Антарктические оазисы как природный комплекс

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого Кафедра географии, страноведения и туризма Курсовая работа по дисциплине

«Физическая география материков и океанов»

по специальности 20 401 — география АНТАРКТИЧЕСКИЕ ОАЗИСЫ КАК ПРИРОДНЫЙ КОМПЛЕКС.

Великий Новгород

Содержание Введение…3

1. История открытия и освоения антарктических оазисов…5

2. Общая характеристика антарктических оазисов…7

3. Оазис Бангера…13

4. Рельеф и геоморфологические особенности…16

5. Климат…19

5.1 Оазисный эффект…21

5.2 Вертикальное распространение оазисного эффекта…22

6. Внутренние воды…23

7. Растительность…26

8. Животный мир…28

9. Происхождение оазисов Антарктиды…30

Заключение

…34

Список использованных источников

…36

Введение

Оазисами принято называть зеленые участки растительности около выхода источника пресных грунтовых вод в жаркой песчаной пустыне. Здесь обычно растут пальмы и другие тропические деревья. Антарктиду, покрытую ледником, принято называть также пустыней, только ледяной. Но в некоторых местах Антарктиды, как правило вблизи побережья, расположены, небольшие участки скал, не покрытые ледником. Здесь не растут деревья, но между скалами синеют чаши озер, сами скалы имеют цвета разных оттенков — темно-серого, коричневого, зеленоватого, — которые ярко выделяются на фоне льда и снега. Такие участки и принято называть антарктическими оазисами.

Антарктические оазисы — небольшие по размерам, от нескольких десятков до нескольких тысяч квадратных километров, свободные от покровного оледенения участки береговой зоны Антарктиды, в сумме занимающие, по различным подсчётам, от 0,03 до 0,3% площади материка, но имеющие крайне важное научное и практическое значение в исследованиях Южной полярной области.

Актуальность данной курсовой работы определяется следующими факторами:

В настоящее время возрос интерес научного сообщества и правительств государств к полярным областям как важным климатообразующим регионам планеты и источникам запасов полезных ископаемых. Антарктические оазисы, в силу своей преимущественной приуроченности к береговой зоне материка, не только наиболее удобны для строительства научных станций, но также привлекают внимание исследователей возможностью получить значительный объём уникального научного материала за короткие сроки сезонных работ.

Оазисы Антарктиды — это своего рода «окна» в антарктическом леднике, позволяющие наблюдать, что представляет собой каменная основа материка. Изучение оазисов дает возможность судить об истории геолого-географического развития всего континента.

Будучи раскиданными по всему периметру побережья Антарктиды, оазисы являются значимыми участками при изучении палеоклимата Южной полярной области Земли.

Природные условия, наблюдаемые в оазисах Антарктиды, сравнимы с условиями значительно лучше к настоящему времени изученных арктических перигляциальных ландшафтов, что даёт возможность соотносить прошлые и современные изменения окружающей среды в обоих полушариях.

Научные задачи, поставленные в работе, следующие:

изучить научную литературу и фактический материал по исследования оазисов Антаркиды;

проследить историю открытия и освоения в оазисах Антарктиды;

дать комплексную физико-географическую характеристику природным комплексам антарктических оазисов;

обозначить существующие гипотезы происхождения антарктических оазисов;

подвести научные итоги проведенной работы и выделить наиболее перспективные направления в исследованиях оазисов Антарктиды.

1. История открытия и освоения антарктических оазисов Сравнение свободных от покровного оледенения участков Антарктики, контрастно выделявшихся среди обширных ледниковых пространств, с оазисами впервые встречается в публикации Ф. Кука, участника Бельгийской антарктической экспедиции 1897−1899 гг. Участки не покрытой льдом антарктической земли были открыты сразу же после первых высадок на материк. Еще в начале XX века экспедиции Р. Скотта, Э. Шелктона, О. Нордшельда обнаружили обширные каменистые пространства, хотя и не называли их оазисами.

Название «оазис» применительно к условиям Антарктиды впервые предложил в 1938 г. А. Стефанссон — участник экспедиции на Антарктический полуостров. Стефанссон писал: «Создается впечатление, как будто мы неожиданно вошли в оазис, так как вместо обычных масс льда и снега с отдельными выходами скал здесь в обна_А_ами_ скалах находятся обширные долины, а снег едва виден. Если бы не отсутствие воды в долинах, ландшафт напоминал бы в точности Южный Уэльс».

