Добро
пожаловать на наш сайт!
ПОЗНАНИЕ
ПРОДОЛЖАЕТСЯ...
15.04.2019 20:12 дата обновления страницы
Мир небесных тел. ЗЕМЛЯ
Дата создания сайта:
08/12/2012
Дата создания
сайта: 08/12/2012 Дата обновления главной страницы:
15.04.2019 20:12
icq:
613603564
Антарктида в наши дни
Вот уже
более десяти лет ученые разных стран ведут исследования на шестом
континенте - Антарктиде, ведут настойчивый поиск, по общей программе, с
общей целью. Начаты эти исследования во время Международного
геофизического года - МГГ (1957-1959); десятки стран объединились для
выполнения важной научной проблемы - изучения Земли в целом.
Двенадцать стран мира: Советский Союз, США, Англия, Франция, Австралия,
Аргентина, Чили, Южно-Африканская Республика, Новая Зеландия, Норвегия,
Бельгия, Япония - послали к южному материку свои экспедиции.
МГГ кончился, а исследования практически только начались - стало ясно,
что для изучения Антарктиды нужны не год, не пять, а десятки лет.
Руководит работой и планирует ее Научный комитет по антарктическим
исследованиям. Чтобы между странами, изучающими Антарктиду, не возникло
споров о правах на владение материком, в 1959 г. ими был заключен
договор: все территориальные притязания в Антарктиде "замораживались" на
тридцать лет, материк объявлялся свободным для научных исследований, ам
запрещалось строить военные базы и проводить маневры.
Прошло первое десятилетие. Десятки экспедиций непрерывно наблюдали за
погодой, магнитным полем, землетрясениями, определяли высоту ледникового
плато, толщину льда, свойства снега. Специальные приборы и фотоаппараты
на самолетах вели съемку континента с воздуха.
О результатах экспедиций написаны сотни, тысячи статей, брошюр, книг.
Чтобы материалы исследований были доступны всем ученым мира, их хранят в
международных научных центрах - в Москве и Вашингтоне. Ежегодно ученые
собираются на конференции и совещания для обсуждения новых данных.
В 1966 г. в Советском Союзе вышел Атлас Антарктики. Это гигантский труд
сотен ученых. В атласе собраны разные карты; они рассказывают о высоте и
контурах
ледникового покрова, о климате, о закономерностях распределения
температур, о скорости ветра и давлении воздуха. Специальные
геофизические карты отображают особенности магнитного поля, ускорения
силы тяжести, строение ионосферы над Антарктидой. Геологические карты
позволяют судить о породах и истории формирования континента в древние
времена. Есть карты исторические, на них Антарктида - от открытия ее
Беллинсгаузеном и Лазаревым до географических открытий наших дней.
И совсем необычна карта подледного рельефа Антарктиды. Рельеф других
континентов легко изучить, он не скрыт ледником, как у Антарктиды. Лед
покрывает здесь более 95% площади. Ледниковый покров Антарктиды - это
гигантский купол. Его высота в центре 4 тыс. м над уровнем моря.
Крутизна склона у берега больше, чем во внутренних районах. Профиль
ледника напоминает математическую кривую - половину эллипса,
разрезанного по длинной оси. Это связано со свойством льда - текучестью:
лед медленно растекается от центра к краям. А так как там постоянно
выпадает снег, то процесс этот непрерывен. Скорость движения льда
невелика - в течение года от нескольких сантиметров в центре до 200- 300
м у краев. Горные вершины "протыкают" лед только по краю покрова, где
высота его не больше 2-2,5 тыс. м над уровнем моря.
Ледниковый покров Антарктиды имеет в разрезе форму полуэллипса.
Почему же в центре Антарктиды горы не выходят на поверхность? Может
быть, их там нет вовсе? Может быть, центральные
районы - это огромная равнина, лежащая ниже уровня моря, как в
Гренландии?
Так возник вопрос: а материк ли Антарктида? Ответить на него можно было,
только проникнув вглубь, сквозь толщу льда.
