כאחד האגמים המלוחים בכדור הארץ בסביבה מדברית ובמקום הנמוך בעולם, ים המלח מקליט את שינויי האקלים באזור לאורך תקופות גיאולוגיות עם עליות מפלס בתקופות רטובות וירידות מפלס בתקופות יבשות. למרות זאת, עד היום, לא הייתה עדות ישירה לקשר בין הרכב האגם בעבר הגיאולוגי והמשטר האקלימי באזור. מחקר שנערך באוניברסיטת בן-גוריון בנגב בשיתוף עם המכון הגיאולוגי והאוניברסיטה העברית מצא לראשונה הוכחה ישירה לשינויים הידרולוגים וכימיים בים המלח לאורך תקופה בת 220 אלף שנה, זמן המתפרס על שתי תקופות קרחוניות ושלוש תקופות בין-קרחוניות על כדור הארץ.
המחקר מתמקד בשחזור תנאי האקלים בעבר באזור באמצעות מי החללים הכלואים בתוך קרקעית ים המלח, והינו פרי עבודות של הדוקטורנט אילן לוי מהקבוצה של פרופ' אורית סיון מהמחלקה למדעי הגיאולוגיה והסביבה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב. בקידוח עמוק ממרכז האגם בחסות ה- ICDP (International Continental Drilling Project ) ושיתוף פעולה של אוניברסיטאות ומכוני מחקר בארץ ובחו"ל, נדגם בשנת 2011 גלעין קידוח באורך של כ-450 מטרים. בעבודה מאומצת של קבוצת המחקר מוצו מי החללים הכלואים בגלעין זה ונמדדו פרמטרים גיאוכימיים ואיזוטופיים המראים על שינויי אקלים לאורך תקופה בת 220 אלף שנה.
התוצאות במחקר מראות שההרכב הכימי של המים העמוקים באגם עוקב אחרי שינויי האקלים הגלובליים. בתקופות קרחוניות, כאשר קיימת ירידה בטמפרטורה העולמית, הצטברות קרח סביב הקטבים, וירידת מפלסי האוקיינוסים והפחמן הדו-חמצני באטמוספרה, ישנו מיהול של המים העמוקים באגם המלווה בהמסה של מלח הליט. בתקופות בין-קרחוניות החמות יותר, כאשר קיימת עליה במפלסי האוקיינוסים וריכוזי הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה, המים העמוקים נהיים מלוחים יותר ושוקע בהם מלח הליט.
הדמיון הגדול בין הרקורדים הגלובליים לרקורדים ממי החללים בקידוח מצביע על הקשר ההדוק בין כמות הגשמים והלחות באזור לשינויי אקלים גלובליים, ממצאים משמעותיים עבור הבנה וחיזוי שינויי אקלים בישראל. התוצאות תומכות בתצפיות מודרניות שמראות שישנו קשר בין כמות הגשמים באזור לטמפרטורות מי השטח בצפון האוקיינוס האטלנטי - כאשר יש תקופות של מי שטח קרים יחסית בצפון האוקיינוס ישנה עליה בכמות הגשמים באזורינו ואילו ירידה בגשמים בתקופות בהן מי שטח אלו יחסית חמים.
אסדת הקידוח ממנה כרו את הגלעין | צילום: פרופ' מוטי שטיין – האוניברסיטה העברית