Особенно крупные свободные ото льда долины были обнаружены в горах Земли Виктории. Расположенные на 78-м градусе южной широты, почти на широте нашей внутриконтинентальной станции Восток, эти оазисы привлекли к себе пристальное внимание антарктических исследователей, прежде всего американских и новозеландских, базы которых расположены поблизости.

Другим районом Антарктиды, где также с самого начала нашего столетия были известны относительно большие площади свободной от льда суши, является Антарктический полуостров с многочисленными окружающими его островами. В противоположность оазисам Земли Виктории, расположенным вблизи Южного полюса, оазисы Антарктического полуострова находились значительно севернее в сравнительно мягких, морских условиях. Оазисы Антарктического полуострова уже давно изучались учеными Англии, Аргентины и Чили. А в 1968 году к северу от Антарктического полуострова, в архипелаге Южных Шетландских островов, на острове Кинг-Джордж (название этого острова, данное еще Ф. Беллинсгаузеном, — Ватерлоо), была организована советская станция Беллинсгаузен.

Ряд оазисов был открыт на побережье Восточной Антарктиды. В 1947 году американский летчик Бангер, пролетая над Землей Королевы Мери, заметил внизу многочисленные коричневые холмы и сверкающие сине-зеленые озера. Самолет Бангера (летающая лодка) совершил посадку на одном из озер. Летчикам показалось (термометра не было, и члены экипажа опускали в озеро руки), что вода здесь гораздо теплее, чем в море. «Живой оазис среди мертвой пустыни», — с немалой долей сенсационности сообщалось об этом открытии. Первые сведения об оазисе Бангера — большом участке антарктической земли с теплыми озерами — дали повод для весьма смелых гипотез, с помощью которых ученые пытались объяснить происхождение оазисов.

Еще одним районом, заинтересовавшим ученых благодаря свободным ото льда участкам, была Земля Королевы Мод. В 1938 году летчики немецкой экспедиции, руководимой А. Ритшером, обнаружили здесь большую горную страну. К северу от гор у подножия ледникового склона был открыт небольшой участок холмов и озер, названный в честь пилота экспедиции «озерным плато Ширмахера». В этом оазисе, начиная с 1961 года, ведутся наблюдения станции Новолазаревская.

2. Общая характеристика антарктических оазисов После появления научных статей об открытии оазиса Бангера слово «оазис» стало использоваться как термин в научной литературе при описании географических объектов подобного рода. Особенно широкое использование термин антарктические оазисы получил во время проведения МГГ 1957;1958 гг. Принятие нового термина было сопряжено с активными научными дискуссиями в 1950;1960 гг., в основном о возможности применения выражения «оазис» к Антарктиде. При отсутствии альтернатив термин антарктический оазис [Antarctic oasis] стал привычным, прочно вошел в научный язык, и споры по поводу его толкования прекратились, хотя до настоящего времени в научных публикациях встречаются несогласованность и разночтения в том, какие свободные от оледенения участки Антарктиды можно называть оазисами, а какие таковыми не являются.

Когда говорят об антарктическом оазисе, имеют в виду не просто голые скалы, окруженные льдом. Под этим словом понимают целый комплекс процессов и явлений. Их обычно называют перигляциальными, то есть приледниковыми. Почти все природные особенности оазисов являются перигляциальными, потому что они образовались под огромным воздействием оледенения. В оазисах формируется приледниковый климат, развиваются особые приледниковые процессы выветривания горных пород, образуются специфические приледниковые озера. К приледниковым условиям приспосабливаются растительность и животный мир.

В соответствии с современными научными представлениями об этих природных объектах определение звучит следующим образом: «Антарктические оазисы — это свободные от ледникового покрова участки прибрежной зоны Антарктиды площадью от нескольких десятков до нескольких тысяч квадратных километров, которые характеризуются местным климатом, в значительной мере определяемым окружающим ледниковым покровом; существованием незамёрзшей воды (обычно в виде системы сезонных ручьев и непромерзающих озёр); они имеют примитивные криогенно-структурные почвы и биоту» (Сократова, 2007).

Не все участки, свободные ото льда могут называться оазисами. Горные хребты, нунатаки, а также острова, не отделённые от открытого моря шельфовым ледником, таким образом, к антарктическими оазисам не относятся, так как в первых двух случаях основным отличием от окружающей территории служит лишь отсутствие ледникового покрова, а в последнем — микроклимат в значительной мере определяется окружающим морем. Сейчас известно несколько десятков объектов, которые в соответствии с принятой классификацией относятся к антарктическим оазисам. Общая площадь участков суши, свободных от льда, составляет доли процента территории Антарктиды — не более 6 тыс. км2, при общей площади континента 14 млн. км2. Однако малье размеры не лишают оазисы Антарктиды их своеобразия и значения (рис. 1).

