Характеристика компонентов природы Антарктиды

Географическое положение и основные черты поверхности

Антарктида – континент, расположенный на противоположном полюсе (на Южном полюсе) Земного шара, по отношению к Арктике. Антарктиду омывают воды Южного океана, который в свое время рассматривался как отдельные части различных океанов – таких как Индийский, Тихий и Атлантический.

Антарктика – это южная полярная область земного шара, включающая Антарктиду и прилегающие к ней участки Атлантического, Индийского и Тихого океанов с морями Уэдделла, Росса, Амундсена, Беллинсгаузена и другими, а также лежащие в субантарктических водах острова: Южная Георгия, Южные Сандвичевы о-ва, Южные Оркнейские о-ва, Южные Шетландские о-ва и другие. Граница Антарктики проходит в пределах 48-60 градусов южной широты.

Антарктида — самый высокий материк Земли. Средняя высота поверхности ледникового покрова 2040 м, что в 2,8 раза больше средней высоты поверхности всех остальных материков (730 м), наибольшая высота - 5140 м (массив Винсон в горах Элсуорт). Средние высоты коренной подлёдной поверхности Антарктиды 410 м. Около 99,6% территории покрыто льдом (90% льда на планете расположено именно в этих ледниках - 70% пресной воды Земли), средняя толщина ледников - 1720 м., наибольшая - свыше 4300 м., объем накопленного льда - 24 млн. куб. км. Самый близкий континентальный сосед Антарктики - Южная Америка, всего в 1130 километрах от оконечности Антарктического полуострова. Общая площадь около 52,5 млн. кв. км., в том числе Антарктида - 14,25 млн. кв. км (в т. ч. 1,58 млн. кв. км. - шельфовые ледники и острова, связанные с Антарктидой ледниками).

В Антарктиде за пределы Южного полярного круга выходят только Антарктический полуостров, а также мысы на противоположной стороне материка. В двух местах береговая линия материка вдаётся далеко на юг образуя море Росса в Тихоокеанском и море Уэдделла в Атлантическом секторах. Антарктида подразделяется на две крупные части, существенно различающиеся по геологическим особенностям рельефа. Восточная часть занимает большую часть материка и имеет форму почти правильного полукруга. На суши её ограничивают Трансантарктические горы, простирающиеся от мыса Адэр до Земли Котса. Западная часть Антарктиды имеет гораздо меньшую площадь, и значительную её часть занимает Антарктический полуостров.

К западу от Гринвичского меридиана находятся следующие районы между 10 и 35 з.д. простирается Земля Котса. Между 60 и 110 з.д лежит Земля Элсуэрта. Среди отдельных горных вершин – нунатаков, высшая точка Антарктиды – массив Винсон (4897м). Восточнее Земли Элсуэрта расположен Антарктический п-ов, а западнее – Земля Мэри Бэрд. К западу от моря Россо расположена Земля Виктории, край величественных ледников, спускающихся к морю с гор высотой 3000-4500 м.

Земля Уилкса, расположенная между 150 и 90 в.д., занимает примерно 1/5 всей площади Антарктиды. В море не далеко от берега напротив Земли Уилкса находится Южный магнитный полюс. Квадрат между 0 и 90 в.д. включает Землю Королевы Мод, Землю Эндерби, Берег Мак-Робертсона и Американскую возвышенность.

Антарктида – ледяной континент, где сосредоточено примерно 90% всех льдов суши. Средняя толщина ледяного покрова материка составляет около 2000 м, а максимальная в некоторых районах Восточной Антарктиды - 4800 м. Только 2% территории материка свободны ото льда – в западной части и Трансантарктических горах. Ледниковый покров имеет в целом куполовидную форму. Крутизна поверхности возрастает по направлению к побережью, где сосредоточены шельфовые ледники или ледяные уступы. В местах откола айсбергов расход льда оценивается в 2500 куб. км в год.

Географическое положение Антарктиды

Рис.1. Географическое положение Антарктиды [9].

Геологическое строение и полезные ископаемые

По различиям в геологическом строении и рельефе Антарктида разделяется на Восточную и Западную. Поверхность ледникового щита Восточной Антарктиды, круто поднимаясь от берегов, в глубине материка становится почти горизонтальной; центральная, наиболее высокая его часть, достигает 4000 м и является главным ледоразделом, или центром оледенения Восточной Антарктиды. В Западной Антарктиде располагаются три центра оледенения высотой 2- 2,5 тыс. м. Вдоль побережья часто простираются обширные низменные равнины шельфовых ледников, два из которых имеют огромные размеры (Росса — 538 тыс. км², Фильхнера — 483 тыс. км²) [12].

