По оценкам геологов, в частности известного американского геолога доктора Л. Гулда, запасы каменного угля Антарктиды больше суммарных запасов всех остальных континентов.
Оставим это утверждение на совести Гулда, нам оно кажется некоторым преувеличением, но, во всяком случае, оно свидетельствует о том, что Антарктида переживала и более счастливые теплые времена расцвета пышной растительности и древнего животного мира. По дебрям лесов из древовидных папоротников бродили гигантские ящеры. В пластах каменноугольного периода найдены окаменелые останки ящера листозавра, обитавшего и в других частях Гондваны – в Индии и Южной Африке.
Почему произошло оледенение Антарктиды и когда?
Антарктида подвергалась общим для Земли оледенениям, одна из причин которых – прохождение Солнечной системы через пылевое облако, поглощающее часть идущих к Земле живительных солнечных лучей. Кроме того, оледенение произошло вследствие распада Пангеи и движения Гондванской плиты к Южному полюсу, т. е. к вечно холодным областям Земли. Возможно, что и само перемещение полюса Земли, а таковое тоже имеет место, приближало Антарктическую плиту к холодным областям планеты.
Полюс Земли, так же как и магнитный полюс, не занимает постоянного места, а имеет сложный спектр движений.
Земля представляет собой гироскоп, и ось ее, как и ось всякого гироскопа, испытывает прецессионное движение, т. е. описывает конус. Период прецесии Земли 26 000 лет. Кроме того, земная ось совершает короткопериодические движения, отклоняясь от поверхности конуса, – это так называемая нутация. Период земной нутации равен 18,6 лет. Соответственно периодически изменяются широты и долготы места. Помимо этих периодических движений, по-видимому, мало влияющих на климат планеты, существуют и непериодические, так называемые вековые движения полюса, зависящие от перераспределения масс в Земле, перемещения ее ядра и т. п. Эти движения также могут определять периоды оледенений и потеплений.
Если исходить из гипотезы горячего происхождения Солнечной системы, тем более кажется вероятным, что был период, когда на всей Земле, включая полярные области, царил жаркий климат, постепенно холодеющий с общим охлаждением всей Земли. Последнее оледенение Антарктиды наступило около 10 млн. лет назад. Это оледенение сохранилось постоянным до наших дней. С конца третичного периода Антарктида не испытывала больших потеплений и остается покрытой льдом.
Исследования Антарктики, начатые во второй Международный геофизический год и ведущиеся систематически до сих пор, одну за другой открывают тайны ледяного континента. Раскрытие их требует больших усилий. Даже самое простое изучение контура материка и его внешнего рельефа до сих пор не завершено, и географические карты Антарктиды изобилуют «белыми пятнами».
Лед – порода нестойкая. Он тает, ломается, течет. Быстро образуется новый лед. Снег, выпадая за зиму, частично тает в летний период, частично спрессовывается в фирновый покров. Постоянно дующие ветры способствуют нарастанию снежного покрова везде, где снег может задержаться. Так, за зиму 1959 г. были полностью занесены все постройки станции Лазарев. За 4 года (с 1956 по 1960 г.) станция Пионерская была погребена под 8-метровым слоем снега.
При определении контура континента возникает вопрос, что считать его границей: лед или скальное основание? Ведь на этом континенте, где лед покрывает практически все, его (лед) надо считать тоже породой, принадлежащей континенту. Это верхний слой земной коры. Но эта порода менее стабильна, чем обычные слои Земли. Она – как барханы в пустыне, которые легко переносятся ветром. На снегу тоже возникают надувы и впадины. Происходят таяние летом и активное увеличение снежного покрова зимой. Часть его спрессовывается в плотные слои льда. По берегам ледники сползают в море, далеко выступая за скальные породы. Обламываясь, они превращаются в айсберги, меняя при этом очертание побережья, которое имеет и сезонные изменения. Зимой замерзает прибрежная часть океана, образуя так называемый «лед припая». Припай оттаивает летом. Но в разные годы его таяние и намерзание сильно колеблются. Поэтому береговая линия, если считать ее по льду, изменяется не только сезонно, но и от года к году. Таким образом, очертания Антарктиды ведут себя весьма причудливо. Да и не только очертания.
Лед – порода пластическая. Он обладает свойством текучести, но в силу большой вязкости течет медленно под влиянием собственного веса. Течет он по ледниковым склонам и желобам, стекая, в конце концов, в океан.
Скорость течения льда различна. В центральных районах континента, она мала, по мере приближения к океану увеличивается. В районе Южного полюса скорость составляет приблизительно 20 м/год и преимущественным направлением является 37° з. д., т. е. направление к морю Уэдделла. Современная американская станция Амундсен – Скотт на Южном полюсе, если ее не перемещать, при такой скорости и расстоянии до моря Уэдделла 1300 км сползет в океан через 60 000 лет. По мере приближения к побережью скорость течения льда возрастает, достигая 1,5 км/год, поэтому надо полагать, что это случится уже лет через 15 000–20 000. Там, где в каменном ложе имеются желоба, обходящие холмы, лед обтекает эти холмы и устремляется по желобам к океану, образуя так называемые выводные ледники, которые спускаются с берега в океан, и их языки протягиваются нередко на десятки километров от берега. Выводные ледники обычно являются местом массового рождения айсбергов, впрочем айсберги могут появиться и в результате обвала ледяного барьера в других частях побережья. Там, где ледяной щит не имеет выводных ледников, он обычно обрывается в океан отвесной стеной берегового барьера высотой до 60 м.
Вообще, средняя скорость движения льда на побережье Антарктиды приблизительно равна 200 м/год, предельная 1500–2000 м/год. Таким образом, ледяные берега Антарктиды все время «дышат».