Рис. 1. Расположение антарктических оазисов Обнаружения антарктических оазисов изначально происходили в процессе открытия новых земель Южнополярного континента (табл. 1). Небольшим свободным от оледенения территориям крупных земель открываемого материка в то время не всегда присваивались географические названия. Во многих районах (например, Земле Эндерби) одновременно вели работы экспедиции разных стран, и каждая страна, нанося на карты новые географические объекты, использовала свои наименования. В географических справочниках Международного научного комитета по антарктическим исследованиям (SCAR) за время открытия объекта часто принимается время его нанесения на карты с установленным географическим названием, таким образом «официально открытыми» некоторые оазисы оказались через десятилетия после того, как их визуально обнаружили ранние экспедиции. Поэтому назвать время и автора открытия некоторых антарктических оазисов с достоверностью 100% не всегда представляется возможным. Работа по унификации географических названий Антарктиды, в том числе и антарктических оазисов, продолжается в настоящее время. Сейчас известно несколько десятков объектов, которые в соответствии с принятой классификацией относятся к антарктическим оазисам.

Таблица 1.

Названия, географические координаты и сведения об открытии изучавшихся антарктических оазисов

Классифицирование территорий и ландшафтов по определённым признакам требуется для получения возможности их сопоставления и обобщения происходящих в них процессов, особенно необходимых в случае удалённости и сложности проведения систематических исследований, как при исследовании Антарктиды. По мере накопления научных знаний об оазисах рядом авторов были предприняты попытки проведения классификации свободных от оледенения пространств Антарктиды, однако общепринятой классификации до сих пор не существует, в том числе и в силу разногласий в понимании термина «антарктические оазисы». Предлагаемая физико-географическая классификационная схема антарктических оазисов (рис. 2) в полной мере учитывает опыт всех предшествующих классификаций.

Рис. 2. Классификационная схема антарктических оазисов (Сократова, 2007)

Антарктические оазисы разделяются на два класса: низменные (например, Бангера, Вестфолль, Грирсона, Ширмахера и др.), и горные (Рисер-Ларсена, Брейдвогнипа). Горные оазисы известны на склоне материка, спускающемся к морю Росса. При выходе к побережью горные оазисы могут смыкаться с низменными, становясь горно-долинными. Среди низменных антарктических оазисов мы выделяем следующие виды: пришельфовые или типичные, отделённые от моря участками шельфовых или материковых ледников, и прибрежные, расположенные непосредственно на берегу.

Предложенная классификация, с одной стороны, учитывает основные физико-географические различия свободных от оледенения пространств Антарктиды и, с другой стороны, может служить основой для генерализации ландшафтных условий, требуемой как для анализа и сравнения имеющихся данных, так и для планирования дальнейших исследований.

3. Оазис Бангера Оазисы — уникальные явления природы, поэтому, прежде чем начать описание физико-географических особенностей этих районов, следует дать краткую характеристику природы по материалам исследования самого известного из всех — оазиса Бангера.

Оазис расположен у края Восточно-Антарктического ледникового щита, с севера он окаймлен шельфовым ледником Шеклтона и многолетним припайным льдом. Таким образом, этот оазис лежит в кольце льда. Однако около скал имеются морские заливы, соединенные с океаном под шельфовым льдом. Его средняя высота — около 100 м над уровнем моря, а географическая широта — 66°—65°5' ю., площадь — 538 кв. км.

Возраст пород оазиса нижнепротерозойский. Они представлены кристаллическими сланцами и магматитами, прорванными большой интрузией гранитоидов и многочисленными дайками долерита. Рельеф оазиса лучше всею называть мелкосопочником. В замкнутых впадинах множество озер. Озера, глубина которых более 2 м, не промерзают и сохраняют слой воды с положительной температурой. Под озерами находятся талики, которые являются сквозными, если глубина озер больше 20 м.

Группировка форм рельефа закономерна. Близко к ледниковому краю преобладают свежие ледниково-экзарационные формы, а дальше от него— формы физического выветривания.

Оазисы, краевая часть ледникового щита и материковое мелководье, вместе взятые, образуют мерзлотную полосу, достигающую 500 км ширины и площади около I млн. км2. Над слоем многолетней мерзлоты оазиса Бангера находится деятельный (летом талый) слой. Мощнооть его увеличивается с удалением от края ледникового щита от 0,2 — 0,3 до 1,6 м. На поверхности различают структурные грунты, бугры пучения, наледи, солифлюкционные и термокарстовые формы.

