Четвертый этап исследований Северного Ледовитого океана

С конца 40-х гг. XX в. начинается современный этап освоения и изучения Северного Ледовитого океана и его морей. Он отличается от предыдущих тем, что наряду со специализированными экспедициями проводятся лабораторные и теоретические исследования. Открытие хребтов Ломоносова и Менделеева, а также ряда глубоководных котловин изменили представления о рельефе дна океана.

В 1948-1949 гг. на льды Арктики самолетами доставлялись отряды исследователей на короткий срок — от трех часов до трех суток. Были продолжены работы дрейфующих станций («СП-2», «СП-3» и т. д.). В 1957 г. экспедиция Я. Л. Гаккеля установила, что западнее хребта Ломоносова проходит подводное сооружение вулканического характера — арктическое продолжение Срединно-Атлантического хребта (впоследствии этот хребет получил имя Гаккеля).

В 1963 г. было осуществлено плавание подо льдом к Северному полюсу подводной атомной лодки «Ленинский комсомол». Попытки пройти на судах через Арктический бассейн продолжались. В 1977 г. сотрудниками Института Арктики и Антарктики была осуществлена высокоширотная экспедиция на атомном ледоколе «Арктика». На 88° с. ш. ледокол встретил « канадца » — так полярники называют мощный голубоватого цвета лед, формирующийся у Аляски и Канадского Арктического архипелага. Но ледокол медленно продвигался на север и 17 августа 1977 г. достиг Северного полюса. Впервые были получены достоверные современные сведения о льдах центральной части океана.

Исследования западного сектора и в первую очередь особенности плавания по Северо-Западному проходу среди островов Канадского Арктического архипелага продолжают канадские и американские исследователи.

Геоморфологи

Евразийский и североамериканский шельф окаймляют материковый склон и материковое подножие. Внутри этого почти замкнутого пространства находится сложно построенное ложе Северного Ледовитого океана — так называемый Арктический, или Полярный, бассейн, дно которого сложено корой океанического типа. От края шельфа района Новосибирских островов до острова Элсмир Арктический бассейн пересекает подводный хребет Ломоносова, разделяя его на две неравные части. Каждая из них, в свою очередь, разделяется на плоские или холмистые котловины и обособляющие их подводные поднятия и хребты. Глубины котловин достигают 2500-3000 и даже почти 4000 м. Дно их обычно покрыто мощными толщами (до 3,5 км) осадков. Самая большая из котловин — Канадская. Глубина вершин подводных хребтов и поднятий — 500-1500 м, мощность покрывающего осадочного покрова — несколько сотен метров. Наиболее обширное поднятие этой части Арктического бассейна расположено между хребтами Ломоносова и Менделеева, Канадской котловиной и материковым склоном. Оно состоит из двух плато — Чукотское и Альфа.

По другую сторону хребта Ломоносова простираются глубоководные котловины: Амундсена и Нансена, а между ними — хребет Гаккеля. Каждый из этих структурных элементов дна центральной части Северного Ледовитого океана имеет свои особенности и уникален в том или ином отношении: глубина котловины Амундсена превышает 4000 м, и в ее пределах на глубине 4485 м находится Северный полюс. Котловина Нансена достигает глубины 5449 м. Поднимающийся между ними хребет Гаккеля по многим признакам принадлежит к системе срединно-океанических хребтов и является наиболее северным звеном этой глобальной системы. Посредством хребтов Книповича и Мона через глубоководные моря Гренландское и Норвежское и о. Исландия хребет Гаккеля соединяется со Срединно-Атлантическим хребтом. Вероятно, вдоль этой системы произошло окончательное разъединение Евразийской и Северо-Американской литосферных плит, а водное пространство, соединяющее Атлантику с Северным Ледовитым океаном, можно рассматривать как переходную зону между ними. В некоторых случаях его даже выделяют как особый регион Мирового океана, противопоставляя Арктическому бассейну как собственно океану.

