Воды Северного Ледовитого океана
Объем вод Северного Ледовитого океана 18,07 миллионов кубических километров. Основная масса воды поступает из Атлантики, меньшая часть – из Тихого океана и рек.
Атлантические воды приносит главным образом Северо-Атлантическое течение через Фареро-Шетландский пролив – в среднем за год более 125 тысяч кубических километров. С ними в Арктику попадает много тепла и около 4,4 млрд тонн солей. В районе к северу от Шпицбергена другая часть атлантических вод, которая приходит сюда с Западно-Шпицбергеновским течением, погружается под менее плотные арктические воды и продолжает свой путь в Арктический бассейн как глубинное теплое течение (температура выше 0 С).
Благодаря атлантическим водам температура воздуха в окрестностях Северного полюса на 8 – 10 С выше, чем на расположенных в 200 км к югу Новосибирских островах. Воды тихоокеанского происхождения – около 30 тысяч кубических километров в год – поступают в океан через Берингов пролив. Многочисленные реки, впадающие в океан, приносят в него около 5 тысяч кубических километров пресных материковых вод в год, что втрое больше, чем в среднем в Мировом океане. Пресные воды замерзают при температуре 0 С, соленая вода морей – при более низкой температуре. Поэтому реки ускоряют процесс образования льдов.
В целом же, поступление воды в Северный Ледовитый океан из различных источников приводит к неравномерному распределению в его пределах температуры и солености – важнейших характеристик морской воды. С этим связана одна из наиболее ярких особенностей морей Северной Европы: резкие контрасты температуры и солености вод в верхних слоях. Теплые и более соленые атлантические воды сталкиваются с холодными и менее солеными арктическими. В местах их контакта формируются гидрологические фронты – вытянутые зоны на границах водных масс, имеющих разные температуры и солености. С фронтами связаны резкие изменения погоды, частые туманы, большие скопления питательных веществ, а следовательно, планктона, рыбы и морского зверя. Здешние фронты – наиболее протяженные, интенсивные и устойчивые во всем Мировом океане.
Важную роль в жизни вод и берегов Северного Ледовитого океана и их обитателей играют приливы и отливы. Большая высота сизигийного прилива характерна для Норвегии и Гренландии (1 – 2 метра), южной части Баренцева моря (до двух метров) и в особенности для Белого моря, где она достигает максимальной величины в Мезенской губе – десять метров. Далее на восток высота прилива быстро убывает, вдоль большей части Сибирского и Канадского побережий она меньше полуметра, но в море Баффина – уже три – пять метров, в Гудзоновом заливе – от полуметра на восточном до четырех с половиной метров на западном берегу. Наибольшая высота прилива в арктических водах отмечена на южном побережье Баффиновой Земли (11 – 12 м).
Аналогичную приливам и отливам роль играют сгонно-нагонные колебания уровня моря. Они так же приводят к периодическому затапливанию прибрежной полосы и заставляют обитателей этих мест приспосабливаться к постоянной смене условий жизни. Образуют их течения, вызванные ветрами, дующими с океана на материк или, наоборот, с материка в океан. Во многих местах они даже более значительны, чем приливно-отливные (исключение составляют только Белое и Баренцево моря, а также отдельные заливы в пределах Канадского региона). Самые большие сгоны и нагоны, превосходящие по размаху два метра, отмечены на берегах морей Восточно-Сибирского и Лаптевых. В восточной части моря Лаптевых, например в Ванькиной губе, максимальная высота нагона достигает шести метров.
Кроме влияния на живые организмы, вынужденные приспосабливаться к жизни в сменяющих друг друга различных условиях, колебания уровня моря в прибрежной зоне формируют особый тип берегов. Большую часть года арктические моря покрыты льдами, и это приводит к тому, что ветры над водой проходят только небольшие расстояния. Поэтому даже сильные ветры не успевают разогнать поверхностные воды Северного Ледовитого океана до больших скоростей. И штормы возможны только летом, когда количество льдов минимально.
Например, в морях Карском, Лаптевых и некоторых других зимой устанавливается сплошной ледовый покров. Поэтому здесь волны появляются только летом и осенью, обычно имея высоту полтора-два метра.
В Чукотском море в июле – августе волнение слабое из-за малой ширины акватории, свободной ото льда, но осенью, в сентябре, здесь разыгрываются жестокие штормы с высотой волны до семи метров.
