Происхождение оазисов Антарктиды

Существование в полярных областях Земли безлёдных пространств предполагалось ещё в XIX веке. Более того, возможность существования таких участков считалась научно обоснованной. Попытки дать научное объяснение происхождения этих природных объектов появились практически сразу после их открытия, в начале XX века. Необычайность оазисов, вкрапленных в море льдов, породила множество гипотез. Так, в период эпизодических исследований широкое распространение получили геотермальные гипотезы. Так, известный полярный исследователь, адмирал Ричард Берд, руководитель ряда американских антарктических экспедиций, связывал возникновение оазисов с повышенным притоком тепла из недр земли. Возникли предположения о подземных угольных пожарах, процессах усиленного радиоактивного распада, вулканической деятельности. Однако первые же исследования не подтвердили этих предположений. Никаких явных проявлений внутренней энергии Земли в оазисах не обнаружено. Нужно было искать другое объяснение.

В процессе накопления данных о геологическом и геоморфологическом строении этих территорий и при анализе значения покровного оледенения американский геолог Э. Т. Апфел предположил, что ранее погребённая льдом земля оазиса Бангера освободилась благодаря отклонению стока льда от оазиса, низкой влажности воздуха, малой толщине снежного покрова и сильному прогреванию поверхности в летнее время. Такой сценарий был поддержан российскими учёными Г. А. Авсюком, К. К. Марковым и П. А. Шумским (1956), назвавшими предположение Э. Т. Апфела орографической гипотезой происхождения оазисов, и далее развившими её, выделив климатический фактор, влияющий на поддержание существования оазисов.

Сущность орографической гипотезы заключается в том, что условия подледного рельефа вызывают отток основной массы льда от участка, к которому приток льда ослабляется. Большинство исследователей Антарктиды связывает существование современных оазисов с особенностями их расположения. Оазисы находятся в районах, куда благодаря строению подледного рельефа затруднен приток больших масс льда. Подледные долины отводят основные потоки льда в стороны от оазиса.

Орографическая гипотеза была поддержана большинством специалистов (Пальгов, 1956; Панов, 1958б; Рихтер, 1958; Солопов, 1967; Короткевич, 1969; и др.). Л. Д. Долгушин (1958) пришёл к выводу, что освобождение отдельных участков суши из-подо льда происходило поэтапно, в процессе сокращения оледенения. Г. Д. Рихтер (1958) и А. В. Живаго (1960) в развитии оазисов также выделяли несколько стадий.

Н. Ф. Григорьев (1962) предполагал, что постепенное освобождение ото льда отдельных наиболее приподнятых участков подледникового рельефа началось в конце четвертичного периода, когда в результате изменения климата произошло уменьшение мощности ледникового покрова и его отступание. Его гипотезу можно назвать климатической. Он также повторил предположение о «саморазвитии оазисов», выдвинутое в начале ХХ века. Сущность данной гипотезы заключается в следующем. Когда-то почти все оазисы, за исключением, может быть, части горных, были покрыты льдом. Оазисов к Антарктиде фактически не существовало. Значит, возникновение оазисов связано прежде всего с уменьшением размеров антарктического оледенения. Мощность ледникового щита в краевой части то возрастала, то вновь сокращалась. Именно в периоды таких сокращений размеров антарктического оледенения и возникали оазисы. Исследования на Земле Королевы Мод подтверждают эти выводы. Так, оазис Ширмахера в прошлом не менее двух раз перекрывался и вновь освобождался из-подо льда.

Кроме того, как известно, оазис способен активно «бороться» с окружающим оледенением при помощи летнего теплового воздействия — оазисного эффекта. Однако этим можно объяснить только причины современного существования оазисов, но не само их возникновение.

В 1960‑х гг. И. А. Зотиковым получены данные по повышенному геотермическому (радиоактивному) потоку в оазисе Бангера и Сухих Долинах Земли Виктории. Однако первоначальной гипотезе противоречит понижение температур книзу до дна озер, обнаруженное во всех озерах. Образованию оазисов могли способствовать и молодые тектонические поднятия, на что указали Райт и Пристли. В дальнейшем именно комбинация орографии и климатических условий рассматривалась в последующих исследованиях. Е. С. Короткевич (1969) указывал, что возникновение оазисов обусловлено, главным образом, двумя факторами — рельефом и ветровым режимом. И. М. Симонов (1971) подчёркивал, что одной из важнейших причин образования оазисов является наличие у подножия ледникового склона зоны абляции.