 

Геологи

Геологическое строение и рельеф дна:

Большую часть рельефа дна Северного Ледовитого океана занимает шельф (более 45 % дна океана) и подводные окраины материков (до 70 % площади дна). Именно этим объясняется малая средняя глубина океана — около 40 % его площади имеет глубины меньше 200 м. Северный Ледовитый океан окаймляют и частично продолжаются под его водами материковые тектонические структуры: Северо-Американская древняя платформа; Исландско-Фарерский выступ каледонской Евразийской платформы; Восточно-Европейская древняя платформа с Балтийским щитом и лежащая почти полностью под водой Баренцевоморская древняя платформа; Уральско-Новоземельское горное сооружение; Западно-Сибирская молодая платформа и Хатангский прогиб; Сибирская древняя платформа; Верхояно-Чукотская складчатая страна. В российской науке океан принято делить на 3 обширные акватории: Арктический бассейн, включающий глубоководную центральную часть океана; Северо-Европейский бассейн, включающий материковый склон Баренцева моря до 80-й параллели на отрезке между Шпицбергеном и Гренландией; Канадский бассейн, включающий акваторию проливов Канадского архипелага, Гудзонов залив и море Баффина.

Северо-Европейский бассейн:

Основу рельефа дна Северо-Европейского бассейна составляет система срединно-океанических хребтов, являющихся продолжением Срединно-Атлантического хребта. На продолжении хребта Рейкьянес находится рифтовая зона Исландии. Эта рифтовая зона характеризуется активным вулканизмом и интенсивной гидротермальной деятельностью.   Элементом подводной окраины Европейского субконтинента у побережья Скандинавского полуострова является выступающее далеко к западу плато Воринг. Она разделяет Норвежское море на две котловины — Норвежскую и Лофотенскую с максимальными глубинами до 3970 метров. Дно Норвежской котловины имеет холмистый и низкогорный рельеф. Котловину разделяет на две части Норвежский хребет — цепочка невысоких гор, протянувшихся от Фарерских островов до плато Воринг. К западу от срединно-океанических хребтов расположена Гренландская котловина, в которой преобладают плоские абиссальные равнины. Максимальная глубина Гренландского моря, одновременно являющаяся максимальной глубиной Северного Ледовитого океана, составляет 5527 м.

На подводной материковой окраине распространена земная кора континентального типа с очень близким к поверхности залеганием кристаллического фундамента в пределах шельфа. Для рельефа дна Гренландского и Норвежского шельфа характерны экзарационные формы ледникового рельефа.

Канадский бассейн:

Большую часть Канадского бассейна составляют проливы Канадского Арктического архипелага, которые также носят название Северо-Западного прохода. На многих островах архипелага и сейчас обширные площади заняты ледниками. Ширина шельфа составляет 50—90 км, по другим источникам — до 200 км.

Арктический бассейн:

Основная часть Северного Ледовитого океана — это Арктический бассейн. Более половины бассейна занимает шельф, ширина которого составляет 450—1700 км, в среднем 800 км.

Баренцевоморский шельф в структурно-геологическом отношении представляет собой докембрийскую платформу с мощным чехлом из осадочных пород палеозоя и мезозоя, его глубина — 100—350 м. На окраинах Баренцева моря дно сложено древними складчатыми комплексами различного возраста. Наиболее значимые впадины и прогибы моря: Медвежинский жёлоб на западе, желоба Франц-Виктория и Святой Анны на севере, жёлоб Самойлова в центральной части Баренцева моря, крупные возвышенности — Медвежинское плато, Нордкинская и Демидовская банки, Центральное плато, возвышенность Персея, возвышенность Адмиралтейства.

Дно Белого моря в северной и западной частях сложено Балтийским щитом, в восточной — Русской платформой. В северной части шельф пересекает погружённое звено Уральско-Новоземельского мегантиклинория, структуры которого продолжаются на северном Таймыре и архипелаге Северная Земля.

 Дно Карского моря пересекают чётко выраженные продолжения долин Оби и Енисея. Вблизи Новой Земли, Северной Земли, Таймыра на дне распространены экзарационные и аккумулятивные реликтовые ледниковые формы рельефа. Глубина шельфа составляет в среднем 100 м. Преобладающий тип рельефа на шельфе моря Лаптевых, глубина которого составляет 10—40 м, — морская аккумулятивная равнина, вдоль побережий, а на отдельных банках — абразивно-аккумулятивные равнины.

Этот же выровненный рельеф продолжается на дне Восточно-Сибирского моря, местами на дне моря (около Новосибирских островов и к северо-западу от Медвежьих островов) чётко выражен грядовый рельеф. На дне Чукотского моря преобладают затопленные денудационные равнины. Южная часть моря представляет собой глубокую структурную впадину, заполненную рыхлыми отложениями и мезокайнозойскими эффузивами. Глубина шельфа в Чукотском море составляет 20—60 м.

Донные отложения Арктического бассейна исключительно терригенного происхождения. Преобладают осадки тонкого механического состава.