К центру континента по ледниковому куполу двинулись санно-гусеничные
поезда. Мощные тягачи, в кузовах-домах которых жили и работали ученые,
тащили тяжелые сани с грузами. Их подстерегали опасные трещины в
леднике, скрытые снежными мостами, пурга и морозы. От разреженного
воздуха высокогорья, нехватки кислорода задыхались не только люди, но и
двигатели машин.
Ученые пересекли континент в разных направлениях. Изо дня в день они
измеряли толщу льда. Для каждого такого измерения приходилось бурить
скважины, расставлять приборы, производить взрывы.
При этом использовался метод сейсмического зондирования: волна от взрыва
бежала через лед до дна - на границу со скалой - и, отражаясь от ее,
возвращалась на поверхность. Приборы измеряли время,
Оледенение Антарктиды можно представить как четыре огромных купола
растекания: три - в западной части материка и один - в восточной.
Восточноантарктический купол - это два как бы слившихся купола, а
поднятие между их центрами - ледораздел.
потраченное ею на этот пробег. Скорость распространения волны составляла
3800 м/сек. Помножив скорость на время и разделив пополам, получали
толщину льда. Гравиметрические измерения (точное измерение ускорения
силы тяготения) вместе с сейсмическим методом позволяли определять
толщину льда. В самое последнее время экспедиции СССР, США и Англии
применили новый метод зондирования - радиолокационный: радиоволны
"просвечивают" лед и отражаются от границы, где лед соприкасается с
коренным ложем.
Ученые разных стран в общей сложности прошли более 50 тыс. км, определив
толщину льда в 10 тыс. точек. На основании всех этих измерений и была
впервые создана карта подледного рельефа Антарктиды (см. цветную
вклейку).
Оказывается, под ледниковым покровом скрыт чрезвычайно сложный рельеф: и
мощные горные хребты высотой более 3 тыс. м над уровнем моря, и обширные
равнины, толщина льда над которыми достигает 3-4 тыс. м.
Хребты, по праву первооткрывателей, советские ученые назвали именами
русских академиков Гамбурцева, Вернадского и Голицына. Равнины получили
названия Западной, Восточной и Шмидта.
Стало ясно, что Антарктида в прошлом, до оледенения, была крупным
материком с горами и долинами, реками, озерами и внутренними морями. Лед
(по разным данным, ледниковый покров возник от 30 до 1 млн. лет назад)
скрыл почти весь континент, за исключением высоких гор на краю.
Двадцать пять миллионов кубических километров - вот объем льда, который
сегодня покрывает Антарктиду. Если его растопить, уровень Мирового
океана поднимется примерно на 60 м.
А если лед Антарктиды равномерно распределить по остальным материкам, он
покроет их слоем в 170 м.
Исследования показали, что под огромной тяжестью льда земная кора в
Антарктиде опустилась в среднем на 500 м, а подкоровое вещество
выдавилось по краям материка, возможно вызвав поднятие дна океана или
окраинных гор. Если до исследований Антарктиды существование материка
ставили под сомнение, то теперь он даже измерен.
Маршруты сейсмогравиметрических исследований.
Схема сейсмозондирования. Сейсмический взрыв возбуждает колебания,
которые достигают коренного ложа и, отражаясь от него, возвращаются на
поверхность ледникового покрова. Эти колебания воспринимаются и в виде
электрических импульсов передаются на регистрирующий осциллограф.
Это важно для понимания движения земной коры северных материков, которые
в прошлом также подвергались мощному оледенению.
Не менее важны исследования так называемого бюджета ледникового покрова.
Сколько в Антарктиде выпадает снега и тает льда? Если больше выпадает
снега, чем тает льда, то Антарктида растет, а если наоборот, то ледник
сокращается, и тогда возможен подъем уровня океана. Ведь достаточно
океану подняться всего на несколько десятков сантиметров, чтобы
причинить людям большие неприятности: защишая берег от наступления моря,
придется наращивать дамбы и причалы. Гляциологические измерения
показали, что бюджет более или менее равновесен.
