. 1977. The geochemical evolution of thePleistocene Lake Lisan- Dead Sea system. Geochimica et Cosmochimica Acta.Vol. 41, pp. 1609-1626Katz, A., Starinsky , A., Taitel-Goldman, N., and Beyth, M.1981. Solubilities ofgypsum and halite in the Dead Sea and its mixtures with seawater.Limnological Ocaeanography. 26, 709-716.Ken-Tor, R., Agnon, A., Enzel, Y., Stein, M., Marco, S., and Negendank, J.F.W., 2001.High- resolution geological record of historic earthquakes in the Dead Seabasin. Journal of Geophysical Research, Vol. 106, No. B2, pp. 2221-2234.Klein-Ben David. O., Sass. E., Katz. A. 2004. The evolution of marine evaporiticbrines in inland basins: The Jordan-Dead Sea Rift valley. Geochimica etCosmochimica Acta. Vol. 68, No. 8, pp. 1763-1775Krumgaltz, B.S., Millero, F.J. 1983. Pysico-chemical study of the Dead Sea water:III. On gypsum saturation in the Dead Sea water. Mar. Chem. 13, 127-139.Machlus, M., Enzel, Y., Goldstein, S.L., Marco, S. and Stein, M. 2000.Reconstuctinglow levels of Lake Lisan by correlating fan delta and lacustrine deposits. Quat.Int. 74, 137-144.Matmon, D. 1995. Simulation of groundwater flow between the Mediterranean Seaand the Jordan Rift Valley. M.Sc. thesis. The Hebrew University of Jerusalem.Migowski, C., Agnon, A., Bookman, R., Negendank, J.F.W. and Stein, M. 2004.Recurrence pattern of Holocene earthquakes along the Dead Sea Transformrevealed by varve-counting and radiocarbon dating of lacustrine sediments.Earth and Planetary Science Letters 222, 301-314.Migowski, C., Stein, M., Prasad, S., Negendank, J.F.W., Agnon, A. 2006. Holoceneclimate variability and cultural evolution in the Near East from the Dead Seasedimentary record. Quaternary Research, 66, 421-431.82

Moise, T. 1996. Radon and radium isotopes in waters along the Jordan Arava RiftValley. M.Sc. thesis. The Hebrew University of Jerusalem.Neev, D. and Emery, K.O. 1967. The Dead Sea: Depositional processes andenvironments of evaporites. Geological Survey of Israel Bulletin. Jerusalem, 41,pp. 147.Neev, D. and Emery, K.O. 1995. The destruction of Sodom, Gomorrah, and Jericho.Oxford Univ. Press, New York, Oxford, 175 pp.Shalev, E., Lyakhovsky, V. and Yechieli, Y. 2007. Is convective heat transportsignificant at the Dead Sea Basin? Geofluids. 7. 292-300.Shalev, E., and Yechieli, Y. 2008. The effect of Dead Sea level fluctuations on thedischarge of thermal springs. Isr. J. Earth Sci., 56, in pressStein, M., Starinsky A., Katz A., Goldstein S.L., Machlus M. and Schramm A. 1997. Srisotopic,chemical and sedimentological evidence for the evolution of LakeLisan and the Dead Sea. Geochimica et Cosmochimica Acta. Vol 61, No. 18, pp.3975-3992.Stein, M. 2001. The sedimentary and geochemical record of neogene-quaternarywater bodies in the Dead Sea basin - Inferences for the regional paleoclimatichistory. Journal of Paleolimnology 21, 271-282.Stein, M., 2002. The fall and rise of the Dead Sea during the post-Glacial and theYounger Drayas event. Geochimica et Cosmochimica Acta,12 th AnnualGoldschmidt Conference, Davos, p. A738.Stein, M., Migowski, C., Bookman, R., Lazar, B. 2004. Temporal changes inradiocarbon reservoir age in the Dead Sea- Lake Lisan system. Radiocarbon.Vol. 46, No. 2, pp.649-655.Talma, A.S., Vogel, J.C., Stiller, M. 1997. Tha radiocarbon content of the Dead Sea.In: Niemi TL, Ben-Avraham Z, Gat J, editors. The Dead Sea: The Lake and ItsSetting. Oxford: Oxford University Press. p 171–83.Torfstein, A., Gavrieli, I. and Stein, M. 2005. The sources and evolution of sulfur inthe hypersaline Lake Lisan (paleo-Dead Sea). Earth and Planetary ScienceLetters. 236, 61-77.Torfstein, A., Gavrieli, I., Katz, A., Kolodny, Y. and Stein, M. 2008. Gypsum as amonitor of th paleo-limnological-hydrological conditions in Lake Lisan andthe Dead Sea. Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol 72, No. 10, pp. 2491-2509.83

