פרופ' עמוס פרומקין, גאולוג וחוקר מערות ידוע, הצליח לשחזר את המפלס של ים המלח בנקודות שונות לאורך ההיסטוריה החל מן התקופה הכלכוליתית באלף הרביעי לפנה"ס ועד למאה ה-20 לסה"נ. לשם כך הוא נעזר בדגימות פחמן 14 של ענפים שנסחפו אל תוך מערות בהר סדום, בניתוח מבנה המערות עצמם ובממצאים ארכאולוגיים שנמצאו לאורך חופי ים המלח.
מן הממצאים שהוצגו במחקר של פרומקין מצטיירת התמונה הבאה:
4000 - 2000 לפנה"ס: מפלס גבוה משך מרבית האלפים הרביעי והשלישי לפנה"ס אשר נע סביב 370–380 מטרים מתחת לפני הים. תקופה זו מקבילה לתקופת הברונזה הקדומה.
2000 - 1500 לפנה"ס: ירידה חדה במפלס בסביבות 2000 לפנה"ס. המפלס היה נמוך יותר מ-390 מטרים מתחת לפני הים. לא ידוע עד כמה. בתנאים אלו האגן הדרומי של ים המלח היה כנראה יבש. המפלס הנמוך נשמר עד סביבות שנת 1500 לפנה"ס. תקופה זו מקבילה לתקופת הברונזה התיכונה.
1500 - 1200 לפנה"ס: המפלס עלה סביב 1500 לפנה"ס והתייצב על כ־380 מטרים מתחת לפני הים במשך כשלוש מאות שנה עד סביבות 1200 לפנה"ס. במפלס זה האגן הדרומי של ים המלח הוצף שוב והוא היה גבוה יותר מן המפלס שנמדד בראשית המאה ה-20. תקופה זו מקבילה לתקופת הברונזה המאוחרת.
1200 - 100 לפנה"ס: המפלס ירד שוב ונע סביב 400 מטרים מתחת לפני הים. האגן הדרומי של ים המלח ככל הנראה התייבש. תקופה זו מקבילה לתקופת הברזל ולתקופה ההלניסטית.
התקופה הרומית וחלק מהתקופה הביזנטית (משנת 200 לפנה"ס עד 400 לספירה) היו תקופות לחות. בתקופה זו עלה מפלס ים המלח בכ-70 מטר, ובמשך רוב התקופה היה גבוה בכ-100 מטר מגובהו בעשור השני של המאה ה-21. מצר הלשון וחלק מהלשון היו מכוסים מים. קליין, שחקרה את שינויי מפלס ים המלח גם בדרך של השוואת היחס בין המשקעים לבין ממצאים ארכאולוגיים, הסיקה גם היא כי מפלס ים המלח היה גבוה בתקופה הרומית בכ-100 מטר בהשוואה למפלס הנוכחי או לקדום יותר, והגיע עד 330 מטר מתחת לפני הים. עדות אפשרית נוספת להיות מפלס ים המלח בתקופה הרומית-ביזנטית גבוה יותר ממפלסו הנוכחי היא מפת מידבא (ראה להלן פרק היסטוריה) שבה מצוירת הימה ללא ה"לשון". לפי מפלס ים המלח המשוער, בזמן חיבור המפה (המאה ה-6 - המאה ה-7) אכן הייתה תקופה גשומה. בתחילת התקופה של הכיבוש המוסלמי במאה השמינית לספירה התחילה תקופת יובש ופני הים ירדו לכ-400 מטר מתחת לפני הים. בתחילת המאה העשירית לספירה החלה שוב תקופה לחה יותר שנמשכה כמה מאות שנים שבה עלו פני הים בכשלושים מטר.
מהמחצית השנייה של המאה העשרים החל האדם להשפיע על מפלס הים. תפיסת מי הנהרות והמעיינות הזורמים לים בידי המדינות השותפות לאגן ההיקוות גרמו להשפעה ניכרת על ירידת המפלס, המצטברת בקרוב לארבעים מטרים מאז שנות החמישים של המאה העשרים. הירידה המצטברת במפלס גורמת לשינויים גדולים באגן הים ביניהם: שינויים ניכרים בגוף המים של האגם באגן הצפוני, יצירת בולענים, נסיגת חופים, פגיעה בתשתיות (כבישים וגשרים) ובשמורות טבע. יש כמה אומדנים לגבי הנזקים הנגרמים בעקבות ירידת המפלס וקיים ויכוח בין כלכלנים לגבי שיטת החישוב של נזקי הפגיעה בסביבה עקב ירידת המפלס. יש המחשבים רק את הנזקים המוחשיים הנגרמים לתשתיות ונסיגת החופים המגיעים לכמה עשרות מיליוני דולר בשנה ויש המחשבים גם את הנזקים הלא מוחשיים בנוף ובסביבה ומגיעים להיקף של כמה מאות מיליוני דולר לשנה.