История оледенения северного полушария изучена несравненно лучше. Установлено, что последний европейский ледниковый покров исчез около 10 тысяч лет назад. Имеется и еще ряд точных геологических датировок различных этапов развития ледниковых покровов северного полушария. Все это достигнуто благодаря радиоуглеродным определениям ископаемой древесины, торфа, костей и т. д., захороненных в ледниковых или межледниковых слоях. Но в Антарктиде возможности радиоуглеродного метода ограничены. Здесь среди ледниковых отложений пока нигде не найдено органических остатков. Исключение представляют лишь упоминавшиеся мумии тюленей и птиц, а также озерные илы, но все эти находки сделаны на поверхности, и возраст их слишком «молодой».

Изучением проблем происхождения и существования горных оазисов занимались в основном зарубежные исследователи. Более современные палеогеографические исследования были направлены не столько на выяснение причин происхождения оазисов, сколько на изучение палеоклиматической обстановки на территориях оазисов и хода изменений уровня моря. Таким образом, вопрос о происхождении антарктических оазисов нельзя назвать окончательно прояснённым. Обобщение и анализ научно-исследовательских работ выявили отсутствие общепринятой теории, описывающей механизмы происхождения и условия сохранения антарктических оазисов. В настоящее время наиболее распространенными являются орографическая гипотеза («теория обтекания») и климатическая гипотеза происхождения оазисов. В схематичной форме первая основывается на определённой степени стабильности тока и баланса массы окружающего оазис ледникового покрова, тогда как вторая подразумевает изменение баланса массы как отдельного от динамики окружающего ледникового щита параметра.

Судя по всему, механическое их объединение не позволяет удовлетворительно описать появление оазисов, а для привлечения в описание процессов на значительно больших территориях, включающих в себя оазисы, на момент их появления не имелось требуемых методик и достаточного количества данных. Существующие в настоящее время представления о возрасте поверхности этих территорий, в частности о том, покрывались ли они ледниковым щитом во время последнего оледенения, также крайне противоречивы. Нерешённость вопроса образования и существования антарктических оазисов в настоящее время связана не столько с отсутствием данных и подходов к решению, сколько с отсутствием постановки этой проблемы в научных программах. Тем не менее, теория происхождения и существования оазисов важна для создания «реперных точек», необходимых для привязки уже имеющихся рядов данных к конкретным наборам климатических, геологических и прочих условий, обеспечивающих формирование и сохранение антарктических оазисов.

В Антарктиде только в оазисах можно наблюдать комплекс физико-географических элементов, характерных для зоны полярных пустынь: местный климат, разнообразные геологические строения коренных пород, различные формы рельефа, типа выветривания, формы оледенения, различные виды вод суши — озера, ручьи, грунтовые воды, особую растительность и животный мир. Поэтому только эти признаки и определяют принадлежность данного района к особому зональному явлению Антарктиды.

Анализ изученных материалов показал, что вопрос образования и существования антарктических оазисов окончательно не прояснен. Фактически, не решён вопрос, является ли ледниковый щит вторичным по отношению к оазисам, как это рассматривалось в начале ХХ века, или оазисы есть свидетельства отступания ледникового щита по различным причинам, как предполагается в существующих гипотезах. Решение этого вопроса, несомненно, тесно связано и с пониманием подледниковых условий, включая подледниковую дренажную систему и озёра, и с палеоклиматом континента, и с историей древних оледенений в масштабах планеты. Изучение изменений климата, происходящих в антарктических оазисах, является в настоящее время весьма перспективным направлением, в связи с осуществлением проектов, направленных на исследования глобальных изменений климата Земли. Рассмотрение особенностей оазисов поможет внести ясность в изучение динамики и эволюции Антарктического ледникового щита, поэтому очевидна необходимость устранения разногласий в теории происхождения и существования оазисов.

Перспективными являются геоморфологические исследования, изучения наземных четвертичных отложений, а также донных осадков из водоёмов оазисов и прилегающих морских заливов, как основных источников палеогеографической информации. Для получения выводов о современных тенденциях развития оазисных геосистем одним из основных видов исследований может рассматриваться гляцио-гидрологический мониторинг. Перспективным направлением науки, реализуемым с использованием геокриологических данных из оазисов Антарктиды, становится изучение криогенеза и консервации жизнеспособных палеобиологических объектов как аналогов жизни на других планетах Солнечной системы. Для полноценного комплексного анализа современного состояния экосистем Антарктики с привлечением современных научных методов важно развивать сеть экологического мониторинга на территориях антарктических оазисов. Территории отечественных станций, расположенных в оазисах, являются основой для дальнейшего проведения комплекса научных исследований.