Северный Ледовитый океан: географическое положение
Северный Ледовитый, или Полярный, океан, простирается вокруг Северного полюса между Евразией и Северной Америкой. Его южная граница почти везде проходит внутри Северного полярного круга. На западе и северо-западе он соединяется с Атлантическим океаном через Гудзонов пролив и Девисов пролив (границу проводят по 70° с.ш.), а разделяют два океана Баффинова Земля и остров Гренландия, восточнее которого граница между двумя океанами проведена условно в основном по открытому водному пространству.
От мыса Брустер на юго-западе Гренландии она идет через Датский пролив к восточному побережью Исландии, а затем к юго-западному берегу Скандинавского полуострова у 61° с.ш. Моря Гренландское и Норвежское относятся к Северному Ледовитому океану. Далее к северо-востоку и востоку южную границу Северного Ледовитого океана вплоть до Берингова пролива образует северный берег Евразии. В этих пределах площадь Северного Ледовитого океана 14,75 млн км², объем – 18 млн км³. С Тихим океаном он связан только узким (86 км) мелководным (36–60 м) Беринговым проливом.
При очень малых сравнительно с другими океанами размерах Северный Ледовитый океан обладает величайшей на Земле шельфовой областью, на долю которой приходится примерно половина его общей площади. Наибольшей ширины шельф достигает у берегов Евразии (до 1300 и даже 1500 км). На востоке непрерывная полоса Евразийского шельфа, в пределах которого находятся северные моря России, соединяется с шельфом Аляски и островов Канадского Арктического архипелага. В основном в пределах шельфа находятся и многочисленные острова Северного Ледовитого океана. Будучи по площади в 13,5 раза меньше Тихого океана, он занимает после него второе место по количеству островов. Причем это все крупные острова и архипелаги материкового происхождения: Гренландия (площадь более 2 млн км²), Канадский Арктический архипелаг, Шпицберген, Новая Земля, Новосибирские острова и др. Островов океанического происхождения в Северном Ледовитом океане нет.
Ложе океана, срединно-океанические хребты и переходная зона
С внутренней стороны евразийский и североамериканский шельф окаймляют материковый склон и материковое подножие. Внутри этого почти замкнутого пространства находится сложно построенное ложе Северного Ледовитого океана – так называемый Арктический, или Полярный, бассейн, дно которого сложено корой океанического типа. От края шельфа района Новосибирских островов до острова Элсмир Арктический бассейн пересекает подводный хребет Ломоносова, разделяя его на две неравные части. Каждая из них, в свою очередь, разделяется на плоские или холмистые котловины и обособляющие их подводные поднятия и хребты. Глубины котловин достигают 2500–3000 и даже почти 4000 м. Дно их обычно покрыто мощными толщами (до 3,5 км) осадков. Самая большая из котловин – Канадская. Глубина вершин подводных хребтов и поднятий – 500–1500 м, мощность покрывающего осадочного покрова – несколько сотен метров. Наиболее обширное поднятие этой части Арктического бассейна расположено между хребтами Ломоносова и Менделеева, Канадской котловиной и материковым склоном. Оно состоит из двух плато – Чукотское и Альфа.
По другую сторону хребта Ломоносова простираются глубоководные котловины: Амундсена и Нансена, а между ними – хребет Гаккеля. Каждый из этих структурных элементов дна центральной части Северного Ледовитого океана имеет свои особенности и уникален в том или ином отношении: глубина котловины Амундсена превышает 4000 м, и в ее пределах на глубине 4485 м находится Северный полюс. Котловина Нансена достигает глубины 5449 м. Поднимающийся между ними хребет Гаккеля по многим признакам принадлежит к системе срединно-океанических хребтов и является наиболее северным звеном этой глобальной системы. Его осевую зону пересекают разломы типа рифтов, вдоль которых выявлены положительные магнитные аномалии и эпицентры землетрясений. Отсутствие типичных для срединно-океанических хребтов флангов может быть объяснено тем, что у хребта Гаккеля они глубоко погружены под толщами грубообломочного материала, устилающего днища соседних котловин. Посредством хребтов Книповича и Мона через глубоководные моря Гренландское и Норвежское и о. Исландия хребет Гаккеля соединяется со Срединно-Атлантическим хребтом. Вероятно, вдоль этой системы произошло окончательное разъединение Евразийской и Северо-Американской литосферных плит, а водное пространство, соединяющее Атлантику с Северным Ледовитым океаном, можно рассматривать как переходную зону между ними. В некоторых случаях его даже выделяют как особый регион Мирового океана, противопоставляя Арктическому бассейну как собственно океану.