Относительно химического выветривания поверхности скал имеется много визуальных наблюдений. Исследователей оазиса Бангера поразили коричневая окраска поверхности скал, покрывающая более светлую породу, а также беловатые корочки на поверхности скал и в вертикальных трещинах. В оазисе Бангера также были встречены зеленые пятна соединений меди. Белые налеты солей внешней части оазиса Бангера имеют морское происхождение. Их состав хлоридо-натриево-магниевый. Они образуются из соленых морских брызг, заносимых штормовыми циклоническими ветрами внутрь оазиса.

Каменная поверхность оазиса отражает гораздо меньше солнечной радиации и гораздо больше ее поглощает, чем поверхность льда или снега. Оазис имеет резко выраженный положительный годовой баланс радиации — 37,6 ккал/см2. Таким радиационным балансом, как оазисы Антарктиды, обладают, например, районы Ташкента и Сухуми.

Абсолютные максимумы и минимумы в воздухе — +11,6 и —42,6°. Средняя температура воздуха была положительной 2 месяца (декабрь—январь). Каменная поверхность нагревается выше 30°. Оазис Бангера мог быть еще теплее, но его климат охлаждается холодным воздухом соседнего ледникового покрова.

Для оазиса характерны штили (зимой до 44% дней) и циклонические ветры. Преобладают ветры с востока. Необычайна сухость воздуха оазиса. Относительная влажность воздуха зимой меньше, чем в Средней Азии, летом уменьшается до 15%. Мала и абсолютная влажность. Оазис отепляет воздух не только над собой, но и вокруг себя. Это влияние распространяется от оазиса к западу по ветру на 80 км. Поэтому к западу от оазиса Бангера находится пятно интенсивно тающего льда. Итак, оазисы создают свой местный климат и оказывают влияние на окружающий ледниковых покров.

В оазисе Бангера очень тихо, не слышно гама птиц, встречаются только отдельные заблудившиеся тюлени и пингвины. Из летающих птиц встречаются редкие снежные буревестники, качурка Вильсона и южнополярные поморники. На камнях оазиса обнаружены чёрные, серые и белые лишайники, в руслах ручейков — мхи.

4. Рельеф и геоморфологические особенности Антарктические оазисы — рай для геологов. Именно они способствуют изучению геологической истории и строения Антарктиды. Здесь на выходах скальных пород записана летопись ледяного континента. Изучение оазисов и выходов гор открыло многие загадки прошлого и настоящего ледяного континента. Оазисы наряду с ледниковым покровом относятся к внешнему рельефу Антарктиды.

Низменные оазисы — это каменистые участки, обычно имеющие мелкосопочный рельеф. Здесь скальные породы выходят на поверхность. На вершинах скал в оазисах широко распространены следы воздействия ледникового покрова: штриховка, борозды, шрамы, валуны.

Ландшафты горных оазисов представляют собой пустыни с хребтами, поднимающимися на 1—1,5 км над «сухими» долинами. «Сухие» долины — неотъемлемые части горных оазисов. Дно долин опущено до высоты от нескольких сот до тысячи метров над уровнем моря. В горах встречаются лишь небольшие ледники, а дно долин покрыто длинными полосами щебня и мелкозема с каменными многоугольниками, пятнами дюн и озерными террасами.

Своеобразные процессы протекают в этих условиях на антарктических скалах. Попеременное нагревание и охлаждение их поверхности приводит к отслаиванию верхнего слоя — шелушению скал, так называемой десквамации. Особенно ярко это проявляется на гранитах. Ровные, словно вырубленные руками каменотесов пластины устилают вершины и склоны сопок. Возникает желание приподнять их, посмотреть, что там, под этими странными плитами.

Самый эффектный процесс разрушения скал — это ячеистое выветривание. Раньше оно считалось характерным для жарких, засушливых пустынь. Но, оказывается, оазисы Антарктиды — его вторая родина. Если в жарких пустынях кружева углублений на скалах формируются под воздействием влекомых ветром песчинок, то в ледяной Антарктиде, кроме этого, на скалы воздействуют кристаллы снега, твердость которых при низких температурах не уступает твердости минеральных частиц. Но, пожалуй, наиболее активную роль в образовании этих форм играют процессы замерзания и оттаивания. В солнечный день снег, попавший в ячеи, тает, ночью вода замерзает. Это повторяется многократно.

Удивительно причудливы формы ячеистого выветривания (рис.3). На скалах это разнообразные козырьки, ниши, пещеры. Сочетания их издали напоминают пчелиные соты. Самые крупные ячеи наблюдаются в горных оазисах. Но наиболее оригинальные формы встречаются на валунах. Иной раз это диковинные сосуды, похожие на греческие амфоры, но чаще замысловатые каменные кружева, чаши, фигурки, напоминающие животных.

Рис. 3.

Кроме процессов физического выветривания, вызванных температурными колебаниями, замерзанием воды в породе, деятельностью ветра и т. д., на поверхности скал в оазисах протекают сложные геохимические преобразования (химическое выветривание). Раньше считали, что в противоположность физическому выветриванию химические процессы затухают в полярных районах. Однако при этом не учитывалось огромное воздействие солнечной энергии, которая в Антарктиде является возбудителем химических преобразований. Геохимические изменения в Антарктиде выражены особенно наглядно, так как в сухом климате антарктических оазисов растворимые вещества накапливаются на поверхности скал. Разнообразные коричневые или вишнево-красные лаки так называемого «пустынного зага_А», представляющие собой скопления окислов железа и марганца, зеленоватые натеки медистых соединений, плотные белые корочки кальцита и гипса, светлая присыпка солей по краям озер и луж — все это можно наблюдать в оазисах на каждом шагу. Процессы разрушения горных пород взаимосвязаны. Физическое выветривание механически разрушает породу, пронизывает ее трещинками. По трещинкам развиваются химические преобразования. В этом процессе принимают участие и растительные организмы — мхи, лишайники, водоросли, которые живут на антарктических скалах. Поэтому выветривание носит биохимический характер.

5. Климат Известно, что климат Антарктиды — самый холодный, самый суровый на всем земном шаре. Антарктическое оледенение оказывает воздействие на климат всей Земли. Именно благодаря Антарктиде южное полушарие в целом холоднее северного. Радиационный баланс ледяной поверхности в Антарктиде, то есть соотношение радиации приходящей и расходуемой, за исключением двух-трех месяцев в году, всегда отрицателен.

Можно себе представить, под каким огромным воздействием со стороны гигантского материкового ледни_А находится климат маленьких антарктических оазисов. Безусловно, во всех основных чертах он определяется влиянием ледяной антарктической пустыни. Однако, несмотря на огромную зависимость от климатических условий, ледяного окружения, антарктические оазисы способны формировать свой местный климат с особой циркуляцией воздуха, радиационным и температурным режимом, облачностью и другими метеорологическими характеристиками. Наиболее ярко климатическая индивидуальность оазисов проявляется в летнее время.

Зимой во время полярной ночи различия в климатических условиях в оазисах и на окружающих льдах минимальны. Но как только появляется солнце, они делаются более заметны и ощутимы. Это объясняется, прежде всего, резкой разницей цвета скал и льда. Если светлая снежно-ледяная поверхность отражает около 80% поступающей радиации, то темные скальные породы — 15% и большую долю энергии солнца поглощают.

Радиационный баланс каменистой поверхности оазисов, начиная с ранней весны до поздней осени, то есть, исключая полярную ночь, положителен. Он положителен и в целом за год, достигая на побережье 35−40 ккал на кв. см. Поверхность горных пород в прибрежных оазисах нагревается солнцем до 20—30?. Отмечались и более высокие температуры. Часть этого тепла передается в глубину, в результате происходит оттаивание мерзлых пород (за лето до глубины больше одного метра). Но основная часть тепла тратится на нагревание воздуха. В прибрежных оазисах температура летом в среднем на 3—4? выше, чем над окружающими лед_А_ами. Днем температура воздуха нагревается до 6−8?. Среднесуточная температура воздуха в оазисе в летнее время оказывается положительной и равной около +2° С.

Воздух над оазисами, нагреваясь, удаляется от точки насыщения, иссушается. Влажность воздуха в Антарктиде в связи с низкими температурами и сухими, дующими с ледникового купола ветрами вообще мала. В оазисах Антарктиды влажность еще меньше и достигает значений, которые характерны для безводных пустынь и не превышает 30%. Количество осадков колеблется от 300 мм до 80 мм в год.

Сильное прогревание воздуха над скалами оазисов приводит к возникновению восходящих токов воздуха и образованию небольших кучевых облаков. Обычно они появляются около полудня и исчезают к вечеру.