Мощность донных отложений в Северном Ледовитом океане достигает 2—3 км в американской части и 6 км в евразийской части, что объясняется широким распространением плоских абиссальных равнин. Большая мощность донных отложений определяется высоким количеством поступающего в океан осадочного материала, ежегодно около 2 миллиардов тонн или около 8 % от общего количества, поступающего в Мировой океан.

Климатологи

Северный Ледовитый океан располагается в приполюсных широтах, где в атмосферу в среднем за год уходит больше тепла, чем приходит. Этим обусловлены и объясняются многие особенности и характеристики его гидрологического режима. В июле на 80° с. ш. на поверхность поступает около 31 ккал/см² в месяц. Но значительная часть этой энергии теряется вследствие большой отражательной способности снега и льда. Альбедо морских льдов и снега — 80-85%, т. е. его роль в формировании радиационного баланса чрезвычайно велика.

По расчетным данным и непосредственным измерениям годовой радиационный баланс Центральной Арктики положительный и колеблется от 2 ккал/см² до величин, близких к 0. В зимнее время остывшие нижние слои приземного слоя воздуха получают немного тепла от атлантических вод, температура которых подо льдом достаточно высокая по сравнению с другими слоями воды. Весной и летом к понижению температуры воздуха ведет огромная затрата тепла на таяние снега и льда.

Формирование климата Арктического бассейна связано с взаимодействием барических центров, образующихся как над океаном, так и над соседними участками суши.

В Арктическом регионе взаимодействуют четыре центра повышенного давления. В центре бассейна располагается обширный постоянный максимум, границей которого служит арктический фронт (приблизительно на 70° с. ш.). С сентября по март формируются Азиатский и Североамериканский максимумы. И наконец, в течение всего года над ледяным куполом Гренландии функционирует Гренландский максимум. Над океанами в зимнее полугодие активны Исландский минимум и играющий местную роль для Северного Ледовитого океана Алеутский минимум Тихого океана. В северо-восточном направлении развивается Исландско-Карская ложбина, к зиме она достигает Восточносибирского моря. По оси ложбины проходит арктический фронт, вдоль которого происходит активное движение циклонов. Его влияние сказывается на климате восточной части Чукотского моря, иногда циклоны прорываются в Центральную Арктику, играя некоторую роль в питании ледников западных окраин Канадского Арктического архипелага. В прибрежных районах материков и в Гренландии наблюдается муссонный характер ветров.

Арктический климат наиболее ярко проявляется во время полярной ночи, продолжающейся в разных частях океана от нескольких суток до полугода (на полюсе). В это время не поступает солнечное тепло, остается только атмосферная радиация адвективного происхождения. Полярной ночью отмечаются самые низкие температуры в приземных слоях атмосферы (ниже —30°С). Усиливается выхолаживание огромной поверхности замерзшего океана вследствие излучения.

Необходимо отметить, что того количества тепла, которое получает Северный Ледовитый океан за полярный день, вполне достаточно, чтобы растопить все льды и снега, если бы поверхность океана была черного цвета, поглощающего радиацию. В летнее время интенсивно протекают процессы испарения и образования облаков. Зимой все прекращается. Океан отдает тепло, хотя и небольшое, атмосфере.

В целом климат океана можно охарактеризовать как суровый с продолжительной зимой, сильными ветрами, малой суммой осадков, но частыми туманами, метелями, вечными льдами, со среднегодовой температурой ниже 0°С.

Преобладающая скорость ветров — 4-9 м/с. Облачность летом — более 7 баллов, зимой — 4-9 баллов. Годовая сумма осадков редко где превышает 200 мм. Значительная часть последних приходится на иней, изморозь, ледяной налет, что связано с низкими температурами и высокой относительной влажностью воздуха (70% и более). Характерную особенность климата Арктики отмечал В. Ю. Визе: наибольшие суточные амплитуды температур наблюдаются весной — в апреле, в переходное время от полярной ночи к полярному дню, при минимальной облачности и очень слабых ветрах. Для ледово-морской (центральной) части характерны почти полное отсутствие положительных среднесуточных температур, однородность летних (июль-август) температур и отсутствие ярко выраженного среднемесячного зимнего минимума. Абсолютный минимум температур не достигает —50°С.

Гидрологи

Гидрологический режим:

Благодаря полярному географическому положению океана в центральной части Арктического бассейна ледяной покров сохраняется в течение всего года, хотя и находится в подвижном состоянии.