Waldmann, N., Starinsky, A., Stein, M. 2007. Primary carbonates and Ca-chloridebrines as monitors of a paleo-hydrological regime in the Dead Sea basin.Quaternary Science Reviews, Vol 26, 17-18, pp. 2219-2228.Wohl, E.E. and Enzel, Y. 1995. Data of paleohydrology, In Gregory, K.J., et al., eds.,Global continental paleohydrology: Chichester, England, John Wiley and Sons, p.23-59.Yechieli, Y. 1993. The effects of water level changes in closed lakes (Dead Sea) onthe surrounding groundwater and country rocks. Ph.D. Thesis, WeizmannInstitute of Science, Rehovot.Yechieli, Y., Magaritz, M., Levy, Y., Weber, U., Kafri, U., Woelfli, W. and Bonani, G.1993. Revision of Late Quaternary geological history of the Dead Sea area,Israel. Quaternary Research, 39, 59–67.Yechieli. Y., Ronen. D., Kaufman. A., 1996. The source and age of groundwaterbrines in the Dead Sea area, and deduced from 36 Cl and 14 C. Geochimica etCosmochimica Acta. Vol. 60, No. 11, pp. 1909 – 1916.Yechieli, Y., Gavrieli, I., Helicz, L., Spiro, B. and Efron, D. 1998. The source ofmineral waters along the western Dead Sea coast. Report Submitted to theMinistry of Science. Jerusalem.84

