Владимир Бардин - В горах и на ледниках Антарктиды

Гора в ледяной пустыне

Некоторые отклонения от эллиптической формы возникают не только в связи с влиянием коренного рельефа, они также вызываются особенностями распределения осадков, температурным режимом ледниковой толщи и т. д.

Рельеф ледникового покрова Западной Антарктиды более сложный. Здесь выделяются три самостоятельных куполовидных поднятия, значительно уступающие Восточно-антарктическому ледниковому плато и по размерам и по высоте.

Геофизические (сейсмические, гравиметрические, радиолокационные) наблюдения в санно-гусеничных походах, исследования ледникового покрова с самолета и из космоса позволили получить точные представления как о рельефе ледяной поверхности, так и подледном ложе и, следовательно, составить карту толщины ледникового покрова.

Максимальная толщина льда, известная в настоящее время, - 4500 м в Восточной Антарктиде (равнина Шмидта) и 4335 м в Западной Антарктиде.

Исследователей величайшего материкового оледенения Земли, естественно, интересовал не только рельеф его поверхности, но и внутреннее строение. До недавнего времени имелись сравнительно скудные данные по этому вопросу. С помощью шурфов и неглубоких буровых скважин были исследованы лишь самые верхние, в десятки и первые сотни метров, горизонты ледникового покрова, 8 основном слои снежно-фирновой толщи, которая в центральных районах достигала мощности около 100 м. Проникновение дальше в глубь антарктического ледника оказалось технически сложной задачей из-за меняющейся с глубиной текучести льда. Для бурения ледников было сконструировано оригинальное оборудование, в частности, стали применяться специальные термобуры.

В 1968 г. в Западной Антарктиде в районе станции «Бэрд» американскими буровиками была пройдена толща льда в 2164 м до коренного ложа. На советской станции «Восток» в центре Восточной Антарктиды также ведется бурение. Толщина ледника здесь гораздо больше около 4000 м. И климатические условия значительно более суровые. Бурение с переменным успехом продолжается многие годы. Удалось преодолеть большую часть расстояния до коренного ложа.

1. Ми-8 - верный помощник.

2. Плато на уступе Моусона.

Извлеченный из буровой скважины керн дает информацию не только о внутреннем строении и режиме антарктического ледника, но и о прошлом нашей планеты. Мощная ледниковая толща формировалась из атмосферных осадков в течение многих десятков тысячелетий, и в древних слоях льда содержится богатый палеогеографический материал. Космическая пыль, продукты вулканических извержений и споры древних растений, занесенные сюда атмосферными потоками, - все это представляет огромный интерес для исследователя. Антарктический ледниковый покров - уникальный природный накопитель информации. Важно только суметь извлечь из ледникового керна все потенциально заключенные в нем сведения. И здесь на помощь приходят современные методы исследования.

Интересные данные о палеотемпературах и их эволюции в процессе накопления снежных осадков удалось получить, изучая соотношение стабильных изотопов кислорода (О18/О16) в образцах ледяного керна. Известно, что содержание О18 в выпадающем снеге зависит от температуры. Чем она выше, тем больше в снеге изотопа О18. Это позволяет не только выделять сезонные, зимние и летние слои, но и установить более продолжительные периодические вариации, вековые колебания климата. Исследования керна со станции «Восток», выполненные совместными усилиями ученых СССР и Франции, уже принесли важные научные результаты: получена кривая изменения температуры в Центральной Антарктиде за последние 150 тыс. лет.

Изучение кернов позволило представить также структурные особенности льда на различных глубинах. В верхних горизонтах непосредственно под снежно-фирновой толщей кристаллы льда располагались беспорядочно, лед насыщен пузырьками воздуха. С глубиной величина ледяных кристаллов возрастает, а размеры пузырьков воздуха под все усиливающимся давлением уменьшаются. С глубины около 1200 м появляются новые изменения. Кристаллы располагаются упорядоченно, главными осями вертикально, а размеры их вновь уменьшаются, пузырьки воздуха совсем исчезают. Очевидно, эти изменения вызваны прежде всего огромным давлением, достигающим на этой глубине порядка 100 атм.