Прогрев воздуха над оазисом приводит к появлению небольшого по размерам и не очень глубокого минимума давления атмосферы. Этот минимум давления вызывает местную циркуляцию, напоминающую бризовую или микромуссон, но в основном одностороннюю или прекращающуюся в ночные часы из-за остывания поверхности оазиса. Смены знака циркуляции при этом не возникает, так как нет условий для понижения температуры поверхности оазиса в ночное время ниже температуры поверхности окружающих ледников.

Можно выявить три режима циркуляции воздуха, свойственных для района оазиса.

Когда общая циркуляция очень слаба или на побережье царит штиль, что порой имеет место перед сменой погоды, циркуляция оазиса развивается симметрично относительно его площади в виде замкнутых в вертикальной плоскости колец.

При умеренной общей циркуляции над оазисом возникает асимметрия движения местных воздушных потоков, и тепло будет переноситься в большем количестве в направлении потока общей циркуляции.

Когда скорость общей циркуляции воздуха над Антарктикой достигает больших значений, береговые юго-восточные ветры полностью разрушают систему местной циркуляции воздуха над оазисом. Факел поднимавшегося над оазисом теплового воздуха вытягивается в горизонтальном направлении над поверхностью, и тепло переносится по направлению действия ветра.

5.1 Оазисный эффект В качестве примера можно рассмотреть климатическую обстановку оазиса Ширмахера. Поверхность ледникового щита вблизи оазиса почти лишена покрова снега, т. е. на расстоянии свыше 10 км к югу и до высоты 1000 м над ним. В разгар антарктического лета поверхность льда буквально залита талыми водами, стекающими вниз к оазису. Причина усиления процессов таяния в районах, примыкающих к оазисам, по-видимому, вызвана теплом скал, вод и минеральных частиц, покрывающих поверхности льда.

Влияние оазисов на окружающий ледниковый покров выражается также в существовании перед северным краем оазиса так называемых внутриледниковых морских заливов. Так, шельфовый лед к северу от оазиса Ширмахера вплотную примыкает к выступающим частям оазиса, но там, где северная граница последнего отступает к югу, имеются пространства ровного темного льда, названные Е. С. Короткевичем морскими заливами. Обычные размеры их в плане около 200 X 400 м, и только один залив достигает 1 км в поперечнике. Заливы примыкают к приливным трещинам. Колебания воды в трещинах ритмичны и соответствуют приливно-отливным колебаниям уровня океана. Таким образом, морские заливы перед северным краем оазиса Ширмахера под шельфовым льдом сообщаются с открытым океаном и располагаются на уровне моря.

5.2 Вертикальное распространение оазисного эффекта Горные оазисы напоминают прибрежные, но и отличаются от них. На каменной поверхности вертикальная зональность выражена весьма слабо и даже происходит ее инверсия. Тепло нагретых скал оазисов Виктории распространяется вверх на значительную толщину воздуха (табл. 2).

Таблица 2

Распределение температур по высотам

В таблице проведены две горизонтальные линии. Они отделяют нижний слой теплого воздуха в Мак-Мердо (оазис) от находящегося на той же высоте слоя холодного воздуха ст. Литл-Америка. Таким образом, нижний слой воздуха в Мак-Мердо теплее, чем на ст. Литл-Америка: зимой — до высоты нескольких сот метров, а летом — даже до высоты 2000 м. Цифры иллюстрируют вертикальный оазисный эффект. Оазис нагревает воздух на 4—5° выше по сравнению со льдом ст. Литл-Амернка, расположенной на шельфовом леднике. Но на высоте более 2000 м наблюдается обратная картина. Здесь теплый циклонический воздух распространяется над ст. Литл-Америка, находящейся и теплом секторе циклона. Распространение тепла оазиса кверху называется вертикальным оазисным эффектом.

Итак, оазисный эффект (горизонтальный и вертикальный) распространяется на несколько тысяч метров. Он вызывает таяние снега и льда даже в районах вечного мороза.

6. Внутренние воды Антарктида — единственный материк на Земле, на котором нет постоянно текущих рек. Лишь в летнее время, когда происходит таяние снега и льда, в прибрежной части и в антарктических оазисах появляются временные реки и ручьи из талой воды, стекающие в океан или озера. Из рек, текущих в оазисах по руслам, проложенным в свободном ото льда грунте, наибольшую длину (около 30 км) имеет река Оникс в оазисе Райт на Земле Виктории. Чуть меньшую длину имеет река Виктории в том же оазисе. Густая сеть временных наледниковых ручьев оживает в летнее время в оазисах Бангера и Ширмахера, где они достигают в длину 20−30 км.