11.05נביעות לאורך חוף עין קדם סקר-1נספחSampleCoordinateQ(ITM)T DensityY X L·sec -1Na K Ca Mg Sr Cl SO 4 Br TDSmmol·KgH 2 O -1 mg·L -1K-1 597417 237923 0.25 30.0 1.037 563 51 142 397 1.38 1590 26.5 14.5 86233K-3 597577 237900 1.74 32.0 1.042 630 51 152 415 1.32 1757 6.9 15.8 92354K-6 1.21 31.0 1.024 483 40 116 315 0.99 1315 5.0 11.3 69955K-8 5.60 31.0 1.046 619 55 155 436 1.32 1859 12.6 15.6 96710K-10 598153 237851 2.98 29.0 1.048 617 59 156 488 1.32 1923 7.5 16.0 99684K-11 598209 237852 1.40 28.0 1.020 430 37 104 297 0.93 1224 4.1 10.5 64693K-12 598234 237861 1.50 28.0 0.980 99 8.9 24.7 68.2 0.24 279 2.0 2.3 15231K-14 598254 237866 4.80 27.5 0.987 154 14 39.2 105 0.36 437 3.2 3.8 23644K-15 598284 237867 3.36 28.0 0.971 22.0 2.1 5.93 15 0.07 61 1.3 0.5 3621K-16a 598338 237862 3.00 28.0 1.009 312 29 79.2 240 0.71 939 11.1 8.6 50403K-16b 598338 237862 1.023 428 40 107 342 0.93 1300 11.3 12.0 69112K-17 598385 237867 1.31 27.5 0.970 16 1.7 4.7 11 0.05 43 1.3 0.3 2756K-18a 598417 237865 6.63 28.0 0.969 6.7 0.8 2.4 4.3 0.02 15 1.2 0.1 1227K-18b 598417 237865 0.00 0.973 37 3.7 9.5 26.6 0.09 105 1.4 0.9 5998K-19 598446 237864 3.77 28.0 0.974 42 4.5 10.1 29 0.14 117 1.6 1.0 6626K-20 598509 237876 2.90 28.0 0.978 70 7.9 25 55 0.28 202 11.0 1.7 12407K-24 599452 237951 1.71 33.6 1.082 900 86 237 708 1.94 2755 13.3 23.0 142717K-26 599518 237948 4.30 37.1 1.115 1163 110 305 928 2.50 3597 14.1 30.7 183914K-102 601929 237950 15.50 42.0 1.128 1242 118 320 932 2.65 3769 8.6 31.2 192535K-103 601916 237950 9.70 42.0 1.128 1221 109 320 938 2.62 3728 9.8 32.5 191101K-104 601829 237926 6.40 43.0 1.127 1247 118 329 955 2.67 3739 8.6 32.8 192508K-105 601811 237925 5.80 43.0 1.127 1230 113 325 948 2.64 3728 8.9 32.5 191482K-108 0.50 35.0 1.132 1295 124 331 1039 2.76 4027 11.6 36.5 204242K-110 600980 237719 7.80 43.0 1.127 1242 112 347 946 2.82 3767 9.9 32.3 193481K-111 600923 237715 61.20 44.5 1.124 1268 113 334 961 2.71 3809 9.0 34.0 194436K-113 600882 237722 1.123 1254 111 330 955 2.70 3785 8.6 33.6 192999K-115 600867 237712 1.195 1468 185 431 1721 3.66 5791 6.2 60.1 283695K-118 600778 237683 14.80 1.121 1223 109 322 936 2.63 3759 10.5 33.6 190879K-119 600761 237686 2.50 43.5 1.128 1220 108 322 930 2.62 3750 12.0 34.0 191806K-120 600741 237608 16.50 44.0 1.119 1211 107 317 918 2.59 3729 9.9 32.7 188956K-122 600693 237684 60.80 44.0 1.122 1237 110 324 945 2.64 3771 9.7 33.2 191769K-124 600663 237700 8.40 43.0 1.13 1256 112 329 956 2.69 3856 9.6 34.3 196360K-126 600455 237774 4.60 41.0 1.135 1278 119 344 1016 2.77 4013 12.0 34.9 203964בוצע בשיתוף עם השירות ההידרולוגי85

01.0.07נביעות לאורך חוף עין קדם סקר-2נספחSampleCoordinate(ITM) Q T Density Na K Ca Mg Sr Cl SO 4 Br TDSY X L·sec -1 mmol·KgH 2 O -1 meq·L -1Q-1 597221 237970 2.4 28 1.058 450 51 132 408 1.06 1516 25.8 14.6 82962Q-4 597586 237917 1.9 29.5 1.031 294 27 72 192 0.67 834 5.6 6.6 45389Q-5 597611 237921 2.2 32 1.093 867 74 211 561 1.75 2439 6.9 22.1 129186Q-6 597676 237892 0.2 29.5 1.083 772 65 188 501 1.57 2184 7.0 20.3 116018Q-9 597953 237818 4.4 1.001 39 4.93 10 24 0.16 103 2.1 0.8 5992Q-12 598164 237866 1.7 26.5 1.087 751 71 192 575 1.61 2292 10.8 19.9 121449Q-14 598272 237882 9.6 28 1.008 89 8.34 24 62 0.25 259 3.8 2.2 14503Q-15 237885 0.0 26.5 0.998 7.42 0.85 2.75 5.00 0.03 19 1.4 0.1 1258Q-19 598393 237884 6.5 1.005 71 6.59 19 51 0.17 199 4.2 1.7 11431Q-20 598413 237882 3.4 1.012 117 12 34 90 0.30 338 8.9 3.4 19671Q-23 599396 237970 0.3 1.116 985 96 252 765 2.10 3116 6.4 30.6 161318Q-25 599706 237925 3.1 1.148 1227 123 323 1022 2.64 3969 11.1 38.5 204091Q-101 601934 237957 4.1 43 1.137 1184 112 312 882 2.50 3655 7.6 35.3 188707Q-106 601052 237791 0.1 1.148 1242 124 329 983 2.65 3968 12.2 38.5 203689Q-107 600986 237741 4.7 46 1.135 1151 108 309 861 2.47 3649 6.9 30.4 186645Q-108 600938 237747 32.6 45 1.136 1169 109 314 877 2.50 3648 6.9 31.4 187597Q-112 600786 237699 16.0 44 1.135 1153 108 307 858 2.45 3646 6.8 31.4 186500Q-116 600704 237700 31.2 45 1.137 1175 110 310 881 2.50 3701 7.1 31.9 189575Q-121 600361 237875 0.5 38 1.145 1217 121 318 981 2.58 3884 10.7 34.4 199690Q-122 600260 237870 5.9 38 1.147 1247 124 324 1018 2.65 3938 9.7 35.7 203062Q-126 599815 237933 3.6 39 1.144 1253 121 324 992 2.64 3832 9.5 33.4 198961Q-202 604849 238024 6.1 35 1.119 1062 100 266 767 2.15 3159 11.8 27.2 165255Q-205 603938 237743 2.4 36 1.131 1181 109 305 862 2.44 3462 11.1 32.7 181690Q-207 603637 237759 20.9 42 1.130 1139 107 293 836 2.35 3477 10.6 33.3 180217Q-210 602659 237669 25.6 45.5 1.137 1198 112 308 912 2.48 3662 8.6 33.8 189673Q-211 601934 237957 1.136 1185 114 310 890 2.50 3640 7.7 35.2 188369Q-212 600361 237875 1.148 1265 127 330 1020 2.66 3950 13.0 38.9 204647Q-213 1.185 1373 166 386 1440 3.19 5036 8.6 53.8 253883בוצע בשיתוף עם השירות ההידרולוגי86

