Арктика и Антарктика

Весной и осенью в полярных областях можно наблюдать одно из красивейших явлений природы — полярное сияние. На ночном небе загораются сверка-
ющие дуги, переливаясь разными красками. Иногда появляются длинные мерцающие полосы, затем на Землю из космоса словно обрушивается гигантский каскад света. Этот фейерверк устраивает Солнце. Время от времени оно излучает большое количество электрически заряженных частиц, которые с бешеной скоростью мчатся сквозь Вселенную. Магнитное поле Земли направляет «солнечный ветер» в сторону полюсов. Если эти мельчайшие частицы сталкиваются с атомами воздушной оболочки Земли, то их энергия преобразуется в свет и на ночном небе возникают разнообразно окрашенные полосы.

Земля окружена магнитным полем. Его действие объясняется тем, что внутри нее есть ядро, состоящее, по всей вероятности, из никеля и железа. Внутренняя часть ядра, или субъядро, диаметром 2600 км, предположительно, твердая; окружающая ее внешняя оболочка ядра толщиной 2200 км — жидкая. Благодаря движению обеих частей ядра и формируется магнитное поле Земли. Как и в случае с магнитным стержнем, самый сильный эффект возникает на обоих концах намагниченного тела. Для Земли — это северный и южный магнитные полюса. Миллионы лет они перемещаются и не совпадают с географическими полюсами. Сейчас они лежат примерно в 2000 км от географических полюсов. Поскольку стрелка компаса поворачивается в сторону магнитных полюсов, то, например, при определении местоположения корабля нужно всегда учитывать отклонение
от действительного географического направления в южную или северную сторону. Наконец, полюсами холода называют те географические пункты, где были отмечены рекордно низкие температуры. В Арктике это Оймякон (Восточная Сибирь), там в 1933 г. температура упала до минус 67,7°С. Рекорд холода — минус 89,2°С — в Антарктиде был зарегистрирован 21 июля 1983 г. советской научной станцией «Восток».

С обоих полюсов в средние широты перемещается холод-
Как полярные области влияют на погоду планеты?
ный воздух. Он сталкивается с теплыми воздушными течениями, направленными в сторону полюсов. Холодный воздух тяжелее и суше теплого, так как содержит меньше влаги. Более легкий теплый воздух вытесняется холодным вверх, при этом он сам охлаждается и становится более сухим, когда

выпадают осадки в виде снега или дождя. В районе Антарктики особенно хорошо видно, как формируется воздушный полярный фронт. Именно здесь, благодаря тому что материк значительно возвышается над уровнем моря, а его огромные ледовые поверхности отражают тепло, зарождаются холодные сухие ветры. Днями и неделями они дуют с гор в направлении океана со скоростью 70 — 140 км/час. На пути к экватору, преодолев поля пакового льда, они сталкиваются с дующими из субтропиков в южном направлении теплыми влажными ветрами, которые поднимаются вверх, и осадки прекращаются. Так возникают огромные зоны пониженного атмосферного давления, называемые областями циклонов. Они, как и в Арктике, настолько устойчивы, что во многом определяют погоду не только наших средних широт, но и самых отдаленных регионов Земли.

В ночь с 14 на 15 апреля 1912 г, пароход «Титаник» столкнулся с айсбергом возле острова Ньюфаундленда, Никто не думал, что так далеко на юг от Северно-
го полюса, на 47 — 49° северной широты, можно встретиться с льдиной. Поначалу казалось, что все обошлось. Но капитана обманула возвышавшаяся над водой небольшая верхушка айсберга — почти всю ледяную массу скрывала вода. Эта-то часть айсберга и пропорола бок «Титаника», поэтому судно быстро затонуло.