Шельфовые ледники

Спускаясь с купола Антарктиды во многих местах побережья, лед покрывает значительную часть континентального шельфа, образуя шельфовые ледники. В основном это плоские ледяные поля, южная кромка которых спаяна с береговым ледовым покровом, а северная – выступает далеко в море. Часть такого ледника лежит на грунте, северная область обычно находится наплаву. Толщина шельфовых ледников – несколько сот метров, а площадь – многие тысячи километров. Общая площадь шельфовых ледников около 1,5 млн. км2.
Большие шельфовые ледники получили свои собственные названия. Таковы, например, ледники Росса, Эймери, Ронне. Мощность их изменяется от десятков до тысячи метров. Так, ледник Ронне достигает мощности 1300 м, Росса – 1000 м, Эймери – 800 м. По существу все побережье Антарктиды представляет собой шельфовый ледник. Лишь около 3 % береговой линии свободно от него. Причем 55 % береговой линии оканчиваются ледником, фронт которого находится наплаву. Это примерно 16 000 км. На остальных 11 000 км ледниковый обрыв лежит на грунте.
Шельфовые ледники выступают далеко в море, достигая зоны значительных глубин. Именно они на большей части континента образуют береговую линию Антарктиды и круто обрываются в океан. Передняя кромка их активно разрушается волнами и представляет собой изрезанную линию берега с заливами, бухтами и фиордами. Под ними лежит глубокое море, и на подводной лодке можно проникнуть далеко за береговую линию континента.
Рассматривая лед как одну из основных пород, слагающих континент, береговой линией материка следует считать, конечно, линию шельфовых ледников. Она не постоянна? Ну и что? Это ведь особый материк, и контур его постоянно находится в движении, «живет». В природе таких явлений немало. Например, часто изменяются русла некоторых рек, они тоже «живут». Интересным образованием в Антарктиде являются ледяные острова. Они имеют строение Антарктиды в миниатюре. Это подводная банка – мель, сверху покрытая выступающей над уровнем моря ледяной шапкой. Геологи считают ледяные острова реликтовыми остатками прежнего, более обширного оледенения. Так, недалеко от Мирного находится ледяной о. Победа, открытый и обследованный советской экспедицией в первые годы планомерных антарктических работ.