В Баренцевом море, которое принадлежит бассейну Северного Ледовитого океана большие акватории воды даже зимой свободны ото льда. И в это время здесь часты и сильны штормы, особенно при устойчивых западных и юго-западных ветрах, скорость которых более 25 м/с, а продолжительность превышает 18 часов в сутки. В открытом море при такой ветровой обстановке возникают волны высотой до 10 – 11 метров. В Норвежско-Гренландском регионе в течение всего года возможны штормовые волнения, связанные зимой с западными и северо-западными, а летом – с северными и северо-восточными ветрами. В южной части Норвежского моря высота волн при этом может достигать 10 – 12 метров. Такое соотношение погоды и ледяного покрова в течение года неблагоприятно для местных жителей. И прибрежные плавания местных рыбаков и охотников на морского зверя, и Северный морской путь, по которому сюда доставляют большую часть необходимых товаров, функционируют только летом – в период наименьшего распространения льдов, но максимально сильных ветров и штормов.
Самое мощное течение Северного Ледовитого океана – Трансарктическое. Оно пересекает океан широкой полосой, в пределах которой расположен Северный полюс, из района шельфа Чукотского и Восточно-Сибирского морей к северному побережью Гренландии, определяя общее направление дрейфа льдов в океане. Скорость Трансарктического течения составляет от двух до десяти сантиметров в секунду. Рождено оно ветрами, возникающими под влиянием Гренландского центра высокого давления (антициклона) и стоком рек Сибири, переполняющих котловину океана. Его продолжением является Восточно-Гренландское течение (20 см/с в проливе Фрама, около 40 см/с к югу от Исландии).
Между Аляской и Трансарктическим течением возникает местный круговорот воды. Расположение его, как и других круговоротов – Восточно-Новоземельского, Ямальского и т.д. определяется очертаниями берегов и распределением глубин Северного Ледовитого океана.
Источник
Северный Ледовитый океан
Северный Ледовитый океан — наименьший среди океанов — соединяется с Атлантическим океаном проливами Дейвиса, Датским и Фареро-Исландским, а с Тихим океаном — Беринговым проливом. Береговые линии Северного Ледовитого океана разнообразны: берега Белого, Баренцева, Карского и Восточно-Сибирского морей низки и заболочены; изрезанные фьордами берега Скандинавии и Гренландии высоки и скалисты, берега островов Канадского Арктического архипелага, обладающие не менее извилистым рисунком, тоже низки.
По изобилию островов Северный Ледовитый океан занимает второе место после Тихого океана. По линии самых крупных островов этого океана, Исландии и Гренландии, проводят границу, отделяющую Северный Ледовитый океан от Атлантического. Острова Врангеля и Геральда, расположенные на границе Восточно-Сибирского и Чукотского морей, образуют природоохранную зону. Здесь находится единственная в России область гнездования белого гуся, сосредоточены лежбища моржей, а отвесные скалы, окаймляющие острова — места птичьих базаров.
Средняя глубина Северного Ледовитого океана составляет всего 1130 м, максимальная — 5449 м. Отличительная черта донного рельефа Северного Ледовитого океана — большая материковая отмель, или шельф, составляющий более трети всей площади океана. Его ширина достигает 1300—1500 км. На шельфе лежат большинство морей Северного Ледовитого океана — Баренцево, Гренландское, Карское, Лаптевых, Норвежское, Восточно-Сибирское, Чукотское. В отличие от них, Белое море и Гудзонов залив Северного Ледовитого океана — внутренние моря, имеющие лишь узкий выход к основному океану. Для арктических морей характерны значительные колебания приливов и отливов; приливы достигают значительной высоты, особенно в Мезенской губе Белого моря, где во время прилива вода доходит до десятиметровой отметки.
Структура дна Северного Ледовитого океана
Северный Ледовитый океан принято разделять на три так называемых бассейна. Прежде всего — Арктический бассейн, охватывающий всю обширную акваторию вокруг Северного полюса. Материковым склоном Баренцева моря этот бассейн отделяется от Северо-Европейского; границу между ними и Атлантическим океаном проводят по параллели 80 градусов северной широты на отрезке между островами Гренландия и Шпицберген. Также к Северному Ледовитому океану относятся проливы Канадского Арктического архипелага, море Баффина и Гудзонов залив; вся эта область носит название Канадского бассейна.
Канадский бассейн
Его большую часть составляют проливы одноименного архипелага. Рельеф их дна характеризуется большими для проливов глубинами: промеры дна в большинстве проливов архипелага показывали значения, превышающие 500 м. Кроме этой особенности, архипелаг примечателен сложными, причудливыми очертаниями островов и проливов. С точки зрения ученых, это свидетельствует о сравнительно недавнем оледенении. Многие острова Канадского архипелага частично или полностью покрыты ледниками.