תוכניות תעלת הימים והטיפול בנושא מפלס הים.
לאורך השנים הועלו הצעות למיזמים שונים הקשורים לירידת המפלס. רובם של המיזמים הללו נכללים בהגדרה הכוללת "תעלת הימים". אחת המטרות בתעלה מתוכננת עליה מדובר בתוכנית היא ייצוב מפלס הים, ואולי גם העלאתו. קיימות תוכניות רבות שביניהן ניסיון לשחזור זרימת המים בנהר הירדן וכוונה להביא מי-ים מהים התיכון או מים סוף, וכן תמלחת ממפעלי התפלה. זאת באמצעות מנהרות, צינורות ותעלות שתגענה מצפון, מערב ודרום.
אחת התוכניות היא תוכנית "תעלת ים סוף-ים המלח", אשר נבדקה על ידי צוות משותף של ישראל, ירדן והרשות הפלסטינית בעזרת הבנק העולמי. הבדיקה החלה בשנת 2007 ודוחות הבדיקה הוגשו בשלהי 2012. ב-9 בדצמבר 2013 חתמו ישראל, ירדן והרשות הפלסטינית על הסכם לחלוקת מים חדש הקשור להקמת מתקן התפלת מי ים באזור עקבה. במסגרת ההסכם מתוכנן קו צינור מעקבה לים המלח שיוביל את התמלחת של מתקן ההתפלה למפרץ הלשון המזרחי. הזרמת כ־100 מיליון מ״ק לשנה תמלחת תהיה חלק משלב הניסוי (פיילוט) של תעלת הימים כפי שתוכננה על ידי הבנק העולמי.
התוכנית מעלה חששות של אנשי סביבה בקשר לאפשרות של שינויים שיתרחשו בים המלח בעקבות ערבוב מי הימים, הפרעות לסביבה הימית במפרץ אילת וחשש לזיהום האקוויפר בעמק הערבה. מסקנות הבדיקות של החוקרים מטעם הבנק העולמי הן:
יש חוקרים הסוברים כי ערבוב מי ים ומים מתוקים עם מי ים המלח עלול לשנות באופן בלתי הפיך את הרכב מי ים המלח ולגרום לתופעות שליליות כמו הלבנה או האדמה של הים. החוקרים מציעים להימנע בכלל מטיפול בנושא המפלס. במצב זה תיעצר מגמת הירידה בשיווי משקל חדש במפלס ים ברום של 550 מטרים מתחת לפני הים, מה שיקרה בעוד 100–150 שנה. שטח הים במפלס זה יהיה 450 קילומטרים רבועים. יש הטוענים שהרכב הים משתנה כבר היום בצורה לא הפיכה על ידי ירידת המפלס ועליית המליחות של הים, הזרמת כמויות גדולות של תמלחת על ידי המפעלים הכימיים וחדירת מי ביוב ומים מליחים לים מאפיק הירדן ומקורות אחרים. נוסף על כך, מתוכננת הזרמה של המלח מקציר המלח בבריכה 5. הבאת מי ים יכולה לאזן במידה מסוימת את השינוי המתרחש היום בים.
היסטוריה.
על אף שאגן ים המלח היה על ציר נדידת האדם הקדמון מאפריקה לאסיה במהלך התקופה הפלאוליתית, לא התגלו באזור אתרים מתקופה זו. התנאים הטבעיים של ימה מלוחה חסרת חיים עם תנאי אקלים קשים והיעדר מקורות מים רבים הגבילו את התיישבות האדם. היישובים הקדומים שהתגלו הם ליד המעיינות הגדולים באזור.