Циркуляция поверхностных вод:

Постоянный ледяной покров изолирует поверхность вод океана от непосредственного воздействия солнечной радиации и атмосферы. Важнейшим гидрологическим фактором, влияющим на циркуляцию поверхностных вод, является мощный приток атлантических вод в Северный Ледовитый океан. Это тёплое Северо-Атлантическое течение определяет всю картину распределения течений в Северо-Европейском бассейне и в Баренцевом, отчасти в Карском морях. На циркуляцию вод в Арктике заметно влияет также приток тихоокеанских, речных и глетчерных вод. Баланс вод выравнивается, прежде всего, за счёт стока в северо-восточную часть Атлантического океана. Это и есть главное поверхностное течение в Северном Ледовитом океане. Меньшая часть вод стекает из океана в Атлантику через проливы Канадского Арктического архипелага.

Существенную роль в формировании поверхностной водной циркуляции океана играет речной сток, хотя по объёму он невелик. Более половины речного стока дают реки Азии и Аляски, поэтому здесь возникает постоянное стоковое движение вод и льдов. Образуется течение, которое пересекает океан и в западной его части устремляется в пролив между Шпицбергеном и Гренландией.

В море Бофорта между Аляской и Трансатлантическим течением возникает местный круговорот. Другой круговорот образуется восточнее Северной Земли. Местный круговорот в Карском море образуют Восточно-Новоземельское и Ямальское течения. Сложная система течений наблюдается в Баренцевом море, где она целиком связана с Северо-Атлантическим течением и его ответвлениями. Перейдя Фарерско-Исландский порог, Северо-Атлантическое течение следует на северо-северо-восток вдоль берегов Норвегии под названием Норвежское течение, которое затем разветвляется на Западно-Шпицбергенское и Норткапское течения. Последнее у Кольского полуострова получает название Мурманского, а затем переходит в Западно-Новоземельное течение, постепенно затухающее в северной части Карского моря. Все эти тёплые течения движутся со скоростью более 25 см в секунду.

Водные массы:

В Северном Ледовитом океане выделяются несколько слоёв водных масс. Поверхностный слой (до 25—50 м) имеет низкую температуру (ниже −1,5 °C) и пониженную солёность (28—33,5 промилле). Последняя объясняется распресняющим действием речного стока, талых вод и очень слабым испарением.

Вдоль Американского континента образовалась зона с солёностью на 2—4 промилле меньше среднемноголетних значений, а в Евразийском суббассейне зафиксирована аномалия с повышенной солёностью до 2 промилле. Граница между этими двумя зонами проходит вдоль хребта Ломоносова. Были зафиксированы аномалии температуры поверхностных вод на значительной части акватории Канадского суббасейна, достигающие значений +5°С по отношению к среднему многолетнему уровню. Величина аномалий до +2°С зафиксирована в море Бофорта, в южной части котловины Подводников и западной части Восточно-Сибирского моря. Также наблюдается повышение температуры глубинных атлантических вод в отдельных районах Арктического бассейна (иногда отклонения доходят до +1,5°С от среднего климатического состояния).

Приливы, нагоны и волнения:

Приливно-отливные явления в арктических морях определяются в основном приливной волной, распространяющейся из Атлантического океана. В Баренцевом и Карском морях приливная волна приходит с Запада со стороны Норвежского моря, в моря Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское и Бофорта приливная волна поступает с севера, через Арктический бассейн. Преобладают приливы и приливно-отливные течения правильного полусуточного характера.

Лёд:

Ледовитость имеет огромное значение для гидродинамики и климата Арктики. Льды круглогодично присутствуют во всех арктических морях. В центральных районах океана паковые льды сплошным покровом распространены и в летнее время, достигая толщины 3—5 метров. В океане дрейфуют ледяные острова (толщиной 30—35 метров), используемые для базирования дрейфующих станций «Северный полюс». Льды дрейфуют со средней скоростью 7 км/сутки, максимальной до 100 км/сутки. Прибрежные моря летом в значительной части освобождаются ото льда, но остаются отроги океанических ледниковых массивов, близко подступающих к берегу и создающих проблемы для судоходства. В Карском море летом сохраняется местный массив дрейфующих льдов, другой существует к югу от острова Врангеля. Береговой припай исчезает у берегов летом, но на некотором расстоянии от берега возникают локальные массивы припайных льдов: Североземельский, Янский и Новосибирский. Береговой припай в зимнее время особенно обширен в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском, где его ширина измеряется многими сотнями километров.

Биологи

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: