Ледник Фильхнера

Почти 800 тыс. айсбергов плавает в водах Южного океана. По подсчетам ленинградского океанолога А. А. Лебедева, их объем составляет 9,3 тыс. км. Среди айсбергов есть настоящие ледяные горы, возвышающиеся над поверхностью моря на сотню метров, и купола пониже, рассеченные сетью глубоких трещин. Такие айсберги отрываются от ледяных потоков, спускающихся с возвышенностей прямо в океан. Но самые большие айсберги — столовые, огромные плавающие острова размером иногда с небольшое государство, необозримы с судна. Их зачастую можно принять за ледяной берег Антарктиды, что и случалось неоднократно за полтора века ее исследований. Столовые айсберги откалываются от шельфовых ледников, т. е. тех ледников, что лежат на шельфе океана. 45 % длины береговой линии Антарктиды образовано шельфовыми ледниками. Эти, в основном находящиеся на плаву, ледяные плиты, прикрепленные внутренними частями к ледниковому покрову материка, выполняют роль своеобразных плотин, удерживающих ледниковый покров Западной, а возможно, и Восточной Антарктиды от разрушения, которое несомненно привело бы к глобальным последствиям: к изменению уровня океана и, как следствие, изменению климата Земли. Среди основных видов ледниковых образований в Антарктиде (материковый покров, выводные и горные ледники) шельфовые ледники наиболее подвижны. Именно через них происходит разгрузка преобладающей массы льда, до 80 % всего расхода льда Антарктиды. При этом площадь шельфовых ледников составляет только 11 % общей площади материка. Если обычные ледяные берега Антарктиды меняют свои очертания едва заметно, то ледяные барьеры шельфовых ледников отступают и наступают на десятки километров, причем не одновременно в разных районах Антарктиды. Откол айсбергов от шельфовых ледников происходит неравномерно; часто в течение десятилетий ледяной барьер продвигается к северу, в открытое море и не порождает крупных айсбергов. Затем, без всяких внешних признаков, неожиданно, происходит разрушение огромной площади и образование сразу нескольких крупных и сотен мелких айсбергов. При этом в океан поступает масса льда, значительно превышающая среднюю многолетнюю величину. И это тоже влияет на ледовитость и соленость вод Южного океана и отражается на уровне воды Мирового океана. Возможно, существует определенная периодичность в наступлении и разрушении ледяных барьеров шельфовых ледников, обусловленная их взаимодействием с океаном и атмосферой. Особенно сильно подвержены воздействию океана и атмосферы далеко продвинувшиеся, находящиеся на плаву и сравнительно тонкие (200—300 м) части шельфовых ледников. Гляциолог Л. М. Саватюгин доказал, что одна из причин откола гигантских айсбергов связана с возникновением в атмосфере крупных барических волн в области взаимодействия антарктического антициклона над ледниковым покровом площадью почти 14 млн км2 с областью пониженного атмосферного давления над прибрежными морями Южного океана. Кроме, так сказать, внутренних научных проблем шельфовых ледников существуют и внешние. Как известно, именно с шельфовыми зонами океана связаны крупные месторождения нефти и газа, которые уже активно разрабатываются в морях Северного полушария. А в Антарктиде эти месторождения еще предстоит разведать. Сделать это нелегко опять-таки из-за непредсказуемой пока динамики шельфовых ледников. Столовые айсберги, откалывающиеся от шельфовых ледников, представляют собою самые удобные их «образцы» с точки зрения транспортировки в засушливые районы Земли. Проблема использования айсбергов для водоснабжения и орошения засушливых районов еще недавно обсуждалась только в научной литературе и рассматривалась как экзотическая задача будущего. Возрастающее опустынивание многих районов Земли, губительные засухи последних лет в Северной Африке придали научной проблеме использования айсбергов острую жизненную необходимость. Видимо, реализация существующих технических проектов транспортировки айсбергов или воды, полученной в результате их таяния, все же осуществится в ближайшие десятилетия. Таким образом, круг научных и практических задач изучения шельфовых ледников достаточно широк. Именно поэтому центр тяжести научных исследований в Антарктиде в последние годы заметно смещается в их сторону. В 40-х годах прошлого века, когда англичане под руководством Дж. Росса пытались пробиться к югу в поисках последнего неоткрытого материка, им на протяжении тысячи километров постоянно преграждала путь отвесная стена ледника высотой 30—40 м. В то время Росс не имел возможности ни высадиться, ни заглянуть за линию барьера, а потому и не оценил масштабы сделанного им открытия. Получивший его имя ледник оказался самым крупным на Земле шельфовым ледником. Он имеет площадь 538 тыс. км2, т. е. размеры Франции. Чуть меньше шельфовый ледник Фильхнера — Ронне, расположенный по другую сторону Западной Антарктиды в море Уэдделла. И здесь с моря можно видеть только отвесный ледяной барьер протяженностью почти в тысячу километров, а за ним к югу тянется плоская белая равнина, местами пересеченная гигантскими трещинами. Все это типичные черты шельфовых ледников Антарктиды.

РОЖДЕНИЕ АЙСБЕРГОВ
Море почти свободно от ледяных полей, что редко бывает в этом чрезвычайно ледовитом районе Южного океана. Именно из-за повышенной ледовитости он наименее исследован до сих пор. Заглядывая вниз, видишь стену ледяного барьера. Сквозь прозрачную воду видно, как уходит она в темную глубину. Там находится семь восьмых толщины шельфового ледника. Высота барьера 20 м, а под водой — 140 м. Впереди показался ледяной остров Беркнер — самый крупный среди ледяных островов в Антарктиде. Его размеры 375X150 км, а высота достигает 1000 м и скрыта в тумане и облаках. Подобные ледяные острова располагаются в теле шельфовых ледников. Они как бы зажаты среди обтекающих их масс льда, находящихся на плаву. Возможно, что ледяные острова остались с тех времен, когда шельфовые ледники были значительно толще, чем в настоящее время, т. е. в период максимума развития последнего оледенения — 10— 15 тыс. лет назад. После сокращения оледенения части шельфовых ледников, находящиеся на плаву, стали значительно тоньше и сократились в размерах. Те части, которые сидят на мели, мало изменились по высоте и теперь образовали возвышения среди плоских просторов шельфовых ледников — ледяные острова. Есть и другая точка зрения на образование ледяных островов. Когда гигантский айсберг садится на мель, один его край приподнимается. При толщине айсберга 400—500 м и более такое поднятие может составить несколько сот метров. Вокруг айсберга образуются поля сплоченного морского льда, и в результате накопления снега на его поверхности лед утолщается и постепенно превращается в шельфовый ледник. За столетия поверхность айсберга принимает форму купола в результате растекания льда. Из-за большой высоты поверхности над таким островом-айсбергом формируется особый микроклимат: постоянная облачность и повышенное количество атмосферных осадков. Благодаря этому остров может еще вырасти в высоту. Ледяные острова есть в каждом шельфовом леднике, и они играют роль «якорей», удерживающих их от разрушения. По другую, восточную, сторону о. Беркнера начинается шельфовый ледник Фильхнера. Он меньше, чем шельфовый ледник Ронне, и, как показали исследования, имеет совершенно отличную от него динамику и режим. На границе острова и ледника Фильхнера поверхность льда смята в складки. Ледяные блоки стоят вертикально и громоздятся друг на друга, подобно поставленным вертикально костяшкам домино. Не представляю, каким это все сопровождается грохотом — звук не доносится в кабину самолета, но кажущееся беззвучие происходящего под нами еще более усиливает впечатление. Эта адская кухня зарождения айсбергов совершенно не похожа на спокойное «отчаливание» огромных столовых айсбергов от шельфового ледника, которое приходилось видеть раньше. Стоящие вертикально блоки льда достигают высоты 50-этажного дома. Блоки сползают откуда-то сверху, с высоты скрытых в тумане склонов о. Беркнер. Блоки ворочаются, дробят друг другу края, перемалывают морской лед в крошево и ныряют в глубину моря. Невдалеке видны вынырнувшие, омытые морской водой, совсем «свеженькие» айсберги с яркими голубыми краями, еще не оплавленными солнцем и морской водой. Течение подхватывает айсберги и несет их в сторону Антарктического п-ова, к проливу Дрейка. Правда, все это небольшие, игрушечные айсберги. А как рождаются гиганты?
Через 30 минут полета над гладью ледника показались далекие черные точки. И вот стали различимы несколько десятков домиков, образующих аккуратные улицы; большое черное пятно — это тысячи бочек с горючим, составленные рядами прямо на снегу, укатанная полоса снежного аэродрома, мачта с красным флагом в центре поселка и рядом кают-компания, едва видная из-под снега, многочисленные дорожки, тропинки линии передач. База Дружная-1 — единственный населенный пункт на шельфовом леднике Фильхнера, да и тот временный. Только два летних месяца идут здесь работы. Они закончатся через пару недель, и станция замрет до следующего антарктического лета. Так продолжается десять лет.
Ил-14 ложится на крыло и делает широкий заход над морем Уэдделла, над плывущими на запад айсбергами и белыми просторами шельфового ледника Фильхнера.
СТРАНИЧКИ ИСТОРИИ
В 1912 г. немецкая экспедиция В. Фильхнера первой подошла к ледяному барьеру в море Уэдделла. В той части, где барьер низкий, удалось высадить экспедицию. Но приступить к научным наблюдениям помешал неожиданный откол крупного айсберга. Экспедиция срочно покинула район работ.
В 1947 г. американская экспедиция под рукодством Ф. Ронне подошла к тому месту, где должен был, согласно данным Фильхнера, находиться ледяной барьер. Но его граница оказалась почти на 110 км южнее, и Ронне решил, что Фильхнер ошибся и принял за шельфовый ледник крупный айсберг. Так, спустя 35 лет был вновь открыт шельфовый ледник, который с тех пор носит название Фильхнера — Ронне. К 80-м годам ледяной барьер продвинулся к северу почти до того места, где его отметил в 1912 г. Фильхнер. Значит, скорее всего в период между 1912 и 1947 гг. произошло крупное разрушение шельфового ледника, начало которого помешало Фильхнеру провести исследования. В период с 1947 по 1986 г. только один раз (в 1961 г.) от наступающего ледяного барьера шельфового ледника откололся крупный айсберг размером 25X80 км. Под низко летящим самолетом промелькнули торчащие из под снега мачты — бывшая аргентинская станция Хенераль-Бельграно. Она работала с 1955 по 1980 г., и за прошедшие шесть лет после ее закрытия строения оказались погребенными под слоями накапливающегося снега (до 70 см/год). Аргентинским гляциологам удалось впервые измерить скорость движения ледника Фильхнера не только у линии барьера, но и во внутренних частях. В краевой части она достигала 1,8—2 км/год. Быстро раскрывающиеся в глубине ледника трещины послужили аргентинской экспедиции предостережением о скором отколе гигантских айсбергов, и станция была закрыта. Торчит еще несколько мачт — также захороненные под слоем снега строения станции Элсуэрт. С 1957 по 1959 г. здесь проводила исследования экспедиция США, а затем, до 1962 г., экспедиция Аргентины. Тогда, в 1957 г., в скважине была впервые на леднике Фильхнера измерена температура до глубины 57 м. Результат оказался неожиданным, не сопоставимым со всеми прежними измерениями на других шельфовых ледниках. И вот почти через 30 лет вблизи давно ушедшей под снег станции Элсуэрт, снова ведется бурение шельфового ледника.
НЕОБЫЧНЫЙ ШЕЛЬФОВЫЙ ЛЕДНИК
Выводные ледники Бейли, Слессора и Рековери, каждый шириной более 30 км, как могучие реки льда, спускаются с высокого плато Восточной Антарктиды. Они впадают в море Уэдделла. Выводной ледник Саппорт-Форс течет с высоких гор Пенсаколы (Западная Антарктида). Эти выводные ледники, собирают лед с бассейна площадью 1,72 млн км2. Объем ежегодно приносимой с этой площади массы льда составляет 118 км3. Ровно столько же поступает и в тело шельфового ледника Ронне с выводными ледниками и ледяными потоками Фаун-дейшн, Эванс, Карлсон и Ратфорд. Однако площадь ледника Ронне по крайней мере в два с половиной раза больше, чем площадь ледника Фильхнера. Кроме того, со склонов Западной Антарктиды приходит более «теплый» лед, чем со склонов Восточной Антарктиды. Это отражается и в кривых распределения температуры по глубине. Равенство поступающей массы льда при большом различии в площадях двух ледников определяет значительно большую скорость движения ледяного барьера шельфового ледника Фильхнера, более быстрый оборот его массы путем периодического откола крупных масс льда, в сравнении с шельфо-вым ледником Ронне. И распределение температуры в толще этих шельфовых ледников может служить своеобразным показателем различия их динамики, в какой-то степени прогнозным признаком более быстрых «холодных» и более «теплых» — медленных шельфовых ледников. Таким образом, от площади ледо-сборных бассейнов, их расположения, массы выносимого льда и скорости движения выводных ледников, их взаимного расположения при впадении в шельфо-вый ледник, его размеров и формы вмещающего русла зависит режим шельфового ледника. (Слишком много параметров, по большей части еще неизвестных, для создания в настоящее время физико-математической модели. При этом нужно еще учесть взаимодействие нижней поверхности ледника с ложем и реологические свойства самого ледника.) При впадении в море любого выводного ледника его тело распластывается и образует широкую лопасть. Несколько таких воедино слившихся лопастей образуют шельфовые ледники. Вблизи границы материка, где толщина льда достигает 1,5 км, шельфовый ледник движется по дну моря. Во внешних частях, где море становится глубже, а ледник тоньше в результате его растекания и таяния снизу, тело шельфового ледника находится по большей части на плаву, а местами прикрепляется к ледяным островам, типа