Климат и гидрологические условия Северного Ледовитого океана
Положение Северного Ледовитого океана за небольшими исключениями внутри полярного круга определяет главную особенность его климатических условий: преобладание отдачи тепла по сравнению с его поступлением от Солнца. Особенно это проявляется зимой, в условиях полярной ночи, которая продолжается, как известно, от одних суток у полярного круга до 176 на полюсе. Но и в течение полярного лета приход тепла ничтожно мал по сравнению с расходом в основном из-за его отражения поверхностью ледяного покрова, площадь которого в сентябре достигает 7 млн км². Основным источником тепла, попадающего в атмосферу над Северным Ледовитым океаном и в его водные массы, являются воды теплых течений, поступающих из Атлантики через Северо-Европейский бассейн и частично – из Тихого океана через Берингов пролив. Не меньшее значение имеет относительно теплый воздух, выносимый циклонами, формирующимися в этих регионах в течение всего года.
Зимой над Арктическим бассейном, покрытым практически весь год мощными (более 4 м) дрейфующими льдами, и над Гренландией с ее ледяным панцирем устанавливаются антициклональные условия, температура может снижаться до -40 °С и ниже. Окраинные моря Сибири и межостровные воды Канадского Арктического архипелага покрываются льдом, температура воздуха над всей акваторией отрицательна, для окраинных частей океана характерны штормовые ветры значительной силы. Общая площадь ледяного покрова Северного Ледовитого океана в марте достигает 11 млн км². Свободными от льда остаются только Норвежское и частично Гренландское и Баренцево моря, через которые проникают ветви теплого Северо-Атлантического течения: Ирмингера – в Баффинов залив, Норвежское и его продолжения (Западно-Шпицбергенское и Нордкапское) – на север и на восток соответственно. Над этими бассейнами со стороны Исландского минимума распространяются циклоны, иногда достигая приполюсных районов Арктического бассейна, а также Карского моря и даже Новосибирских островов. Температура воздуха над южной частью Норвежского моря 2 °С, но над большей частью Канадского архипелага она почти так же низка, как над Арктическим бассейном. Подо льдом температура воды в поверхностном слое близка к точке замерзания.
Летом высокое атмосферное давление сохраняется над покрытой льдами Гренландией. Отдельные антициклональные ядра существуют и в других местах, но в целом давление над Северным Ледовитым океаном понижается, и усиливается циклоническая деятельность. Сильного прогревания воздуха не происходит. Над Арктическим бассейном температура летних месяцев равна -2 °С, над окраинными морями Азии, освобожденными от зимнего ледяного покрова, 4…6 °С, над Норвежским морем 10… 12 °С. Наиболее холодным остается Канадский Арктический архипелаг: там преобладающая температура короткого летнего периода -10… – 12 °С, выше 0 °С она вообще не поднимается.
Не происходит также существенного прогревания поверхностных вод в течение летнего периода. Подо льдом температура их повышается лишь на десятые доли градуса, на открытых пространствах до 0,5 °С. На открытой поверхности морей вода может прогреваться до 2…8 °С.
С прекращением ледостава на реках и исчезновением ледяного покрова в окраинных морях Сибири при преобладающих ветрах с континента в сторону океана в его водах образуется избыток воды, порождающий стоковое течение, которое, пополняясь водой со стороны Тихого океана через Берингов пролив, приобретает постоянный характер. Пересекая океан, оно направляется в Атлантику через пролив между Шпицбергеном и Гренландией. Это Трансарктическое течение, усиливаемое ветрами со стороны Гренландии в Атлантический океан, является главным путем выноса плавучих льдов и айсбергов на юг, давая начало Восточно-Гренландскому течению, играет немалую роль в общем охлаждении Канадского Арктического архипелага и северо-восточных частей Северо-Американского материка.
Климатические особенности Северного Ледовитого океана, являющиеся следствием его приполярного положения, а также его размеры и характер связей с другими океанами определяют соленость его поверхностных вод, которая в целом ниже средней океанической и значительно изменяется в течение года. Главные причины этого – опресняющее воздействие речного стока крупных рек Евразии и Северной Америки и таяние льдов в летнее время. Средние показатели солености колеблются от 30 до 32% о, наибольшие значения (34–35% о) характерны для районов Земли Франца-Иосифа и Шпицбергена, что связано с выносом соленых вод из Атлантического океана. В летнее время соленость понижается, особенно у берегов материков (до 20–10% с). Зимой под покровом льдов соленость возрастает, а на значительных глубинах достигает 34,5–35% о.
Особенности органического мира Северного Ледовитого океана
Суровость климатических условий Северного Ледовитого океана, широкое распространение льдов, ограниченность связей с другими океанами обусловили такие особенности его органического мира: относительную видовую бедность, отсутствие или слабое развитие некоторых групп живых организмов, широко представленных в более теплых водах (коралловых полипов, крабов, некоторых моллюсков и др.), ограниченность биомассы и неравномерность ее распределения в пределах бассейна. Океанологи отмечают также ряд других особенностей органического мира Северного Ледовитого океана, связанные с суровостью его природных условий: относительно большое число в составе фауны (главным образом млекопитающих, как водных, так и ведущих наземный образ жизни) так называемых криофилов. Это в настоящее время почти истребленный гренландский кит, морж, некоторые виды тюленей и представитель наземной фауны, тесно связанный своим образом жизни с дрейфующими и припайными льдами, – белый медведь. Всего в составе фауны Северного Ледовитого океана насчитывается 17 видов крупных млекопитающих. Также, как признак приспособления к существованию в холодных водах, отмечается гигантизм некоторых живых организмов, например: самая большая медуза цианея диаметром до 2 м и длиной щупалец в несколько десятков метров, гигантский паук и др. Наряду с этим процесс развития в холодной воде у живых организмов растягивается на более длительное время, чем в более теплых водах. Это увеличивает продолжительность жизни некоторых рыб, моллюсков и других животных иногда в несколько раз по сравнению с обитателями более теплых водоемов. Фауна холодных морей – это, по выражению Л.А. Зенкевича, в значительной степени фауна стариков (О.К. Леонтьев, 1982).
Северный Ледовитый океан соответствует Арктической биогеографической области, в пределы которой входит также наиболее суровая по природным условиям часть Атлантического океана: море Баффина и районы, прилегающие к Гренландии и Лабрадору.
Наибольшим богатством отличается органический мир в той части Северного Ледовитого океана, которая непосредственно сообщается с Атлантическим океаном и где на поверхности или на некоторой глубине ощущается влияние относительно теплых атлантических вод, т.е. в Северо-Европейском бассейне: Баренцевом, Белом и Карском морях. Это касается как видового состава, так и количества биомассы и общей промысловой ее ценности. Для этого региона характерно наибольшее видовое и количественное богатство фито- и зоопланктона, в составе нектона преобладают промысловые рыбы (океаническая сельдь, морской окунь, пикша, треска, палтус), а также рыбы, не имеющие большого промыслового значения, но служащие пищей тюленям, белухам и другим водным млекопитающим.
Слабое развитие льдов и отсутствие припая в летнее время на мелководьях создают благоприятные условия для развития относительно богатого органического мира на шельфе и в полосе литорали. Такие условия сохраняются при движении на восток, включая Карское море. Те части океана, которые омывают берега Восточной Сибири, Аляски и Канады, характеризуются нарастанием суровости природных условий и общим обеднением органического мира. Некоторое исключение составляет только Чукотское море, куда через Берингов пролив проникают относительно более теплые воды из Тихого океана, и поэтому происходит некоторое обогащение видового состава зоопланктона. В целом же происходит изменение и обеднение видового состава, а также уменьшение массы живых организмов. Например, если в Баренцевом и Карском морях в составе зоопланктона насчитывается до 175 видов, то в восточных морях – до 90. Исчезают многие промысловые рыбы, характерные для западных морей, и их место занимают лососевые, сиговые, но общая биомасса сокращается, особенно на мелководьях.