Ледниковый рельеф характерен и для дна Гудзонова залива, врезавшегося в канадский берег Северной Америки. Однако, в отличие от проливов Канадского архипелага, залив мелководен. Большую глубину имеет море Баффина; максимальная отметка, показанная промерами, составляет 2414 м. Море Баффина занимает обширную котловину, ограничиваемую широким шельфом и четко выраженным материковым склоном; эти черты в целом характерны для донного рельефа Северного Ледовитого океана. Большая часть шельфа моря Баффина лежит на значительной глубине — от 200 до 500 м.
Северо-Европейский бассейн
Основу дна Северо-Европейского бассейна образует система подводных горных хребтов. Исследователи считают ее продолжением Срединно-Атлантического подводного хребта. Входящий в эту систему хребет Рейкьянес расположен в зоне древних разломов, вызванных постоянным движением плит земной коры — рифтов; эта область носит название «рифтовая зона Исландии», поскольку начинается немногим южнее этого острова, продолжаясь от него на северо-восток, а затем на север. Здесь довольно высока сейсмическая активность, на островах часто встречаются горячие источники.
Продолжением этой зоны выглядит хребет Кольбейнсей; полоса разломов Ян-Майен пересекает его почти точно по 72-й параллели. С этой полосой связывают повышенную вулканическую активность и — в относительно недалеком прошлом — образование острова, носящего то же имя, что и вся область: Ян-Майен. Еще севернее, немного в стороне от основной массы горных сооружений, расположен небольшой хребет, названный в честь норвежского метеоролога Хенрика Мона. Некогда этот подводный горный район испытал воздействие серии извержений, которые и вызвали довольно заметное смещение части его сооружений. До 74-й параллели хребет идет на северо-восток, а затем резко меняет направление на меридиональное. Это звено горной системы носит название хребта Книповича. Западная часть хребта представляет собой монолитный гребень, восточная имеет заметно меньшую высоту и практически сливается с материковым подножием, под осадочными отложениями которого почти погребена.
От острова Ян-Майен к югу тянется Ян-Майенский хребет, доходящий почти до Фареро-Исландского порога, который нередко считают участком границы с Атлантикой. Этому хребту приписывают наиболее древнее происхождение во всей системе дна Северо-Европейского бассейна. Между этим хребтом и хребтом Кольбейнсен располагается сравнительно (по океаническим меркам) неглубокая — до 2 тыс. м — котловина. Дно ее сложено базальтами — следами прежних трещинных извержений. Благодаря базальтам этот участок дна, называемый Исландским плато, выровнен и приподнят по сравнению с прилегающим с востока океаническим дном.
Далеко к западу выступает плато Воринг — подводное продолжение Скандинавского полуострова. Это плато разделяет восточную часть Северо-Европейского бассейна, называемую обычно Норвежским морем, на две котловины — Норвежскую и Лофотенскую. Эти котловины более глубоки, их максимльные глубины составляют 3970 и 3717 м соответственно. Дно Норвежской котловины холмистое, почти надвое его разделяет протянувшаяся от Фарерских островов к плато Воринг цепочка невысоких гор — Норвежского хребта. Почти половину дна Лофотенской котловины занимает плоская равнина, верхний слой которой сложен окаменевшим илом. На западной окраине Северо-Европейского бассейна располагается Гренландская котловина, максимальная глубина которой и является одновременно максимальной глубиной всего океана.
Арктический бассейн
Однако основной частью Северного Ледовитого океана является все же Арктический бассейн. По площади он в 4 раза превышает Северо-Европейский. Более половины дна Арктического бассейна представляет собою материковый шельф, особенно обширный вдоль евразийского побережья.
На окраинах Баренцева моря дно океана образовано древними складчатыми образованиями, напоминающими горы. Эти складки земной коры имеют различный возраст: у Кольского полуострова и к северо-востоку от острова Шпицберген они насчитывают миллиарды лет, а у берегов Новой Земли — не более 30 млн лет. Среди впадин и прогибов дна Баренцева моря стоит отметить Медвежинский желоб на западе моря, желоба Святой Анны и Франц-Виктория на севере, а также расположенный почти в центре желоб Самойлова. Между ними поднимаются Медвежинское плато, Центральное плато, возвышенность Персея и некоторые другие. Кстати, хорошо всем известное Белое море, по сути, есть не что иное, как глубоко вдающийся в сушу залив Баренцева моря.