Айсберги плавают потому, что при замерзании вода расширяется и лед становится легче, вернее, не таким плотным, как вода. Все айсберги «сделаны» из пресной воды, поскольку они откалываются от краев ледниковых покровов Арктики и Антарктики (этот процесс называют отелом). Айсберг, погубивший «Титаника», как почти все айсберги Северного полушария, образовался в Гренландии. Ледники постоянно движутся. На них все время ложатся новые слои снега. Из-за чрезмерного веса спрессованных снежных масс кристаллы льда внутри ледника превращаются в скользкие пласты. Лед под своей тяжестью сползает вниз. Часто, преодолев береговую линию, он надвигается на мелкие прибрежные морские бухты. Так формируется шельфовый ледник. Он, словно корсетом, плотно сжимает арктические островки суши и Антарктиду, местами примерзая к морскому дну. Без такого якоря сползающий лед внутренних ледников вытеснил бы шельфовый ледник в море. За счет непрестанного выпадения снега и смерзания ледника с плавучим льдом и айсбергами шельфовый ледник (прежде всего в Антарктике) становится очень мощным. Например, ледник Росса при толщине льда, достигающей 700 м, занимает площадь, почти равную территории Франции.
Шельфовые льды все время порождают новые столовые айсберги — откалывающиеся от их краев крупные глыбы. Так, в 1986 г. от ледника Фильхнера на северо-западе Антарктиды отделилась плита льда площадью около 15 500 кв. км и поплыла в море Уэдделла, унося на себе две научно-исследовательские станции, на которых, к счастью, тогда не было людей.
Как только новорожденные айсберги отделяются, они, непрерывно подтаивая, начинают дрейфовать в сторону экватора со скоростью приблизительно 13 км в день. Плавание их длится от 4 до 10 лет. Под воздействием солнечного тепла и под ударами волн молодые гладкие столовые айсберги превращаются в изрезанные расщелинами глыбы с огромными намытыми прибоем нишами, напоминающими полуциркульные арки церквей. По пути они уменьшаются. В Южном полушарии большинство из них доплывает лишь до зоны антарктической конвергенции. Но есть и исключения. 30 апреля 1894 г. один айсберг занесло даже в тропики — его видели на широте Рио-де-Жанейро. Но айсберги — не единственная форма льда в полярных областях. Эти кубы заледеневшей пресной воды плавают среди более или менее густой каши из смерзшейся морской воды. Вокруг Антарктиды и в северных полярных областях лежат прочные пласты многолетнего тяжелого морского — пакового — льда. Они образуют так называемые поля пакового льда, которые в Антарктике простираются в море на 800 км. Поздним летом в ясные ночи по краям пакового льда образуется однолетний паковый лед: месиво из кристалликов льда смерзается в льдинки; подгоняемые ветром и волнами, они трутся друг о друга, и их края задираются вверх. Образуется блинчатый лед. «Блины», на которые сверху падает снег, а снизу намерзает ледяная каша, вырастают в плиты метровой толщины. Благодаря такой «надстройке» поля пакового льда уходят далеко в открытое море в направлении экватора; летом они сужаются до своих многолетних границ.

В течение большинства периодов геологической истории Земли льда на полюсах не было. Впрочем, так как солнечныи свет падает на
них под большим наклоном, они всегда оставались холоднее остальных регионов Земли. 200 млн. лет назад на Земле был один суперконтинент — Пангея, состоявший из нынешних континентов. Оба полюса лежали среди обширных морей, и на всей Земле царил умеренно-тропический климат.
ные нашли в Антарктиде кости сумчатого животного и определили его возраст — около 50 млн. лет. Эта находка доказывает, что изначально оба континента составляли единое целое, поскольку сумчатые животные населяют сегодня почти исключительно Австралию. Когда Антарктида заняла нынешнее положение у Южного полюса и ее стали омывать холодные морские течения, здесь началось оледенение. Поначалу на высоких
горах появились заснеженные участки. Мало-помалу они разрастались, образуя ледяные плато, простиравшиеся до самых долин. Оледенение вызывало ухудшение климата, что, в свою очередь, ускоряло процесс оледенения, и потому около 5 млн. лет назад внутренние ледники достигли наконец побережий, где появились первые столовые айсберги. Начался антарктический ледниковый период. Северная часть Пангеи — Лавразия также раскололась. Примерно 65 млн. лет назад Гренландия уже была отделена от Канады и Европы, обе Америки двигались в сторону запада, а нынешняя Северная Атлантика, растягиваясь, меняла очертания. Арктические области Северной Америки долго соединял с Азией сухопутный перешеек, названный в честь российского мореплавателя В.И. Беринга Беринговым мостом. По нему животные могли переходить с континента на континент.
Поначалу климат в Арктике был влажным и теплым, он идеально подходил для обитавших здесь черепах, аллигаторов и полуобезьян. Затем стало холодать. Однако лишь 5 млн. лет назад мамонты, лошади и саблезубые тигры перестали водиться в густых лесах не обледеневших пока побережий Северного Ледовитого океана. Всего 2 — 3 млн. лет назад, то есть значительно позже, чем в Антарктике, на севере тоже началось оледенение. Распространялось оно из горных районов Гренландии, северных областей Северной Америки и Азии. Уже 1,5 млн. лет назад вся Гренландия была покрыта льдом. Образование пакового льда в Северном Ледовитом океане ускорялось оледенением окружавшей его суши. В течение четырех последующих ледниковых периодов (изучение глубоководных осадков океана позволяет увеличить их число до семи), вновь и вновь прерывавшихся тысячелетними потеплениями, ледники простирались порой до широты нынешнего Нью-Йорка и Альп.