Восточная Антарктида является трехъярусной платформой. Нижний ярус образован протерозойскими и архейскими породами 20-30 км мощности. Возраст их около 1 млрд. лет. Это очень сильно дислоцированные гнейсы, кристаллические сланцы, мигматиты (некоторые из них осадочного происхождения) и гранитоиды. Последние образуют интрузии в более древние породы нижнего яруса. Средний ярус мощностью в несколько километров сложен сильно метаморфизованными осадочными породами офиллитами, известняками, песчаниками и конгломератами. Они дислоцированы слабее и относятся к верхнему протерозою (синийская система). Наконец, верхний ярус платформы слагают осадочные породы (1-2 км мощности) палеозойского и отчасти мезозойского возраста. Среди них отметим биконскую толщу песчаников и углей девона, пермо-карбона и отчасти триаса. В биконских отложениях найдены остатки девонских рыб, пермо-карбоновый папоротник глоссоптерис и стволы триасовых деревьев, напоминающих современные араукарии.

Полезные ископаемые.

В биконских отложениях открыты пласты каменного угля. Однако экономического значения антарктический уголь пока не имеет, так как его месторождения удалены от берега, а на Берегу Георга V обнаружены лишь углистые сланцы. В Западной Антарктиде известны кварцево-пиритовые жилы, свинец, железо, медь. В Восточной Антарктиде предполагают монацит, железо, марганец, золото. Японские исследователи сообщили, что на берегу залива Лютцов - Холм обнаружили урановую руду. Добыча полезных ископаемых пока нигде в Антарктиде не производится.

Подледный рельеф

Наиболее крупным структурным образованием Восточной Антарктиды является горстовый хребет Земли Виктории, который продолжается к северо-востоку в виде хребта Королевы Мод. В Восточной Антарктиде много разломов древних и молодых. К первым приурочены внедрения долеритов и древние вулканы (Гаусс), а вторые отмечены понижениями в рельефе и современной вулканической деятельностью (Эребус). Особенно велика депрессия, образованная разломом, вдающимся в материк от моря (залива) Макензи. По ней течет огромный ледник Ламберта. В Западной Антарктиде развита полная серия пород от палеозоя до кайнозоя. В отличие от Восточной Антарктиды все они сильно дислоцированы и прорваны интрузиями. Эти структуры являются прямым продолжением андийских структур и определяют горный рельеф Западной Антарктиды и предгорный прогиб, отделяющий ее от Восточной Антарктиды.

Климат

Главные климатообразующие факторы в Антарктиде связаны с околополюсным расположением высокого материка, покрытого льдом и окруженного океаном. По сравнению с Арктикой климат Антарктиды более суровый. Это обусловлено в частности атмосферной циркуляцией и радиационным режимом.

Внутриматериковые районы, над которыми развит Антарктический антициклон, характеризуются очень низкими температурами, слабыми ветрами. На береговом склоне осадки значительно возрастают, а ветры усиливаются, развиваются стоковые ветры. На побережье ветры очень сильны, температуры сравнительно высоки. Над антарктическими частями океанов — резкие колебания давления, сильные циклонические ветры, сравнительно однородный температурный режим.

Подледный рельеф Антарктиды

Рис. 2. Подледный рельеф Антарктиды[9].

Здесь находится мировой полюс холода. Средняя годовая температура во внутренних районах (плато Советское) -57°С, т. е. на 42°С ниже, чем в области Сибирского полюса холода (-15°С) и на 29°С ниже температуры внутреннего района Гренландии, лежащего почти на той же высоте (3000 м над у. м.). Радиационные условия. Вследствие высоты материка и сухости холодного воздуха, приходящая суммарная радиация в Антарктиде летом в полтора раза больше, чем на тех же широтах в Арктике. Летом центральная Антарктида получает столько же лучистой энергии, сколько Ташкент; и даже за год столько же, сколько получают ее экваториальные широты. Летом приходящая солнечная радиация составляет на станции Пионерская (январь-март) 55, на мысе Шмидта (июнь-август) 34,5, в Карадаге (Крым) 52,1 ккал/см². Однако, снежно-ледяная поверхность обладает очень высокой отражательной способностью. Альбедо составляет 70-90 %. Следует также иметь в виду, что почти вся Антарктида лежит за полярным кругом. Зимой над ней царят сумерки, а в центральной части многомесячная полярная ночь. Радиационный баланс за год для Антарктиды отрицательный.

Непрерывному охлаждению материка препятствует поступление теплого воздуха с океана, которое усиливается зимой. Надо отметить одно немаловажное исключение скалы, оазисы Антарктиды. Поверхность скал отражает не 70-90% лучистой энергии, а всего около 20%. Поэтому скалы нагреваются летом до 30°С и согревают воздух над ними. Абсолютно черная поверхность может нагреваться в Антарктиде до 53°С. Оазисы имеют положительный годовой радиационный баланс. Атмосферная циркуляция Антарктики имеет и широтную и меридиональную составляющие. Широтная составляющая атмосферной циркуляции Антарктики определяет основные зональные черты ее климата. Над Антарктидой располагается антициклон, окруженный цепью циклонов, движущихся с запала на восток.

Ледниковый покров

Антарктида покрыта ледниковыми щитами, сливающимися воедино, но сохраняющими известную самостоятельность формы, питания и движения. Ледниковый щит Восточной Антарктиды повторяет в сглаженном виде неровности основания. Колонки грунтов, взятые со дна Южного океана, указывают на то, что на протяжении четвертичного периода более холодные условия неоднократно сменялись потеплениями, однако не настолько продолжительными и сильными, чтобы весь ледниковый покров мог растаять. Ледниковый покров Антарктиды существует постоянно со времени своего образования.