Поскольку все они питаются за счет таяния ледника, то их водный режим полностью определяется ходом температуры воздуха и солнечной радиации. Наибольшие расходы в них наблюдаются в часы наиболее высоких температур воздуха, то есть во второй половине дня, а наименьшие — в ночные часы, причем нередко в это время русла полностью пересыхают. Наледниковые ручьи и речки, как правило, имеют очень извилистые русла и соединяют многочисленные наледниковые озера. Открытые русла обычно заканчиваются не доходя до моря или озера, а водоток прокладывает свой путь дальше подо льдом или в толще ледника, наподобие подземных рек в карстовых районах. С наступлением осенних морозов сток прекращается, и глубокие с отвесными берегами русла заносятся снегом или перекрываются снежными мостами.

Озера, как и антарктические ручьи и речки, очень своеобразны. В прибрежных оазисах можно насчитать десятки сравнительно небольших озер. Интересно, что некоторые озера летом вскрываются и становятся свободны ото льда, другие никогда (по крайней мере за последние десятки лет) не освобождаются от сковавшего их ледяного покрова, и наконец, есть такие озера, которые несмотря на сильные морозы не замерзают даже в самые суровые зимы. К последним относятся соленые озера. Вода в этих озерах настолько минерализована, что температура ее замерзания намного ниже нуля.

Наиболее крупное из антарктических озер — озеро Фигурное в оазисе Бангера. Причудливо извиваясь среди холмов, оно тянется на 20 км. Площадь его равна 14,7 кв. км, а глубина превышает 130 м. Несколько озер площадью более 10 кв. км имеется в оазисе Виктории. Озера площадью до 8 кв. км находятся в оазисе Вестфолль.

Среди антарктических озер есть водоемы с весьма необычным распределением температуры по глубине. Особенно интересным в этом отношении оказалось озеро Ванда, расположенное в оазисе Райт (рис. 4). Длина его около 8, ширина более 1,5 км, а глубина достигает 66 м. Все 13,6 кв. км поверхности озера скованы льдом толщиной около 4 м, который по всем признакам сохраняется на озере по крайней мере в течение последних нескольких десятилетий. Только летом образуются узкие водяные забереги, которые быстро замерзают с наступлением осенних морозов. Непосредственно подо льдом температура воды, как и следовало ожидать, близка к 0°, однако с глубиной она быстро возрастает и у дна превышает 25°! В океане такую теплую воду можно найти только в тропическом поясе, а в озерах нашей страны даже в самые теплые летние дни вода редко прогревается до такой температуры.

Рис. 4

Дело в том, что вода на некоторой глубине подо льдом становится соленой, причем с глубиной соленость ее довольно быстро возрастает, и у дна концентрация солей в 10—15 раз больше, чем в морской воде. Вследствие такого распределения солености плотность воды, несмотря на повышение температуры, с глубиной возрастает, и поэтому конвективного перемешивания, а следовательно, и выноса тепла на поверхность, не происходит. Поскольку озеро круглый год покрыто льдом, ветер не может вызвать ни ветровых течений, ни волнения, которые в открытых водоемах способствуют перемешиванию вод и сглаживанию вертикальных температурных градиентов. Отсутствием такого перемешивания и объясняется существование в течение многих лет ледяного покрова на озере Ванда несмотря на высокие температуры воды в глубинных слоях его. Интенсивное выхолаживание происходит здесь только в верхнем, пресном слое, на поверхности которого и образовался мощный ледяной покров.

Вблизи антарктических оазисов можно встретить своеобразные ледниковые «болота». Они образуются летом в понижениях, заполненных снегом и фирном. Талая вода, стекающая в эти понижения, увлажняет снег и фирн, в результате чего и получается снежно-водяная каша, вязкая, как обычные наши болота. Глубина таких «болот» чаще всего незначительная — не более метра. Сверху они бывают покрыты тонкой ледяной коркой.

7. Растительность Оазисы Антарктиды можно рассматривать как очаги жизни в ледяной пустыне. Однако если в сравнении с окружающей поверхностью ледников оазисы — очаги жизни, то по сравнению с аналогичными участками скальных пород в Арктике они сами выглядят как пустыни. Бедность растительной жизни в антарктических оазисах объясняется прежде всего влиянием гигантского ледникового покрова.

Современная растительность Антарктиды представлена низшими растениями: мхами, лишайниками, водорослями, микроскопическими грибами. Наиболее широко распространены лишайники, число их видов достигает 300. Мхов же насчитывается всего около 80 видов.