Посмотрите на свой глобус: его ось обязательно идет под углом к подставке. Но это не ошибка изготовителей. Если мысленно протянуть сквозь оба полюса земного шара ось, то окажется, что она, как и металлическая ось глобуса, будет наклонена к плоскости орбиты на 23,4°. Этот наклон земной оси всегда одинаков, он не меняется во время вращения Земли вокруг Солнца. Благодаря этому при движении Земли по одной половине ее орбиты ближе к Солнцу оказывается Северное полушарие, а затем, шестью месяцами позднее, когда она проходит вторую половину орбиты, — Южное. Тогда на стороне Земли, обращенной к Солнцу, царит лето, а на той, что удалена от него, — зима. Полный оборот Земли вокруг Солнца составляет год. Наклон земной оси и есть виновник смены времен года и чередования долготы дня и ночи: летом в Северном полушарии с июня по август области вокруг Северного полюса повернуты к Солнцу так, что оно там никогда не заходит. В это время на южную оконечность оси, область вокруг Южного полюса, солнечные лучи не попадают и здесь царит кромешная тьма южной зимы. Через полгода картина меняется: с декабря по февраль на Южном полюсе — разгар лета, а на Северном — зима. Границу области, в которой солнце не заходит хотя бы один раз в течение 24 часов, назвали полярным кругом. В системе параллелей и меридианов, придуманной географами, чтобы ориентироваться на Земле, и покрывающей Землю словно сетью, полярный круг пролегает на 66° северной и южной широт. Повсюду вдоль Северного полярного круга 22 июня солнце один-единственный раз остается на небе все 24 часа, а вдоль Южного полярного круга оно впервые вообще не восходит. В Северном полушарии это день летнего солнцестояния, в Южном — зимнего.
Чем дальше от Северного полярного круга на-север, тем дольше солнце не заходит за горизонт. На самом Северном полюсе оно светит 189 дней подряд. Однако уже в сентябре из-за наклона земной оси северные области получают все меньше солнечного света, солнце все дольше остается за горизонтом, и с октября по март здесь царит арктическая зима. С 22 декабря, дня зимнего солнцестояния в Северном полушарии, в районах к северу от Северного полярного круга солнце перестает восходить, зато в Антарктике наступает черед летнего солнцестояния.
Таким образом, в целом за год полярные края получают столько же солнечного света, что и области, лежащие вдоль экватора. Однако они извлекают из него гораздо меньше тепла. Солнечные лучи падают на тропики почти отвесно, к тому же проходят сквозь энергопоглощающую атмосферу по кратчайшей траектории. Поэтому здесь на поверхность планеты

попадает большое количество тепла. На полюсах столько же солнечных лучей падает под гораздо более острым углом и их путь сквозь воздушную оболочку становится значительно длиннее, поэтому Земля в этих местах получает гораздо меньше тепла.
В прошлом это явление вызывало нарастание льда, а теперь затрудняет потребление тепла. Во-первых, лед играет роль зеркала, отражающего от 60 до 90% солнечного излучения. Во-вторых, полученная энергия Солнца почти полностью расходуется на растапливание и испарение самых верхних слоев льда. В полярных морях теплового излучения хватает как раз на то, чтобы летом паковый слой льда стал проницаемее. На суше же почти вся энергия идет на растапливание снегов. Лишь когда снег исчезает, начинают таять самые верхние слои вечной мерзлоты.
Через 50 млн. лет процессы, происходившие в недрах Земли, разорвали Пан-гею. Образовались северная часть — Лавразия, охватывавшая нынешние Северную Америку, Гренландию, Европу и Азию, и южная часть — Гондвана, состоявшая из нынешних Южной Америки, Африки, Азии, Антарктиды и Австралии. Оба этих суперконтинента тоже раскололись на куски. Часть земной коры с Австралией и Антарктидой миллионы лет дрейфовала из теплой экваториальной области в сторону юга. 60 млн. лет назад Антарктида отделилась от Австралии и продолжала двигаться, пока не остановилась там, где находится сейчас. Судя по ископаемым остаткам растений и животных, некогда в Антарктиде было тепло. Здесь росли древовидные папоротники, пальмы, первобытные хвойные деревья, достигавшие в высоту 10 м.

Долгое время считалось, что «край света»
находится на Край-
Где лежит
страна
медведей?
нем Севере. Еще до начала нашей эры финикийские моряки описали море «застывшей воды», усеянной белыми плавучими горами и окутанной туманами, где никогда не заходит солнце. В эту зловещую страну их привела Полярная звезда из созвездия Малой Медведицы. Греки назвали это созвездие Арктос. Арктика, стало быть, Страна Малой Медведицы. К тому же она — родина настоящего, большого белого, медведя, так что это название ей тем более подходит.
Арктика — это территория вокруг Северного полюса площадью примерно 21 млн. квадратных километров. К югу общепринятую ее границу очерчивает Северный полярный круг, лежащий на 66°33' северной широты. Эта параллель отмечает южную границу области, над которой летом хотя бы один день в году не заходит солнце. В центре Арктики находится покрытый толщей льда Северный Ледовитый океан, а посреди него — Северный полюс. Океан окружают два материка: Северная Америка и Евразия. Они простираются на север за полярный круг. Лишь между Гренландией, крупнейшим островом Земли площадью 2,2 млн. квадратных километров, и
Холодное поверхностное течение
Материковый склон

Антарктическая конвергенция ограничивает распространение многих организмов. Здесь холодная вода уходит под принесенную из тропиков.