Специальные наблюдения велись в Антарктиде над температурой ледника.
Пробуренные скважины позволили разместить термометры на глубине до 350
м. Результаты были необычны. Как правило, температура льда или земли с
глубиной повышается, а в скважине около Мирного вначале все происходило
наоборот, и только на глубине более 100 м температура стала повышаться.
Что это за волна холода?
Расчеты говорят, что причин может быть две: одна связана с тем, что лед
движется из центра, холодных районов, и не успевает приобретать
температуру воздуха более теплых, краевых частей покрова, а поскольку
прогрев идет сверху, то в толще ледника с глубиной температура падает.
Другая возможная причина заключается в том, что несколько сот или тысяч
лет назад климат был холоднее, и на глубине более 100 м сохранилась
температура тех времен.
Зная температуру на различной глубине, мы можем узнать многое о климате.
В течение года температура меняется: летом теплее, зимой холоднее, даже
в течение одного дня она непостоянна. На глубине 15-20 м в плотном снегу
эти колебания затухают, и здесь сохраняется постоянная среднегодовая
температура. Измерения льда на этой глубине показывают, например, что
среднегодовая температура на станции Восток минус 56°; это совпадает с
наблюдениями метеорологов.
Станция Восток сейчас считается полюсом холода - здесь зарегистрирована
(август 1958 г.) самая низкая на Земле температура -88,3°. Но
исследования гляциологов показали, что самая низкая температура на Земле
должна была быть в точке с координатами 82с2' южной широты, 69°44'
восточной долготы на высоте 4000 м над уровнем моря. В пробуренной здесь
скважине среднегодовая температура -60°, и когда на станции Восток была
зарегистрирована самая низкая температура, то в этом месте температура
воздуха достигала 95-100° мороза.
Хотя полюс холода определяют по метеорологическим данным, справедливее
было бы считать им указанную точку, открытую гляциологами.
Интересна гипотеза о донном таянии. В центральной части Антарктиды, где
толщина льда достигает 3500-4000 м, снизу ледник тает за счет тепла,
идущего из земной коры. С края, где ледник тоньше, таяния не происходит
- холод, проникая в ложе ледника, примораживает его к породе. Гипотеза
предполагает, что образующаяся вода или скапливается в виде подледных
озер-линз, или, возможно, выдавливается к краю по долинам, таким, как,
например, Долина МГГ. Эти предположения - результат сложных расчетов
температурных показаний в неглубоких скважинах. А недавно стало
известно, что американцы в районе станции Берд пробурили ледник на
глубину 1700 м и обнаружили воду, хлынувшую вверх по скважине. Теперь
можно будет проверить правильность гипотезы о донном таянии.
Предполагалось, что открытые в Антарктиде оазисы - свободные ото льда
участки суши - своим происхождением также обязаны потокам тепла из
земной коры. Однако оазисы по интенсивности тепловых потоков ничем не
отличаются от других районов. Летом в Антарктиде на единицу площади
поступает столько тепла, сколько в тропиках, потому что солнце светит
почти полные сутки, облачности нет, воздух прозрачен, и, хотя солнечные
лучи здесь падают под меньшим углом, чем в тропиках, они все же сильно
нагревают темные скалы. Белоснежный ледник отражает до 90% солнечного
света. Достаточно на снегу появиться темному пятну, камню, как сразу
вокруг него и под ним начинается таяние. Поэтому хотя в оазисах зимой
выпадает много снега, летом он быстро стаивает, образуя озера.
Кроме ледникового покрова, в Антарктиде существуют огромные шельфовые
ледники, которые находятся на плаву. Они возникают из морского льда или
всплывающего края материкового ледника. Выпадающий снег увеличивает
толщину этих ледников сверху. Снизу они подтаивают, размываемые морской
водой. Но иногда в шельфовых ледниках наблюдается обратное явление - они
тают сверху, а снизу намерзают. В одном таком леднике, около
американской станции Мак-Мердо, на поверхности вытаивают рыбы и
водоросли, которые вмерзли в ледник снизу несколько сотен лет назад.
