Под гигантской тяжестью
ледникового покрова, большие пространства Антарктического материка, особенно в
западной его части, располагаются ниже уровня океана. По краям континента
ледники спускаются к океану, образуя огромные шельфовые ледяные поля (ледник
Росса, ледник Фильхнера) и выводные ледники. Края антарктических ледников за
последние 100 лет непрерывно пульсировали, наступали, отступали, от них
откалывались огромные айсберги.
Наблюдения за многолетним ходом снегонакопления показали,
что оно крайне неравномерно. С 1880 по 1960 гг. скорость снежного питания
покрова сначала увеличивалась на 15% до 30-х годов ХХ века, а затем снизилась
на 20%. Средняя величина накопления снега в Антарктиде составила 15 г/см2 в
год, что дает почти 2100 км3 снега в год в пределах всей площади ледяного
покрова. Антарктический ледник пополняется только за счет атмосферных осадков,
которые оцениваются примерно в 2500 км3 в год. В то же время убыль массы
ледника складывается из испарения и конденсации влаги, выноса снега ветром
(20±10 км3), жидкого стока в виде таяния поверхности и основания ледника (50±20
км3), откалывания айсбергов (.2600 км3) и донного таяния шельфовых ледников
(320 км3), таяния снега (10±5 км3). Таким образом, в настоящее время
наблюдается отрицательный водноледниковый баланс в Антарктиде, в то же время
масса льда растет, хотя в краевых зонах ледники отступают. Увеличение массы
льда в центральных частях покрова еще долго не будет влиять на краевые части
ледяного покрова.
Возникновение ледникового антарктического покрова относится,
скорее всего, к позднему олигоцену, т.е. около 30 млн. лет тому назад. Поэтому
такой интерес представляют скважины, пробуренные в Антарктическом льду. Отбирая
из них керн, исследователи получили возможность изучить изотопный состав льда и
состав пузырьков воздуха, заключенных в нем, что позволяет анализировать
прежний состав атмосферы.
На станции “Восток” мощность льда 3,7 км, а скважина прошла во
льдах 2,755 км
и в 1996 г.
до 3,523 км.
Определение палеотемператур из керна льда по соотношению стабильных изотопов
позволило охарактеризовать голоцен (10 тыс.лет), вюрм (валдайское оледенение)
(10-20 тыс.лет назад), рисс-вюрмское (микулинское) межледниковье (120-140
тыс.лет назад), рисское (днепровское) оледенение (140-220 тыс. лет назад),
межледниковье (220-320 тыс.лет назад) и миндельское (окское) оледенение
(320-420 тыс.лет назад). На сегодняшний день - это уникальная единственная в
мире скважина, в которой охвачены изотопными данными все 3 или 4 главные
ледниковые эпохи.
Химические компоненты воды - кислород и водород содержат как
обычные “легкие”, изотопы 16О и Н, но и тяжелые 18 О и 2Н или дейтерий (D). Их
соотношение определяется испарением и конденсацией, которые, в свою очередь,
зависят от температуры. Так и состав изотопов выпавшего снега определяется
температурным режимом. В Восточной Антарктиде установлено, что понижение относительного
содержания 18О на 1‰ (единицу на тысячу) в стандартной морской воде, равно
похолоданию на 1,5° С. Если содержание D уменьшается на 6‰ - на 1° С. Изменения
изотопного содержания 18 О и D соответствуют изменениям температуры. В
последнюю вюрмскую (валдайскую) ледниковую эпохи температура в Антарктиде была
на 6°С холоднее, чем в голоцене (последние 10 000 лет). Эти данные
подкрепляются изучением содержания во льдах долгоживущего радиоактивного
изотопа 10Ве, образующегося только в космической обстановке, содержание
которого увеличивается в ледниковые эпохи, но, так как поступление 10 Ве из
космоса всегда постоянно, то его концентрация во льдах обратно пропорциональна
объему выпавшего снега. Следовательно, в ледниковые эпохи в Антарктиде
наблюдалось не только общее похолодание, но и уменьшение количества выпавшего
снега. Это может показаться парадоксом, но это действительно так и только во
время потепления климата количество осадков возрастает.
Таким образом, современные методы изучения керна льда при
бурении скважин в ледяных покровах, способны рассказать многое о
палеотемпературах, содержании парниковых газов СО2 и СН4, вклад которых в
изменение климата Антарктиды за последние несколько сотен тысяч лет может
достигать 40-60%. Большое значение в ледниковые эпохи имела разница температуры
атмосферы между низкими и высокими широтами, а также увеличение запыленности
атмосферы в ледниковые эпохи, что связывается с общей аридизации климата,
осушением огромных территорий шельфов из- за понижения уровня моря. Вот о чем
может рассказать столбик или керн льда, полученный с большой глубины в
Антарктическом ледяном покрове.
Гренландский покровный ледник второй по величине на Земле в
современную эпоху, занимает площадь в 2,2 млн. км2 при максимальной мощности
льда в 3400 м
и средней - 1500 м.
В длину ледник протянулся на 2600
км, имея наибольшую ширину почти в 1000 км (рис. 12.1.7).
Рис. 12.1.7. Ледниковый
покров Гренландии: I – план; II – профиль по линии АВ ( по
И.Марцинеку)
Почти везде ледник, обладающий неровной, волнистой
поверхностью и залегающий в виде линзы, на побережье ограничен горами и зоной
до 100 и даже 160 км
свободной ото льда. Лед, утыкаясь в горы, ищет выхода по долинам, образуя
выводные ледники, некоторые из которых достигают океана и тогда от их краев
откалываются айсберги. Оценки свидетельствуют о ежегодном рождении 10-15 тысяч
больших айсбергов (рис.12.1.8).
Крупный покров плавучего льда существует в Арктике, занимая
большую часть Северного Ледовитого океана. В последние десятилетия по данным
спутниковых наблюдений он сокращается на 3% в 10 лет. Однако, лед не только
уменьшается по площади, он сокращается и в мощности. Результаты акустического
зондирования с подводных лодок показали, что в глубоководной части Ледовитого
океана за 10 лет мощность льда уменьшилась с 3,1 до 1,8 м. За 40 последних лет
арктические плавучие льды потеряли 40% своего объема. Если процесс будет идти с
такой же скоростью, то в ближайшие 80-100 лет плавучий лед исчезнет и огромное
пространство Ледовитого океана превратится в накопитель тепла, в то время как
сейчас льды его отражают. Это может повлечь за собой коренные изменения климата
Земли.