Особенно беден органический мир центральной части Северного Ледовитого океана, включая море Бофорта, покрытое льдами весь год. Фитопланктон состоит в основном из диатомовых водорослей (70 видов), некоторые из которых приспособились к существованию на поверхности многолетних льдов, зоопланктон также насчитывает не более 80 видов. Беден видовой состав рыб. Плотность биомассы в целом от Атлантики к полюсу уменьшается в 5–10 раз. Но по окраинам Арктического бассейна среди многолетних льдов встречаются моржи, гренландский тюлень и некоторые другие представители водных млекопитающих, промысел которых запрещен или строго регулируется международными соглашениями.
Природные особенности окраинных морей, а также островов, в том числе и океанических, рассмотрены в региональных разделах соответствующих материков.
Вклад М.В. Ломоносова в изучение Северного Ледовитого океана
Михаил Васильевич внес огромный вклад в морскую науку, в изучение морей. Он мечтал, в мемуаре, написанном в 1762 году: «Северный Ледовитый океан есть пространное поле, где усугубиться может российская слава, соединенная с беспримерной пользою через изобретение восточно-северного мореплавания в Индию и Америку». Причем, вопреки распространенному в то время мнению, что у Северного полюса находится обширная суша, он прозорливо расположил океанские просторы. И наметил схему течений в Северном Ледовитом океане около полюса с востока на запад. Он предвидел существование Северной Земли, открытой только в 1913 году (спустя 150 лет). Занимался разработкой учения о приливах. Уделял много внимания совершенствованию и созданию приборов для мореплавания. Уступая его настойчивым предложениям, в мае 1764 года Екатерина II дала согласие на высокоширотную экспедицию, возглавляемую Василием Яковлевичем Чичаговым.
Сама же экспедиция вышла в море в 1765 году, чтобы пройти от о. Шпицберген до Камчатки, через околополюсной район и Берингов пролив, в ходе экспедиции предполагалось вести наблюдения за состоянием погоды, воды, льда, берегов, описывать животный мир, камни и минералы, а также внешний вид и образ жизни встреченных жителей.
Летом 1764 года к западному побережью Шпицбергена ушел первый вспомогательный отряд, который вез избы, амбар, баню и запасы продовольствия по случаю зимовки основной экспедиции.
В мае 1765 года три корабля с экипажем 178 моряков, три кормщика и 26 поморов – промышленников вышли в море, но льды не дали продвинуться на север и пришлось возвращаться в Архангельск.
Вторая попытка позволила дойти до 80⁰ 30?, дальнейший путь закрыт был тяжелыми льдами и Чичагов вернулся в Архангельск, не выполнив поставленного перед ним задания.
Профессор Зубов так характеризовал эту экспедицию: «С морской точки зрения обе экспедиции Чичагова были проведены безукоризненно. Три парусных корабля среди льдов, в штормах и туманах все время держались вместе, не теряя один другого из виду. Что же касается маршрута, предложенного Чичагову, то теперь мы твердо знаем, что задача, поставленная ему Ломоносовым, невыполнима. Пройти через Северный Ледовитый океан в околополюсных районах не только на парусных судах, но даже на современных мощных ледоколах невозможно». Маршрут, указанный Ломоносовым, стал реальностью только в XX веке, с появлением атомных ледоколов.
Историко-географ Д.М. Лебедев так оценил роль великого помора: «Труды М.В. Ломоносова, с одной стороны, являются вершиной, достигнутой русской географической наукой к середине 60-х годов XVIII века; с другой стороны – они послужили той необходимой научной базой, на основе которой стал возможен дальнейший подъем этой науки…».