Центральная часть самого большого щита Восточной Антарктиды покоится на нагорье между станциями Советская и полюсом Относительной Недоступности. Район Южного полюса находится в обширном понижении. С другой стороны, между Комсомольской и Южным полюсом основание льда почти горизонтально и лежит на уровне моря. Льды Западной Антарктиды образуют примыкающие друг к другу ледниковые щиты над хребтами Сентинел и Исполнительного Комитета. У края антарктического ледникового покрова кое-где расположены небольшие, очень правильной формы ледниковые купола. Примером может служить остров Дригальского, в 90 км севернее Мирного. Длина купола 20 км, ширина 13 км, мощность льда 420 м, из которых около 120 м находятся ниже уровня моря. Остров покоится на морене, у него почти правильная овальная форма в плане, а эллиптический профиль поверхности свидетельствует о свободном растекании льда. Ледниковый покров Антарктиды местами спускается к краю материка равномерно. Но там, где лед лежит на сильно расчлененном ложе, поверхность прорезают узкие выводные ледники.

Эти ледяные реки текут в ледяных берегах и напоминают горные ледники. Во многих местах к краю материкового льда прилегают низкие ледяные равнины шельфовые ледники. Площадь их огромна. Поверхность шельфовых ледников приподнята над уровнем моря всего на несколько десятков метров, а мощность достигает 300-800 м (шельфовый ледник Росса). Эти ледники обладают очень ясной слоистостью фирна, которая хорошо видна в обрывах. Шельфовые ледники или плавают на воде, или опираются на острова. На поверхности оазисов Антарктиды можно видеть как бы большие снежные сугробы. В действительности это навеянные ледники, образовавшиеся из снега у подветренных склонов скал, льды Антарктиды подступают к берегу Южного океана. По подсчетам многих ученых, ледяной край материка образован на 46% длины материковым склоном, на 45% -шельфовыми ледниками, на 9% краями выводных ледников скалами. Ученые выделяют несколько типов ледников присущих Антарктиде (рис. 4).

Антарктический ледяной покров

Рис. 4. Антарктический ледяной покров [9].

1-выводные ледники, 2-шельфовые ледники, 3-изогипсы (м), 4-абсолютные отметки (м)

1) шельфовые ледники – это прибрежные ледники водных бассейнов, характерные для районов с низким положением границы питания. Они имеют форму плит, постепенно утончающихся к внешнему обрывистому краю. Вес этих ледников уравновешивается (целиком или в основной своей части) гидростатическим давлением воды, вследствие чего сила трения на их нижней поверхности отсутствует или очень мала [1]. 83% площади шельфовых ледников находится в Западной Антарктиде, в том числе крупнейшие из них – Росса и Ронне – Фильхнера. Равнины шельфовых ледников с высотами 20-100 м над уровнем моря едва приподняты там, где они имеют опоры в виде острова или банки [2].

2) выводные ледники – характерны для прибрежных и горных районов Антарктиды. По внешнему виду напоминают ледяные реки или горные долинные ледники других материков. Антарктические выводные ледники отличаются ледяными бортами своих долин и большими размерами, например ледник Ламберта [2].

3) островные ледниковые покровы-купола – также широко распространены на поверхности Антарктиды. Встречаются на плоских вершинах горных массивов материка и прилегающих островов

4) ледниковые купола – в Антарктиде имеются три ледниковых купола:

первый – срединный высотой до 2000 м, расположенный на подледном поднятии, достигающем 1000 м;

второй купол – на Земле Мэри Брэд высотой 2000м, также на подледном основании, достигающем 1500м;

третий купол находится в южной части Антарктического полуострова, высотой 2150 м [2].

Толщина ледникового покрова

Рис. 5. Толщина ледникового покрова [9].

Ледниковый покров Антарктиды, в котором сосредоточено более 90% наземных льдов Земли, существует в центре Южного полушария более 20 млн. лет. Изменения массы антарктического оледенения существенно влияет на современный водный баланс земного шара, а это, в частности, заставляет искать пути для расчетов и исследований ледового баланса Антарктиды.


Разрез через Антарктиду от моря Амундсена до моря Дэйвиса

Рис. 6. Разрез через Антарктиду от моря Амундсена до моря Дэйвиса.[9]

Животный и растительный мир

Бедность растительной жизни в антарктических оазисах объясняется, прежде всего, влиянием сурового климата и наличием значительного слоя ледникового покрова. Антарктида самый бедный материк по количеству видов растений и животных, но ее флора и фауна настолько своеобразны, что их относят к особой антарктической ботанико-географической и зоологической области. Побережье и близлежащие субантарктические острова населяют морские млекопитающие. Растительность здесь – это лишайники, мхи и сине-зеленые водоросли. В Антарктиде отсутствуют наземные млекопитающие, крылатые насекомые и пресноводные рыбы. Вблизи “Мирного” гнездятся более 100 тыс. пингвинов, много буревестников, поморников, в водах обитают тюлени и морские леопарды [5].