В керне скважины со станции «Бэрд» в глубинных горизонтах отмечены тонкие слои льда с мелкими, раздробленными кристаллами - несомненные следы ледниковой тектоники, сдвигов ледяных блоков по внутренним плоскостям. Здесь же на глубинах от 1300 до 1700 м были обнаружены многочисленные слои вулканической пыли, очевидно, отражающие активизацию вулканической деятельности в Антарктиде несколько десятков тысячелетий назад. Еще глубже, непосредственно у коренного ложа, размеры кристаллов льда неожиданно сильно увеличились. А когда бур достиг дна, в скважину хлынула вода. Этот факт подтвердил теоретические выкладки ряда исследователей, утверждавших, что в Центральной Антарктиде под мощным ледниковым покровом у ложе температуры близки к 0' и лед там может таять.

1. Плоские вершины в горах Принца Чарльза

2. Среди бугров скованных мерзлотой

Однообразие ледниковых равнин Центральной Антарктиды нарушается в горных районах и особенно вблизи побережья. Шестой материк - не только величайший на планете аккумулятор природных льдов, здесь наблюдается и наибольшее разнообразие их типов.

Почти половина береговой линии Антарктиды - так называемые шельфовые ледники. Этот тип оледенения нигде не распространен столь широко, как в Антарктиде. В Арктике, в основном на северо-востоке Гренландии, и севере Земли Элсмира, известны лишь сравнительно небольшие шельфовые ледники. В Антарктиде же это наиболее характерный тип оледенения прибрежной зоны. Величайшие шельфовые ледники континента - ледник Росса и ледники Фильхнера - Ронне по площади сопоставимы с территориями крупных западноевропейских государств, таких, как Испания, Франция, Италия.

Толщина шельфовых ледников невелика, от нескольких десятков метров у берега до нескольких сотен во внутренней части. Своим внутренним краем плита шельфового ледника чаще всего соединена со склоном антарктического ледникового покрова, откуда в нее вливаются потоки материкового льда, внешним обрывается в открытое море. Высота таких обрывов может достигать нескольких десятков метров. Именно потому, что эти ледники распространены в зоне прибрежного мелководья (шельфа), они получили такое название.

Шельфовые ледники лишь местами опираются на грунт - подводные банки или острова. Основная их масса находится на плаву. Береговая линия таких ледников весьма изменчива. На нее активно воздействует море. Время от времени края ледников обламываются, порождая айсберги. Размеры их могут быть самыми различными, порой от крупных шельфовых ледников откалываются айсберги-гиганты, достигающие в поперечнике нескольких сотен километров.

Исследование внутреннего строения шельфовых ледников показало, что они сформированы прежде всего за счет льда, поступающего со склонов антарктического ледникового покрова, но значительную долю в их питании составляют также снежные осадки, накапливающиеся из года в год на поверхности ледников. Материковый лед Антарктиды, стекая с континента в море, попадаете совершенно иные условия. Он не испытывает трения о ложе, на него действуют гидростатическое давление, приливно-отливные колебания. Все это и приводит к формированию специфического типа шельфовых, плавучих ледников.

Выводные ледники - другой характерный тип оледенения Антарктиды. Само название показывает, что эти ледники являются каналами стока льдов из внутренних районов к побережью. Хотя на их долю приходится менее 10% береговой линии, по ним поступает в море более 20% ежегодно сбрасываемых Антарктидой льдов. А если сравнить, сколько льда выносится в среднем разными типами антарктических ледников через 1 км собственной береговой линии, то выводные ледники здесь явно будут на первом месте, потому что и средние скорости движения их самые высокие, и толщина льда, стекающего по долинам, может быть весьма значительной.

Выводные ледники обычно занимают продольные меридиональные понижения в коренном ложе, по которым лед движется к берегу, не встречая особых препятствий, и потому гораздо быстрее, чем на примыкающих участках недифференцированного и более инертного ледникового покрова. В горных районах Антарктиды выводные ледники иногда мало чем отличаются от обычных горно-долинных ледников других широт (поток льда обрамляют скальные берега), но чаще выводные ледники представляют собой ледяные реки в ледяных берегах.