مطالعات لایه های مشخصی از رسوبات با مراحل مختلف گسترش و انقباض دریاچه مطابقت دارند. این لایه‌ها دوره‌هایی را نشان می‌دهند که دریاچه به دلیل افزایش بارندگی یا تغییرات در هیدرولوژی منطقه‌ به‌طور قابل‌توجهی بزرگ‌تر بوده است. اندازه دریاچه جنوب تهران به دلیل تغییرات  اقلیمی در نوسان بوده و در دوره‌های مرطوب‌تر، مانند دوره‌هایی که با افزایش بارندگی یا هجوم آب ذوب یخبندان از کوه‌های اطراف همراه بوده دریاچه به‌طور قابل‌توجهی گسترش یافته و در  دوره‌های خشک‌تر با کاهش بارندگی و نرخ تبخیر بیشتر اندازه دریاچه کاهش یافته است .

 بقایای این دریاچه در حال حاضر به توده های کوچکتر آبی یا زمین های باتلاقی تکه تکه شده است. اهمیت تاریخی دریاچه جنوب تهران برای درک شرایط اقلیمی گذشته ایران مهم است. فعالیت نوزمینساختی    به مطالعه حرکات زمینساختی  اطلاق می شود که از اواخر میوسن (تقریباً  ۵.۳    میلیون سال پیش) تا امروز رخ داده است. فرآیندهای نوزمینساختی  برای درک اینکه چگونه فعالیت‌های زمین‌شناختی اخیر بر شکل‌گیری و مرزهای دریاچه جنوب تهران اثر  گذاشته ُ مهمند.

  در جنوب البرز حوضه پیش بوم (پیش گودال foreland : حوضه ساختاری طویل و پستی که در مجاورت و به موازات رشته کوه شکل گرفته )  میزان انباشت رسوبات  مرتبط با  رودخانه‌ ها با رسوبات درشت تر مربوط به فازهای اقلیمی مرطوب‌تر افزایش یافته  است . از  ۹ تا ۱۰ میلیون سال قبل اقلیم با افزایش فصلی بارش های  کمتر خشک شد. از همان زمان به تدریج جهت کوتاه شدگی از شمالغرب – جنوب شرق به شمال/شمالشرق – جنوب/جنوب غرب تغییر کرده است. حوضه‌های رسوبی در رشته‌کوه‌های البرز تغییری را از یک محیط زمین‌ساختی  تراکششی به ترافشاری در دوران سوم زمین شناسی ثبت کرده اند .

  حرکات نوزمینساختی با  فرونشست یا بالا آمدن موجب توسعه فروافتادگی ها یا تفکیک آنها می شود. نیروهای زمینساختی در پوسته منجر به فرورفتگی‌ها – محل  دریاچه‌ها – شده است. فرآیند نوزمینساختی  با تغییر الگوهای زهکشی بر هیدرولوژی محلی نیز اثر  می گذارد. با جنبایی گسل‌ها یا شکل‌گیری شکستگی‌های جدید در پاسخ به تنش زمینساختی ، نحوه جریان آب به داخل یا خارج از حوضه دریاچه‌ای مانند دریاچه جنوب تهران تغییر کرده است.

شادروان دکتر رسول اخروی و دانشجوی ایشان دکتر مرتضی جمالی در مقاله خود در سال ۲۰۰۳ نشان دادند که  دریاچه ساوه در اسناد تاریخی مستنداتی دارد. دریاچه ساوه در ابتدا در محل شهر ساوه گزارش شده است ، البته  منطقه زرندیه مکان بسیار محتمل تری برای استقرار دریاچه ای در هزاران سال گذشته است که  نزدیک به ۳۰ کیلومتری شمال ساوه قرار دارد و دارای شیب بسیار ملایمی به سمت شرق در قسمت های شرقی است  .  در مرکز و شرق دشت زرندیه بقایای پیش از اسلام وجود ندارد که می‌تواند نشانه‌ای از وجود دریاچه‌ای در این قسمت با بقایای انسانی در اطراف آن باشد .

گسل‌های فعال متعددی در مجاورت دریاچه  شناخته شده‌اند. این گسل ها با پتانسیل فعالیت لرزه ای و نقش آنها در شکل دهی توپوگرافی مشخص شده اند.  حرکت در امتداد این گسل ها افتگاه ها را ایجاد کرده و صفحات شکستگی و با  جابجایی عمودی در هنگام زلزله ها  مشخص کننده ساحل دریاچه های منطقه بوده اند . پژوهش آزادی و همکاران  ۲۰۱۰ نشان داد که رسوبات جدید البته موجب شده تا صفحه شکستگی گسله در سطح زمین پوشیده بماند و در بسیاری از نقاط در سطح زمین دیده نشود.   

گسلش همچنین بر الگوهای رسوب گذاری در اطراف دریاچه ها اثر  گذاشه است.  گسلها به عنوان مرز های موثر بر جریان آب‌های زیرزمینی و زه‌کشی آب‌های سطحی به  دریاچه  جنوب تهران  و در نتیجه بر اندازه و شکل دریاچه اثر  گذاشته است .  یکی از دلایل اصلی خشک شدن دریاچه جنوب تهران تغییر اقلیم است. اقلیم ایران طی هزاران سال دستخوش دگرگونی های چشمگیری شده است. بر اساس تحقیقات، به ویژه مطالعات انجام شده توسط جونز و همکاران، تغییر قابل توجهی در آب و هوا در طول هزاره چهارم قبل از میلاد وجود داشت. چنین تغییراتی مستقیماً بر سطح آب در دریاچه ها  اثر گذاشته است.

 تغییرات اقلیمی  به طور قابل توجهی بر الگوهای هیدرولوژیکی اثر می گذارد. با کاهش بارندگی و افزایش دما، دریاچه جنوب تهران با کاهش جریان ورودی و افزایش تبخیر مواجه می‌شود که منجر به خشک شدن نهایی آن شده است.

تاریخ زمین شناسی این منطقه نشان می دهد که فعالیت های زمینساختی توانسته  بر پویایی دریاچه اثر بگذارد. منطقه البرز مرکزی با مناطق برخورد جوان مشخص می شود که در آن حرکات زمینساختی می تواند الگوهای زهکشی را تغییر داده و هیدرولوژی محلی را تحت اثر قرار دهد. همانطور که بالا آمدن زمینساختی در طول زمان رخ داد، ممکن است منجر به تغییر در مرزهای حوزه آبخیز یا مسیرهای رودخانه‌ای که به دریاچه تغذیه می‌شوند، منجر به کاهش آن شود.

بارندگی پس از آخرین دوره یخبندان به طرز چشمگیری افزایش یافته که با حداکثر گسترش جنگل های بلوط در کوه های زاگرس به سمت اواسط هولوسن (۵۲۰۰ سال پیش) همزمان است . این وضع ممکن است باعث شکل گیری یا گسترش مجدد دریاچه – تالاب ساوه در آن زمان شده باشد.تغییرات  شدید اقلیم با روند خشک شدن در ایران مرکزی همراه شده که منجر به عقب نشینی تدریجی و در نتیجه کوچک شدن دریاچه – تالاب ساوه شده است. اینکه همین خشکی بزرگ اقلیمی در نیمه هولوسن منجر به خشک شدن کامل دریاچه شده یا نه هنوز مشخص نیست.  

* استاد دانشگاه