о. Беркнер. Шельфовые ледники получают питание не только благодаря впадению в них выводных ледников, но и за счет накопления на поверхности слоев снега, выпадающих атмосферных осадков. Аккумуляция снега отепляет шельфовый ледник сверху, поскольку температура выпадающих осадков значительно выше, чем температура привнесенного льда из внутренних более холодых и высоких районов Антарктиды. Шельфовый ледник отепляется также снизу, за счет тепла морской воды, температура которой не ниже —2 °С (при средней солености). Таким образом, чем дольше находится шельфовый ледник в контакте с морской водой и чем больше на его поверхности откладывается атмосферных осадков, снега, тем больше отепляется его толща и, в конце концов, распределение температуры приобретает «нормальный» вид: наиболее низкая температура у поверхности и постепенно, практически линейно она повышается к нижней границе шельфового ледника, к уровню морской воды. После впадения выводных ледников Саппорт-Форс, Рековери и Слессора в шельфовый ледник его тело сжимается между о. Беркнер, с запада, и склоном ледникового покрова Восточной Антарктиды; тело ледника как бы не вмещается в отведенное ему русло шириной чуть более 200 км. На этом участке шельфовый ледник Фильхнера испытывает сильное боковое сжатие, и на его поверхности образуются продольные волны, видимые на космических снимках как чередование белых и серых полос, тянущихся до самого барьера. Еще одна и гораздо более известная особенность шельфового ледника Фильхнера состоит в том, что примерно в 100—110 км от края барьера находится зона трещин, а правильнее сказать, гигантские разломы Гранд-Касмс протяженностью более 100 км и шириной до 15 км. Разломы Гранд-Касмс постоянно изменяют свои очертания и продвигаются вместе с движением шельфового ледника в сторону открытого моря. Видимо, при отколе крупных айсбергов южная граница откола проходит по внешнему, северному краю разломов Гранд-Касмс, а их внутренний край становится новым берегом и новым барьером шельфового ледника. Гигантские разломы Гранд-Касмс, продольные волны на поверхности, необычное распределение температуры в толще — таковы характерные особенности шельфового ледника Фильхнера. Они определили повышенный интерес к нему гляциологов и геофизиков и участие наших специалистов в Международном проекте по изучению ледников Ронне и Фильхнера. Еще одна и гораздо более известная особенность шельфового ледника Фильхнера состоит в том, что примерно в 100—110 км от края барьера находится зона трещин, а правильнее сказать, гигантские разломы Гранд-Касмс протяженностью более 100 км и шириной до 15 км. Разломы Гранд-Касмс постоянно изменяют свои очертания и продвигаются вместе с движением шельфового ледника в сторону открытого моря. Видимо, при отколе крупных айсбергов южная граница откола проходит по внешнему, северному краю разломов Гранд-Касмс, а их внутренний край становится новым берегом и новым барьером шельфового ледника. Нельзя сказать определенно о времени, когда мыс окончательно превратится в айсберг. В таком прикрепленном состоянии он может просуществовать еще год-два. А для точного прогноза нужны измерения скорости движения ледника самих разломов Гранд-Касмс. В июне месяце мыс отошел от шельфового ледника Фильхнера и распался на три айсберга, каждый по площади больше Москвы в два раза. В природе многое повторяется. Снова начнет наступать ледяной барьер шельфового ледника Фильхнер с холодным ядром в толще. Начнет расти и расширяться разлом Гранд-Касмс в тылу продвигающегося ледника, и как только барьер достигнет определенного положения (1912 или 1986 гг.), надо ждать следующего откола гигантских столовых айсбергов. И еще мы узнали, что среди разнообразия типов айсбергов есть и такие, у которых внутри заключено ядро с необычно холодным льдом. Если средняя продолжительность жизни айсбергов в Южном океане составляет 6—8 лет, то «холодные» айсберги могут жить в морской воде, не разрушаясь, значительно дольше. При транспортировке айсбергов из Антарктиды в засушливые районы Земли надо отдавать предпочтение именно таким «холодным» экземплярам. Но надо еще научиться распознавать их среди тысяч «теплых». Три огромных айсберга отошли от шельфового ледника, но их толщина превышает глубину океана по направлению дрейфа. Поэтому, вполне возможно, что айсберги надолго сядут на мель в море Уэдделла, невдалеке от шельфового ледника Фильхнера. Не образуют ли они новые ледяные острова, подобные о. Беркнер, к которым постепенно приблизится наступающий барьер шельфового ледника? Что будет в ближайшие годы в море Уэдделла?

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.