Мхи — наиболее высокоорганизованные из низших растений — встречаются преимущественно в прибрежных оазисах в благоприятных, защищенных от ветра и достаточно увлажняемых летом местах. В горах они встречаются реже. Некоторые виды мхов, обитавших прежде на суше, предпочли переселиться в озерные водоемы, где условия более благоприятные.

Лишайники гораздо неприхотливее. Они могут проникать высоко в горы. Препятствием к их распространению являются не столько низкие температуры, сколько засуха. Например, в ряде долин горных оазисов Земли Виктории они не растут именно из-за недостаточного количества влаги.

Лишайники очень разнообразны. Они могут быть ярко-оранжевыми, светло-зелеными, желтыми, серыми и черными. Черная окраска преобладает, так как она помогает поглощать максимальное количество солнечного тепла.

Чаще всего лишайники имеют вид плотных корок, которые можно отодрать или соскоблить лишь с помощью ножа (накипные лишайники). Встречаются лишайники листовидные, которые образуют подобие цветочков, и кустистые, растущие мелкими кустиками. Они также плотно прикреплены к поверхности скал и способны противостоять суровым антарктическим ветрам. Некоторые лишайники селятся на поверхности мха.

В оазисах широко распространена микроскопическая растительность — водоросли. В большинстве случаев ее нельзя заметить невооруженным глазом, но, как правило, в образцах грунтов повсеместно присутствуют разнообразные водоросли: зеленые, сине-зеленые, диатомовые. Наиболее богаты по количеству водорослей и разнообразию их видового состава прибрежные районы. Однако водоросли были обнаружены и вдали от моря, в суровых горных районах, прямо на голых скалах. Некоторые из них, несомненно, занесены сюда птицами.

Наиболее разнообразным растительным миром отличаются озера оазисов — очаги тепла, а значит, и жизни. Температура воды в озерах на 10—20? С выше температуры воздуха, а высокая минерализация вод вместе с интенсивной солнечной радиацией создает условия, достаточно благоприятные для развития жизни.

Особенно богаты озера разнообразными водорослями, которые часто определяют окраску воды. Нередко нитчатые синезеленые водоросли вместе с мхами и бактериями образуют слизистую корку на дне водоемов.

Наиболее богата жизнь в оазисах Антарктического полуострова. Здесь отмечены три вида цветковых растений: два — из семейства злаковых и одно — из гвоздичных. Впрочем, по виду они имеют мало общего с подобными растениями других материков: маленькие неказистые травки. Зато мхи и лишайники в оазисах Антарктического полуострова часто покрывают скалы сплошным цветным ковром. Ничего подобного не увидишь в других районах Антарктиды.

8. Животный мир Животный мир антарктических оазисов также весь_А своеобразен. Летом сюда прилетают птицы, приходят пингвины. Птиц всего около десятка видов, но лишь часть из них гнездится и выводит в оазисах птенцов. Это прежде всего антарктический и снежный буревестник, южнополярный поморник, пингвин Адели.

Жизнь птиц в Антарктиде тесно связана с морем. В море они находят себе пищу и поэтому не могут существовать долго вдали от него. Пингвины Адели появляются летом в прибрежных оазисах, расположенных непосредственно у берега моря. На скалах они строят из мелких камушков гнезда и высиживают птенцов. Летающих птиц в отличие от пингвинов можно встретить далеко от моря. Антарктические и снежные буревестники гнездятся в горах на расстоянии до 200 км от побережья. Для того чтобы пополнить запасы пищи и накормить птенцов, им постоянно приходится совершать перелеты до моря и обратно.

В прибрежные оазисы летом иногда заползают тюлени. В антарктических водах обитают всего пять видов тюленей: Уэдделла, крабоед, морской леопард, Рос_А, морской слон.

На почти пустынных с виду скалах оазисов протекает незаметная глазу жизнь микроскопических животных. Здесь встречаются несколько видов клещей, пухоедов. В оазисах Антарктического полуострова отмечены даже бескрылые мухи. Жизнь насекомых в оазисах проходит на камнях, в лишайниках и мхах. Многие из них паразитируют на теле тюленей и птиц, которые разносят их по территории Антарктиды.

Животные оживляют ландшафты оазисов только в летнее время. Зимой птицы улетают, тюлени уплывают на север, жизнь микроскопических животных замирает до весны. Лишь на прибрежных льдах, иногда поблизости от оазисов, колонии императорских пингвинов в лютые зимние морозы и ураганы кладут и «выстаивают» яйца. Недаром эту птицу считают одной из самых удивительных на Земле.

9. 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, звестный 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.

Заключение

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.