קיקיקיקידוחטכני של מפרט-3נספחQedem West‏(ממממ')‏עומקחתךליתולוגי והערות תאור101.0 מ 'בטון (30 ס"מ)‏3.0 מ'‏חומר ואדיבנטוניטטכני חתךחלוקים עם חול טיניחום בהירחרסית חוואריתחול בינוני-‏ גס ,מעט חרסיתיחול חרסיתי עם חלוקים2030מ'‏28חוואר חרסיתי עםחלוקיםחול חרסיתי עם חלוקים40חרסית עם חלוקים5052.0 מ'‏55.8 מ'‏חרסיתמקומיתחלוקים עם חרסיות6059.8 מ'‏צינור מחורץ70חול(2.5-3.5 מ"מ)‏חול בינוני-‏גס עםחלוקיםחלוקים עם חרסיות74.2 מ'‏8087

טכני של קידוח מפרט-4נספחQedem Eastטכני חתך‏(ממממ')‏עומקחתךליתולוגי והערות תאורבטוןחלוקים1.5 מ'‏50) ס"מ (בנטוניטחרסית עם חלוקים10חול בינוני-גס ,מעט חרסיתיבנטוניטחול בינוני-‏גס עםחלוקים203021.0 מ'‏25.0 מ'‏מ'‏26.829.1 מ'‏צינור מחורץחרסיתחול בינוני-גס,‏למטה-חול חרסיתי40.6 מ'‏ 40מ'‏ 46.0פקק מבטוןחרסית עם חלוקים50חול חווארי עם חלוקים56.0 מ'‏חרסית עם חלוקים60חול חרסיתי עם חלוקיםחרסית עם חלוקים70חול חרסיתי עם חלוקים8088