Геологическая структура шельфа Карского моря неоднородна. Южная его часть в основном представляет собою продолжение сравнительно молодой Западно-Сибирской плиты. В северной части шельф пересекает толща низких складок земной коры — погруженное звено древнего, сглаженного временем хребта, который тянется от северной оконечности Урала до Новой Земли. Его же структуры продолжаются на северном Таймыре и в архипелаге Северная Земля. Заметная доля поверхности дна Карского моря приходится на Новоземельский желоб с максимальной глубиной 433 м, на севере расположен желоб Воронина. В отличие от Баренцева моря, большая часть шельфа в пределах Карского моря имеет «нормальные» для этого типа дна глубины — не более 200 м. Обширное мелководье с глубинами менее 50 м примыкает к юго-восточному побережью Карского моря. Дно Карского моря пересекают четко выраженные затопленные продолжения долин Оби и Енисея; последняя принимает ряд «притоков», идущих с Центральнокарской подводной возвышенности. В рельефе дна вблизи Новой Земли, Северной Земли и Таймыра еще хорошо заметны последствия оледенения.
В донном рельефе моря Лаптева преобладающим типом рельефа является выровненная равнина. Этот выровненный рельеф продолжается и на дне Восточно-Сибирского моря; кое-где на дне моря близ Новосибирских островов, а также к северо-западу от Медвежьих островов четко выражен грядовый рельеф, сформировавшийся, вероятно, в результате природного препарирования выходов твердых пород, окутанных впоследствии покровом осадков. Участок шельфа, протянувшийся вдоль северного берега Аляски, сравнительно неширок и представляет собой равнину, выровненную в значительной степени колебаниями температур вследствие близких подводных извержений. У северных окраин Канадского архипелага и Гренландии шельф вновь становится переуглубленным, снова появляются признаки ледникового рельефа.
Подводные окраины Северной Америки, Гренландии и Евразии со всех сторон обступают выровненную часть Арктического бассейна, которая занята срединно-океаническим хребтом Гаккеля и ложем океана. Хребет Гаккеля начинается от долины породами, типичными для океанической Лены — узкой впадины, происхождением связанной со Шпицбергенской зоной разломов, ограничивающей с севера хребет Книповича. Далее хребет Гаккеля протягивается параллельно Евроазиатской подводной окраине и примыкает к материковому склону в море Лаптевых в районе пересечения хребта с 80-й параллелью. Хребет Гаккеля узок; он представляет собой главным образом хорошо выраженную зону разломов и пересекается большим числом параллельных друг другу океанических ледниковых впадин. К некоторым из них приурочены глубины более 4-х тыс. м — это очень большая глубина для Северного Ледовитого океана, если вспомнить, что максимальная глубина этого океана — 5527 м. Вдоль зоны разломов, приуроченной к хребту Гаккеля, располагаются многочисленные эпицентры землетрясений. Есть отдельные указания и на проявления подводного вулканизма.
Другой крупной орографической структурой Арктического бассейна является поднятие Ломоносова. В отличие от хребта Гаккеля, это монолитное горное сооружение, протягивающееся в виде сплошного вала от подводной окраины северной Гренландии до материкового склона моря Лаптевых, к северу от Новосибирских островов. Под поднятием Ломоносова, как предполагают, залегает земная кора континентального типа.
Еще одно поднятие — поднятие Менделеева — протягивается от подводной окраины острова Врангеля к острову Элсмир в Канадском архипелаге. Оно имеет глыбовую структуру и, по всей вероятности, сложено типичными для морской коры породами. Следует упомянуть также два окраинных плато — расположенное к северу от Шпицбергена плато Ермак и Чукотское плато севернее Чукотского моря. Оба они образованы земной корой материкового типа.
Хребты и поднятия делят равнинную часть Арктического бассейна на ряд котловин. Между подводной окраиной Евразии и хребтом Гаккеля лежит котловина Нансена с холмистым дном и максимальной глубиной 3975 м. Между хребтом Гаккеля и поднятием Ломоносова расположена котловина Амундсена. Дно котловины — обширная плоская равнина. Северный полюс расположен в этой котловине. Здесь в 1938 г. экспедиция И.Д. Папанина замерила глубину: 4485 м — максимальная глубина котловины Амундсена. Между поднятиями Ломоносова и Менделеева расположена котловина Макарова.
Максимальная глубина ее более 4510 м. Южную, относительно мелководную часть котловины с максимальной глубиной 2793 м рассматривают как отдельную котловину Подводников. Самая большая по площади Канадская котловина расположена к югу от поднятия Менделеева и к востоку от Чукотского плато. Ее максимальная глубина составляет 3909 м, а дно ее занято главным образом плоской равниной, с которой постепенно сливается наклонная аккумулятивная равнина материкового подножия.
Льды и течения
С запада в арктические моря приходят теплые воды Северо-Атлантического течения. Этот поток, который гонят западные ветра вдоль берегов Евразии, заметно отличается от окружающих арктических вод: соленость и плотность его вод выше. Вследствие этого теплые воды одной из ветвей Северо-Атлантического течения — Нордкапского течения — при движении на восток в Карском и Баренцевом морях погружаются вглубь. Более холодные арктические течения остаются на поверхности океана, в то время как атлантические воды медленными подводными течениями переносятся далеко на восток, достигая Восточно-Сибирского моря. Наряду с этим от Берингова пролива и до Гренландии с востока на запад через все моря движется холодное противотечение.
Средняя толщина арктического морского льда составляет 2 м, что заметно превышает те же параметры антарктических льдов. Осенью у берегов арктических морей образуется относительно тонкий, прочно сцепленный с берегом неподвижный лед — береговой припай. За его полосой, в открытом море, виднеются многолетние дрейфующие льды, которые при столкновении образуют беспорядочные нагромождения — торосы; высота их достигает 20 м. Кроме морских льдов в морях высоких северных широт встречаются и обломки материкового льда — айсберги. Они ведут происхождение от ледников, сползающих с берегов Северной Земли и Земли Франца-Иосифа. Арктические айсберги сравнительно невелики и уступают по размерам айсбергам Антарктики.
Образование морского льда — процесс не мгновенный. При температуре воздуха от минус 1,6 °С до плюс 2,5 °С на поверхности воды начинают расти кристаллы. В тихую погоду над водой поднимается туман, о котором моряки говорят: «Море парит». Кристаллы растут, соединяясь друг с другом, и образуют сгустки, которые со временем начинают напоминать кашу из снега и льда; каша эта носит название «снежура». Море как будто покрывается слоем снега, который в зависимости от освещения кажется либо серо-стального, либо свинцово-серого цвета и напоминает замерзающую жидкую смазку; это — так называемое «ледяное сало». По мере того, как холод усиливается, эта каша смерзается, а пространства неподвижной воды затягиваются тонкой корочкой льда. Разумеется, замерзание не может быть равномерным. Из ледяного сала и снежуры появляются ледяные диски с приподнятыми краями, диаметром от нескольких сантиметров до 3—4-х м и толщиной до 10 см. Такой лед называется блинчатым. Когда дует ветер и море волнуется, ледяное сало собирается в беловатые комки — это рыхлый лед.
Льдины утолщаются и увеличиваются в размерах; образуется сплошной лед — как называют любое обширное образование морского льда. При сильном ветре и волнении сплошной лед ломается па более или менее крупные части — ледяные поля площадью до 2 км². Паковым льдом называют многолетний, преимущественно сплоченный и торосистый морской лед, представляющий собой обширные поля толщиной 3—4 м, которые могут дрейфовать, удаляясь от места своего образования.
При сильном ветре громадные ледяные поля сталкиваются; их края поднимаются и наползают друг на друга, образуя хаотические скопления торосов. От этих образований откалываются крупные льдины-несяки, имеющие большую осадку, которые часто путают с состоящими из пресного льда айсбергами. Не менее часто полярные мореплаватели встречают округлые льдины средних размеров, отколовшиеся от айсбергов и крупных несяков, которые они называют бочками. Эти средние льдины очень опасны, поскольку имеют очень малую видимую поверхность. Мелкие плавучие льдины из морского льда носят название лебедей, а очень мелкие айсберги — ледяных голов.
Раньше считалось, что все льды Центральной Арктики под влиянием течений и ветра дрейфуют в направлении Гренландского моря. Исследования позволили установить, что при определенном сочетании атмосферных и гидрологических условий льдины не уносит в Гренландское море, они продолжают двигаться вокруг Арктики по гигантской замкнутой кривой. Впервые это было обнаружено случайно: льдина, на которой дрейфовала станция СП-2, весной 1951 г. была оставлена полярниками, а в 1954 г. эту льдину с остатками лагеря сфотографировал летчик. За три года льдина совершила путь вокруг Северного полюса.
Источник