Если бы большая часть арктического океана не была покрыта огромными полями пакового льда, географический Северный полюс оказался бы в воде.
Норвегией открывается обширное пространство. Сквозь него теплое морское течение Атлантики — Гольфстрим устремляется в ледяные моря, оттесняя летом паковый лед.
Как же различаются условия на другом, противоположном краю Земли, там, где находится открытый в 1820 г. русскими мореплавателями Ф.Ф. Беллинсгаузеном и М.П. Лазаревым почти полностью обледенелый материк Антарктида, вдвое превышающий своими размерами Австралию. Гигантскую ледяную область, в центре которой раскинулась Антарктида, простоты ради назвали Антарктикой, то есть анти-Арктикой. Антарктида, где лежит Южный полюс, окружена сплошным кольцом покрытых льдом морей, отделяющих ее от более теплых океанов. Граница между холодными и теплыми водами очень резкая.

Между 48° и 60° южной широты температура воды и воздуха скачком падает на много градусов. В южной субполярной зоне, или зоне антарктической конвергенции, сталкиваются две водяные массы разной температуры. Холодные, движущиеся со стороны материка на север антарктические поверхностные воды, бурля, погружаются под теплые, богатые питательными веществами воды, которые текут из тропиков на юг. Ученые полагают, что именно здесь, а не по Южному полярному кругу, проходит граница, отделяющая Антарктику от остальных районов Земли, поскольку многочисленные живые организмы к северу от зоны антарктической конвергенции уже не встречаются. Зимой почти монолитный ледяной покров простирается до этой зоны. Теплых морских течений, таких как Гольфстрим в Северном полушарии, в этой части Земли нет.

В месиве пакового льда лежит материк Антарктида, застывший под толстым белым панцирем. Менее 1% его поверхности свободно ото льда. 80% запасов пресной воды, имеющейся на Земле, хранятся в Антарктиде в замерзшем виде. Сплошным льдом заполнены почти все долины этого гористого континента. Средняя толщина льда — около 1,7 км, порой она достигает 4,5 км. Из-за него Антарктида — самый высокий континент Земли (второе место занимает Азия). Ледовый слой столь мощен, что под его тяжестью поверхность Земли вдавилась внутрь и ее рельеф напоминает глубокую тарелку.

Континент уже миллионы лет отделен от остальных материков. Из-за этой удаленности и суровых природных условий люди вплоть до самого последнего времени не появлялись здесь. Да и сегодня _0 ученые живут только на научных станци-Р 2ооо м ях, оборудованных современными техническими средствами.

Земля кажется из космоса голубовато-
I белым шаром. Ог-
ромные плотные об-
лака обволакивают
его, приоткрывая то
обширные голубые
| океаны, то коричне-
во-зеленые материки. На обоих полюсах
Земли краски становятся приглушенными
и белые облачные клубы сливаются с бе-
лизной бескрайних ледяных пустынь.
Если бы космонавту, глядящему на Зем-
лю из космоса, удалось нырнуть под пе-
лену облаков, то на самом Крайнем Се-
вере он увидел бы поверхность, словно облитую сахарной глазурью и уходящую сахромчатыми краями в зеленовато-голубое море, ограниченное по другую сто-рону коричневыми материковыми толщами. На первый взгляд ему эта местность -окажется дикой и безжизненной. А если бы теперь он обратил свой взор на самый Крайний Юг, то поначалу не рассмотрел бы там вообще ничего, потому -_о Южное полушарие было бы окутано ~ьмой. Допустим, наш космонавт — человек любопытный и через полгода он заглянул бы в эти края вновь. И снова его ждало бы разочарование. Теперь бы на юге рассвело, но он и здесь увидел бы белые просторы, переходящие в нескончаемые морские дали с вкраплениями нескольких островков. До начала XX в. даже ученые имели смутное представление о полярных областях. Лишь в течение последующих нескольких десятилетий стало ясно, что область Северного полюса — это покрытое льдом море, окруженное материками, а область Южного полюса — материк, покрытый льдом и окруженный морем. И только сегодня люди начинают понимать, насколько важны для всего человечества эти кажущиеся дикими и безжизненными районы.