III страница устного журнала. Новая Земля и ее исследователи
Эпиграф. «Я расскажу вам как было, а вы судите, как угодно»
Первые русские люди побывали на Новой Земле ещё в XIII и XIV веках. Исследования же начались в начале XIX века. Правда, впервые русские моряки отправились исследовать Новую Землю 10 июня 1768 года. Возглавлял экспедицию Федор Розмыслов.15 августа шхуна подошла к проливу Маточкин Шар, разделяющему северный и южный острова архипелага Новая Земля. Они произвели опись берегов пролива, шхуна вышла в Карское море, но путь преградили льды, на судне открылась течь, пришлось возвращаться в Архангельск.
В 1821 году предприняли новую попытку попасть на Новую Землю на бриге «Новая Земля» для описи берегов Новой Земли, под командой двадцатитрехлетнего лейтенанта Федора Петровича Литке, но приблизиться к берегам Новой Земли не удалось – мешали ледяные поля – и им пришлось вернуться в Архангельск.
В 1822 году, после описи Мурманского побережья, Литке подошел к Новой Земле. Направившись на север вдоль западного побережья, Литке через несколько дней дошел до ледяных полей, и им пришлось опять вернуться.
В 1823 году Литке третий раз отправился к Новой Земле, им удалось описать берега пролива Маточкин Шар, описать южные берега острова Южный, описать остров Колгуев, его северный берег. Было сделано очень много благодаря мужеству и трудолюбию матросов.
В 1824 году Литке в четвёртый раз отправился на Новую Землю. Но тяжелые льды не дали дойти до северной оконечности Северного острова и пройти дальше на север, не смог он проникнуть и в Карское море.
По прибытии на материк Ф, П. Литке пишет книгу о своем путешествии, которая принесла ему известность и признание в научном мире.
Только в 1832 году на частные средства торгово-промышленной компании архангельского купца Брандта и ученого лесничего Клокова были снаряжены для этих целей два судна – шхуна и карбас.
Шхуной командовал лейтенант Василий Андреевич Кротов, ему было дано задание – пройти к проливу Маточкин Шар, пройти им в Карское море, а затем следовать к устью Енисея.
На карбасе был командиром Петр Кузьмич Пахтусов, ему было дано задание описать восточное побережье Новой Земли.
Петр Кузьмич Пахтусов уже 10 августа начал опись берегов южного острова Новая Земля, но мешали лед, туманы и сильный ветер. Команда любила и уважала Пахтусова. Им удалось впервые обойти южный остров с востока после легендарного кормщика Саввы Лошкина, который был здесь в 1742 году.
В 1834 году Пахтусова вновь отправляют на Новую Землю. Он обходит северный остров с западной стороны и описывает его восточное побережье с севера на юг и наносит данные на карту. А так же проводил метеорологические и астрономические наблюдения, описывал животный и растительный мир, собрал коллекции геологических образцов.
Через месяц после возвращения, он умер в возрасте тридцати пяти лет в Авхангельске.
В Кронштадте высится бронзовая фигура Петра Кузьмича Пахтусова, в руке которого карта Новой Земли. Девиз его: «Польза, отвага, труд».
В 1837 году на Новой Земле побывал Август Карлович Цивилько (бывший здесь в последней экспедиции Пахтусова) и Степан Андреевич Моисеев. Они существенно дополнили карту Новой Земли. В этом же году на Новой Земле побывал академик Карл Максимович Бэр.
Яркий вклад в исследование Арктики внес русский геолог и путешественник Владимир Александрович Русанов (его яркая и удивительная жизнь знакома нам по книге «Два капитана»).
За участие в социал-демократическом движении его несколько раз подвергали аресту, а затем последовала двухгодичная ссылка (1901–1903 гг.) в Зыряновский край (ныне Республика Коми). Там он изучал быт, нравы и экономику народа коми, результатом чего стала монография «Зыряне», опубликованная в 1905 году в Париже. После ссылки Русанов обучался на естественном отделении Сорбонны – университета в Париже. В 1907 году он блестяще окончил теоретический курс по специальности геология, что давало ему право на защиту докторской диссертации. Его же интересовали малообследованные острова Новой Земли. Начиная с 1907 года В.А. Русанов в течение пяти лет ежегодно летний сезон посвящал исследованиям на Новой Земле. Он исходил ее берега вдоль и поперек, нанес на карту неизвестные ранее заливы, бухты, острова, исследовал ледники и горы. Во время экспедиций были проведены наблюдения по распределению льдов и морских течений, собраны богатые коллекции по геологии, палеонтологии, ботанике, зоологии.