Физическая поверхность Антарктиды. Ледяной купол

Вся Антарктида покрыта ледяным щитом. Это образное выражение приобрело законные права. Ледяной покров Антарктиды можно разделить на три категории, три различные формы: внутреннее ледяное плато, всхолмленные прибрежные ледяные поля и выводные ледники. К этому следует добавить три формы антарктического рельефа: шельфовые ледники, ледяные острова и припай.
Подходя к Антарктиде, прежде всего мы встречаемся со льдом припая. Это крепко спаянная с берегом, замерзшая поверхность океана. Толщина льда припая бывает от 2–3 до 10 м. Частично он тает за короткое антарктическое лето, частично таять не успевает и определяет собой мобильные очертания континента.
От самого океана начинается зона всхолмленного ледяного покрова. Она распространяется на 60–100 км в глубь континента и имеет мощность 100–200 м на побережье, постепенно увеличиваясь до 1000–1200 м. Таким образом, от самого побережья к югу, т. е. внутрь континента, начинается довольно крутой подъем, порядка 0,5–2°. Подъем продолжается и дальше, что дало основание говорить о ледяном куполе Антарктиды.
Всхолмленность этой части ледника объясняется тем, что покров льда здесь сравнительно тонкий и в нем отражаются в сглаженном виде неровности каменного основания, на котором он лежит. В силу тонкости и больших подвижек эта часть ледника изобилует трещинами, порой замаскированными тонкой ледяной коркой и припорошенными снегом. Не раз отважные полярники находили в этих трещинах свой вечный покой или теряли оборудование и оказывались в очень сложных условиях. Так, например, в экспедиции Д. Моусона погиб провалившийся в трещину Б. Ниннис.
В центральной части Антарктиды толщина льда фантастически велика. Она достигает 3000–4000 м (максимум – 4350 м), сглаживает все подледные, остающиеся глубоко внизу неровности рельефа. Средняя толщина льда 1780 м. Высота плато над уровнем моря около 3000–3500 м.
По весьма приблизительным подсчетам объем льда, покрывающего Антарктиду, составляет от 10-106 до 30-106 км3 (по разным источникам). Это можно представить себе более наглядно, если прикинуть, насколько повысится уровень Мирового океана, если весь этот лед растопить, – получается 60 м. Антарктида собрала в себе 85 % всех ледников мира.
Вначале после всхолмленной прибрежной зоны ледяной купол продолжает подниматься, но уже ближе к Полюсу Недоступности (так названа самая удаленная по всему периметру от океана точка) плато становится совершенно ровным, иной раз только немного поднимаясь или опускаясь.
Характер местности определил и климат. Ветры, образующиеся в Антарктиде, в значительной мере имеют гравитационную природу. Тяжелый холодный воздух под действием силы тяжести опускается вниз. Встретив покатую поверхность ледника, он продолжает спускаться по ней, все убыстряя свой бег, и к океану вырывается почти постоянным ураганом со скоростью 30–40 м/с. Это так называемые стоковые ветры Антарктиды. Зарождаются они на границе внутренних плато. На самих плато, в центральных частях континента, ветры редки. Обычно там стоит тихая, устойчивая, очень холодная погода. В теплые месяцы температура не поднимается выше – (20–25) °С, а зимой она нередко достигает –80 °C. Здесь ледяной покров покрыт рыхлым снегом, чему способствует тихая, почти безветренная абсолютно сухая погода. Это весьма затрудняет движение механического транспорта. Область штилевой погоды может охватывать площадь радиусом 500–700 км от центра купола. Дальше начинается господство стоковых ветров, которые дуют всегда в одном направлении – от центра купола к океану. Поверхность ледника здесь жесткая, покрытая застругами высотой 1–2 м, направленными против направления ветра (ветер выдувает рыхлый снег и остается в виде застругов жесткое, ледяное основание).
Изменения высот на ледяных плато очень незначительные. Трещин, как правило, не бывает, потому что неровности каменного ложа глубоко погребены подо льдом и полностью снивелированы. Однако там, где подледный рельеф приближается к поверхности плато, встречаются протяженные ложбины и даже зоны трещин.

О двух рельефах Антарктиды

В отличие от всех континентов Антарктида представляет собой как бы двуслойный пирог. Верх его сложен из льда, фундамент – из изверженных и осадочных пород, как и любой другой континент. Значит, и изучать надо две поверхности, два рельефа – льда и подледного ложа.
Исследование подледного рельефа начинается с гор. Это те формы, которые частично выступают из-под ледяного панциря, а там, где они близко подходят к поверхности, находят свое сглаженное отражение в формах ледника.
Если главной трудностью в изучении рельефа ледяного купола являются климатические условия, затрудняющие проведение геодезических работ и залетов с аэросъемкой, то для изучения подледного рельефа надо научиться еще видеть сквозь лед. Это может только геофизика. Поэтому ей принадлежит основное слово о строении Антарктиды. Конечно, есть еще метод бурения, посредством которого определяют глубину до каменных пород и по добытому керну изучают их характер. Но бурение на большие глубины, да еще в условиях Антарктиды – метод дорогой и сложный, и с его помощью определяют толщину льда и состав пород лишь в весьма ограниченном числе точек.
В первые годы исследования Антарктиды для определения толщины льда и характера подледного рельефа широко применялся комбинированный гравитационно-сейсмический метод. С помощью этого метода были составлены первые карты подледного рельефа. Однако позже на смену пришел более точный и более производительный метод радиоэхозондирования, основанный на отражении от каменного ложа радиоволн, возбуждаемых специальным передатчиком.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23