Схема бюджета массы льда Антарктиды. Осадки, выпадающие на
поверхность, превращаются в лед, который медленно растекается от центра
к краям. У краев лед тает с поверхности и здесь же откалываются
айсберги, уплывающие к северу. Под влиянием потока тепла из недр земли
происходит донное таяние. Образующаяся вода выжимается к краям или
скапливается в виде линз в толще ледника.
Так образуются шельфовые ледники
За десять лет геологи обследовали и нанесли на карту строение почти всех
выходящих на поверхность вершин. Хотя это всего несколько процентов
площади Антарктиды, тем не менее им удалось восстановить ее
геологическую историю. Восточная часть Антарктиды - платформа. Она
возникла в протерозойскую эру, как часть древнего материка Гондваны. В
палеозое в Западной Антарктиде были сильные горнообразовательные
процессы, несколько раз она опускалась ниже уровня моря. Есть признаки,
что в мезозойскую эпоху в Антарктиде было оледенение, которое
впоследствии исчезло. Когда-то материк покрывала теплолюбивая
тропическая растительность, позже превратившаяся в уголь. Безусловно,
Антарктида очень богата полезными ископаемыми, и даже в той небольшой
части континента, что исследовали геологи, они обнаружили месторождения
руд железа и полиметаллов, слюды и угля, флюорита и горного хрусталя.
Ученые считают, что в Антарктиде должны быть и алмазы.
До сих пор остается загадкой полная асейсмичность Антарктиды. За все эти
годы ни одна сейсмическая станция на территории Антарктиды не
зарегистрировала ни одного даже слабого землетрясения. Это удивительно
потому, что Западная Антарктида входит в тихоокеанское кольцо
сейсмически активной зоны. Антарктические Анды, в отличие от
Южноамериканских Анд, продолжением которых они являются, не ощущают ни
одного толчка. Не испытывает колебаний даже прибрежная, шельфовая часть
материка, покрытая водой. Но в Антарктиде есть действующие вулканы,
следы поднятия и опускания земной коры в наше время.
Эта загадка интересует ученых, потому что ответ на нее, возможно,
объяснит механизм и причины землетрясений и, может быть, даже откроет
пути борьбы с ними.
В Антарктиде работают пять советских станций: Мирный, Молодежная,
Новолазаревская, Восток и Беллинсгаузен (в районе Антарктического
полуострова). Основная база экспедиции переместится на станцию
Молодежная, ближе к малоисследованным районам Земли Королевы Мод и в
более благоприятные условия оазиса. Здесь строят дома на высоких
столбах, чтобы ветер в пургу проносил снег под домами. (В Мирном этот
способ еще не применялся, и сейчас все строения погребены под
многометровым слоем снега.)
Станция Молодежная, Строится новый дом для полярников.
Полеты из Москвы в Антарктиду на тяжелых самолетах ИЛ-18 стали обычными
- ученые могут теперь работать там в летний сезон, не оставаясь на
долгую зимовку.
Американская экспедиция по-прежнему имеет постоянные станции Мак-Мердо,
Берд, Амундсен-Скотт. Станция Эйтс (у основания Антарктического
полуострова) и станция в Восточной Антарктиде на ледяном плато (между
полюсом Недоступности и Молодежной) организованы временно, на один-два
года. Советская и американская экспедиции регулярно обмениваются
учеными. Между всеми экспедициями в Антарктиде установились хорошие
деловые отношения. Взаимная помощь в трудных условиях - закон, который
помогает людям побеждать природу этого сурового континента.
Подводный рельеф Антарктиды. Чтобы увеличить рисунок щелкните по
нему.
А.П. Капица
Размещение фотографий и
цитирование статей с нашего сайта на других ресурсах разрешается при
условии указания ссылки на первоисточник и фотографии.