ומי ים המלח ביחסי ערבוב המעיינותמישלוהליטדרגות רוויה לגבס חישוב-5נספח%Dead Seaשוניםיםיםים.‏‏(חושב במכון הגיאולוגי בעזרת תוכנת PHREEQC של ה-‏ (USGST(°C)Water Degree of SaturationActivity Gypsum Halite100 25.0 0.663 1.675 0.91699 25.2 0.666 1.658 0.89898 25.3 0.668 1.641 0.87997 25.5 0.670 1.624 0.86096 25.7 0.672 1.607 0.84195 25.9 0.675 1.590 0.82494 26.0 0.677 1.574 0.80793 26.2 0.679 1.557 0.79092 26.4 0.681 1.541 0.77391 26.5 0.683 1.525 0.75790 26.7 0.686 1.509 0.74189 26.9 0.688 1.494 0.72588 27.0 0.690 1.478 0.71087 27.2 0.692 1.463 0.69586 27.4 0.694 1.448 0.68085 27.6 0.697 1.433 0.66684 27.7 0.699 1.418 0.65283 27.9 0.701 1.403 0.63882 28.1 0.703 1.389 0.62481 28.2 0.705 1.375 0.61180 28.4 0.707 1.360 0.59879 28.6 0.710 1.346 0.58678 28.7 0.712 1.333 0.57377 28.9 0.714 1.319 0.56176 29.1 0.716 1.306 0.54975 29.2 0.718 1.292 0.53874 29.4 0.720 1.279 0.52673 29.6 0.722 1.266 0.51572 29.8 0.725 1.253 0.50471 29.9 0.727 1.241 0.49470 30.1 0.729 1.228 0.48369 30.3 0.731 1.216 0.47368 30.4 0.733 1.204 0.46367 30.6 0.735 1.192 0.45366 30.8 0.737 1.180 0.44365 30.9 0.739 1.168 0.43464 31.1 0.741 1.157 0.42563 31.3 0.743 1.145 0.41662 31.5 0.745 1.134 0.40761 31.6 0.747 1.123 0.39860 31.8 0.750 1.112 0.39059 32.0 0.752 1.102 0.38258 32.1 0.754 1.091 0.37357 32.3 0.756 1.080 0.36556 32.5 0.758 1.070 0.35855 32.6 0.760 1.060 0.35054 32.8 0.762 1.050 0.34353 33.0 0.764 1.040 0.33552 33.2 0.766 1.030 0.32889

51 33.3 0.768 1.021 0.32150 33.5 0.770 1.011 0.31449 33.7 0.772 1.002 0.30848 33.8 0.774 0.993 0.30147 34.0 0.776 0.984 0.29546 34.2 0.778 0.975 0.28845 34.4 0.780 0.966 0.28244 34.5 0.782 0.957 0.27643 34.7 0.783 0.949 0.27042 34.9 0.785 0.940 0.26441 35.0 0.787 0.932 0.25940 35.2 0.789 0.924 0.25339 35.4 0.791 0.916 0.24838 35.5 0.793 0.908 0.24237 35.7 0.795 0.900 0.23736 35.9 0.797 0.892 0.23235 36.0 0.799 0.885 0.22734 36.2 0.801 0.878 0.22233 36.4 0.802 0.870 0.21732 36.6 0.804 0.863 0.21231 36.7 0.806 0.856 0.20830 36.9 0.808 0.849 0.20329 37.1 0.810 0.842 0.19928 37.2 0.812 0.836 0.19527 37.4 0.814 0.829 0.19026 37.6 0.815 0.823 0.18625 37.8 0.817 0.816 0.18224 37.9 0.819 0.810 0.17823 38.1 0.821 0.804 0.17422 38.3 0.823 0.798 0.17021 38.4 0.824 0.792 0.16720 38.6 0.826 0.786 0.16319 38.8 0.828 0.780 0.15918 38.9 0.830 0.775 0.15617 39.1 0.831 0.769 0.15216 39.3 0.833 0.764 0.14915 39.5 0.835 0.759 0.14614 39.6 0.837 0.753 0.14313 39.8 0.838 0.748 0.13912 40.0 0.840 0.743 0.13611* 40.1 0.000 0.000 0.02610 40.3 0.000 0.000 0.0269 40.5 0.000 0.000 0.0268 40.6 0.000 0.000 0.0267 40.8 0.000 0.000 0.0266 41.0 0.000 0.000 0.0265 41.1 0.000 0.000 0.0264 41.3 0.000 0.000 0.0263 41.5 0.000 0.000 0.0262 41.7 0.000 0.000 0.0261 41.8 0.000 0.000 0.026100% En Qedem 42.0 0.000 0.000 0.026‏*לא ניתן לחשב את דרגות הרוויה מעל לטמפרטורה של 40°C90