אזור ים המלח יושב החל מסוף התקופה האפיפלאוליתית וביתר שאת מראשית התקופה הנאוליתית. האתר המרכזי של ההתיישבות היה סביב המעיינות בצפון הים באזור יריחו. בחפירות ארכאולוגיות התגלו בתל יריחו כפר של ציידים-לקטים מהתרבות הנאטופית ומעליו שרידי התרבויות החקלאיות הראשונות מהתקופה הנאוליתית. יריחו הנאוליתית הייתה כפר גדול וחשוב בגודל של כ-40 דונם כבר לפני כ-11,000 שנים, שכלל מגדל מרשים ותרבות עשירה. היישוב נחשב במשך שנים רבות לעיר, אחת הערים הקדומות בעולם, אך גישה זו אינה מקובלת עוד בראשית המאה ה-21. שכבה ארכאולוגית חשובה נוספת היא מתקופת הברונזה הקדומה מהאלף ה-4 לפנה"ס שבה הייתה נדידה של תושבים חדשים מבחוץ שהתיישבו בעיר.
בדרום האגן התגלו במערה בנחל חימר ממצאים מהתקופה הנאוליתית הקדם קרמית ב', בני כ-10,000 שנה: פסלים, מסכות, חרוזי עץ, חוטים, בדים, מחצלות אטומות באספלט וגולגולות אדם מצופות באספלט הנקראות "גולגולות מכוירות". המערה שימשה כנראה כמחסן במשך זמן רב והתגלו בה ארבע שכבות.
מהתקופה הכלקוליתית מהאלף הרביעי לפנה"ס קיים המקדש הכלקוליתי בעין גדי שהתגלה בשנת 1956 ברמה מעל לקיבוץ עין גדי. ליד המקדש לא התגלו מבני מגורים ולכן ההנחה שהמקדש שימש לפולחן לאנשים שבאו ממרחק. בשנת 1961 התגלה "מטמון נחל משמר" במערה בנחל. המטמון כלל 442 חפצים עטופים במחצלת וכלל כלי נחושת וכלי שנהב. יש הסבורים שהמטמון הוא של המקדש בעין גדי. שרידים מתקופה זו נמצאו גם במערות במצדה. בעבר הירדן כ-14 קילומטרים מצפון לים המלח נמצא האתר תלוליות ע'סול הנחשב האתר הגדול ביותר מתקופה זאת. האתר נמצאו ציורי קיר ייחודיים ביניהם הכוכב מע'סול.
בתקופת הברונזה הקדומה היו בדרום ים המלח ערים גדולות. בסקרים ארכאולוגיים התגלו חמש ערים שישבו על מסלולי נחלים היורדים לים המלח מרמת מואב. מספר אתרים נחפרו והתגלו בהם שרידי חומות, מבנים גדולים וקברים רבים. חוקרים רבים המשתייכים לאסכולה של הארכאולוגיה התנכית מזהים שרידי הערים עם הסיפור המקראי של חמש הערים של עמק השידים - ככר סדום (ראה להלן הסיפור המקראי). מבין האתרים בולטים האתרים של סדום - המזוהה בבאב-א-דרה וצוער המזוהה עם ע'ור-א-סאפי (צאפי). באתר באב-א-דרה התגלתה עיר מסוף האלף השלישי לפנה"ס ומאות קברים. עיר נוספת המזוהה באזור היא העיר צוער. העיר מזוהה עם שרידי עיר שהתגלו בע'ור-א-סאפי. השרידים במקום הם בעיקר של הערים הנבטית, הרומאית והביזנטית. העיר מופיעה גם במפת מידבא. יש המטילים ספק בערך ההיסטורי של סיפורי הערים בעמק השידים וסיפורי סדום ועמורה בהיעדר זיהוי ודאי של הערים. הסיפור התנ"כי מומחש באתרי תיירות עממית כמו מערת לוט באזור צאפי ואשת לוט בהר סדום.
באזור יש ממצאים רבים מהתקופה שבין המאה השנייה לפנה"ס עד המאה השנייה לספירה. בתקופה זו הייתה ביריחו עיר גדולה ובה ארמונות גדולים של המלך הורדוס. בסביבות העיר בנו החשמונאים מבצר חזק - הורקניה ששמר על הדרך לירושלים. הורדוס חיזק מבצר זה ששרידיו ניכרים עד היום.
בים הייתה פעילות של הובלת מטענים ונוסעים. המטענים היו, בין השאר, של אספלט שנאסף מגושי אספלט שצפו על פני הים והיו מקור הכנסה לשלטונות. פעילות זו נזכרת במקורות מאותה תקופה של פליניוס הזקן, יוסף בן מתתיהו ומופיעה במפת מידבא. תנועת הנוסעים הייתה ליישובים בצד המזרחי, למבצרים ולמעינות החמים. שרדי מעגנים מתקופת אלכסנדר ינאי והורדוס נמצאו במצד קדרון, חמי קלירוהי ומעגנית המלח בצפון הים.