В 1912 году в министерстве внутренних дел России состоялось совещание по поводу организации экспедиции на Шпицберген для обследования запасов каменного угля и установки российских заявочных столбов на перспективные свободные участки земли. В качестве начальника экспедиции был назначен В.А. Русанов как «человек выдающихся нравственных качеств, смелости и увлечения делом, а также большой расчетливости в средствах при снаряжении экспедиции».
Экспедиция на судне «Геркулес» с капитаном Кучиным успешно дошла до Шпицбергена, где была проведена колоссальная работа. За полтора месяца было обследовано в геологическом отношении около 1000 км. побережья Шпицбергена, составлена карта каменноугольных месторождений, что закрепило право России на разработку угля на этих участках, где и в настоящее время действуют совместно с норвежскими и российские рудники. Русанов и горный инженер Самойлович собрали богатую коллекцию горных пород и палеонтологических образцов. Велики были зоологические сборы, наблюдали за течениями, брали пробы морской воды, измеряли ее температуру на различных горизонтах; добывали пробы грунта с дна. Отправили с Самойловичем, зоологом-препаратором Сватошом и боцманом Поповым весь собранный материал на попутном судне.
Экспедиция Русанова намеревалась «как можно дальше пройти на восток». Русанов на «Геркулесе» решил пройти Северным морским путем до Тихого океана. 18 августа 1912 года Русанов передал телеграмму для организаторов экспедиции в Петербурге. «Юг Шпицбергена, остров Надежды. Окружены льдами, занимались гидрографией. Штормом отнесены южнее Маточкина Шара. Иду к северо-западной оконечности Новой Земли, оттуда на восток. Если погибнет судно, направляюсь к ближайшим по пути островам: Уединения, Новосибирским, Врангеля. Запасов на год. Все здоровы. Русанов». Из этой последней экспедиции Русанов не вернулся. Следы экспедиции затерялись во льдах Арктики. Все поиски пропавшей экспедиции в 1914–1915 годах окончились безрезультатно. При плавании Амундсена в 1918–1920 годах по трассе Северного морского пути никаких следов экспедиции Русанова обнаружено не было. Только через двадцать два года в 1934 году у западных берегов Таймыра были обнаружены ее следы. Теперь известны три стоянки участников экспедиции: О. Вейзель (сейчас Геркулес) в архипелаге Мона, где был найден столб с надписью «Геркулес 1913 г.», подле него лежали остатки сломанных нарт и крышка от патронного ящика. (Столб сейчас находится в музее Арктики в Санкт-Петербурге).
Вторая стоянка была найдена в шхерах Минина. Здесь были найдены патроны, фотоаппарат, кружки, ложки, компас, а также некоторые документы, остров назвали о. Попова-Чукчина. Третья стоянка – мыс Русановцев к западу от полуострова Михайлова и о. Попова-Чукчина. Останки людей нигде не были обнаружены. Остается спорной гипотеза об открытии экспедицией Русанова в 1912–1913 годах архипелага Северная Земля (с запада).
Несмотря на непродолжительный период научной деятельности, В.А. Русанов оставил значительное научное наследие. Он внес вклад в современное представление о геологии Новой Земли, провел картографирование значительной части острова, исследовал ледники Новой Земли, что позволило наблюдать за их изменениями. Особое место в исследовательской деятельности В, А. Русанова занимала проблема освоения Северного морского пути. Его предложения имели практическое значение для развития этого пути. Он предлагал: организовать службу льда и погоды, причем с широким использованием радио; построить специальные транспортные суда для плавания во льдах. Ему принадлежит идея создания специализированной морской полярной организации, которая позднее была создана (Главсевморпуть). Всю жизнь Русанов руководствовался словами девиза: «Мной руководит только одна мысль: сделать все, что я смогу, для величия Родины». Так он и прожил свою яркую, но короткую жизнь. В г. Орле, на родине исследователя открыт Дом-музей Русанова.