דוגמאות הארגוניט רשימת-6נספחSampleColumnarSection Height (cm) Lithology Chemistry14 C Lab. No.G-30 Gypsum 30 AA75099G-95 Gypsum 95 AA75098G-240 Gypsum 240 AA75100G-260 Gypsum 260 arag. crust+ cal? + AA75096G-275 Gypsum 275 + AA75095G-300 Gypsum 300 gyps+arag +G-355 Gypsum 355 arag. crust + AA75093G-555 Gypsum 555 arag. crust + AA75092G-640 Gypsum 640 +G-650 Gypsum 650 arag. crust+ car? + AA75094G-814 Gypsum 814 arag. crust + AA75097N-1-100 North 1 100 +N-1-210 North 1 210 arag. lamina+ hal.+ bisch. + AA75112N-1-309 North 1 309 arag. lamina+ cal.+ hal. AA75113N-1-322 North 1 322 +N-1-460 North 1 460 arag. lamina + AA75114N-2-50 North 2 50 arag. lamina+ car? + AA75102N-2-90 North 2 90 arag. crust + AA75101N-2-410 North 2 410 arag. crust+ car? + AA75103S-1-25 South 1 25 arag. crust + AA75104S-1-115 South 1 115 arag. lamina+ car? AA75105S-2-30 South 2 30 arag. lamina + AA75106S-2-100 South 2 100 AA75110S-2-160 South 2 160 arag. crust+ cal? + AA75107S-2-300 South 2 300 arag. lamina+ car.+ bisch. + AA75108S-2-450 450 AA75111S-2-525 South 2 525 arag. lamina+ car.+ bisch. + AA75109cal=calcitearag=aragonitehal=halitebisch=bischophitecar=carnalitegyps=gypsum91

AbstractThe Ein Qedem (EQ) spring system comprises saline-thermal springs (with an averagetemp. of 42 o C) that discharge from the alluvial aquifer along the shores of the retreatingDead Sea in the central part of the Dead Sea (between Mineral spa in the north and EnGedi in the south). The high temperature indicates upraise of the solutions from deepdepth of at least 500 m. The spring's solutions comprise Ca-Chloride brine that has abouthalf the salinity of the modern Dead Sea (DS) brine (~190g·L -1 ). The springs areenriched in sulfate, compared to the DS brine, and their Na/Cl is higher while Br/Cl andMg/Ca are lower than in the DS brine. The low Na/Cl ratio and the low sulfate contentin the Dead Sea was attributed to its being representative of progressive product of theevolution of the Ca-Chloride brines in the Dead Sea basin. Yet, the EQ-brine appears asthe significant end member in the regional hydrological system that fed the Holoceneand modern Dead Sea whose composition was evolved by evaporation and mineralphase precipitation from the EQ-brine. The salinity and isotopic composition of the EQbrines indicates derivation from a residual solution Lake Lisan that migrated into theJudea Mt. aquifers. The hydrological behavior of the EQ springs in the past few yearssuggests a relation to the retreating Dead Sea.The rapid retreat in the Dead Sea led to the exposure of the sedimentary Holocenesection along the EQ shore. The EQ sedimentary section contains unique gypsum layersthat were not described in the other exposures and cores that recover the Holocene DeadSea. The gypsum was deposited by the Holocene EQ saline springs that provided thesulfate and mixed with the Dead Sea water in the shallow shore environment. Thesegypsum layers and other shore indicators allow the reconstruction of the Holocene lakelevel curve that completes previous curves down to the earlier part of the Holocene.

Geochemistry, hydrology and paleo-hydrologyof Ein Qedem spring systemOfra SternThis work was submitted as a thesis for the degree of Master of Science to the Departmentof Geology, Institute of Earth Sciences, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,The Hebrew University, Jerusalem.The study was carried out under the supervision of:Prof. Boaz Lazar, The Hebrew University, JerusalemDr. Mordechai Stein, The Geological Survey of Israel, JerusalemDr. Yoseph Yechieli, The Geological Survey of Israel, JerusalemReport GSI/17/2010 Jerusalem, June 2010