Помоги проекту - поделись книгой:
Под континентами на глубине 30–40 км скорость распространения продольных упругих волн, возникающих от землетрясений или искусственных взрывов, изменяется скачком от 7–7,5 до 8–8,5 км/с. Под океанами это явление наблюдается на глубинах от 3 до 15 км. Соответственно здесь изменяется и плотность горных пород от 2,7–2,9 до 3–3,3 г/см3. Эта область названа границей Мохоровичича – по имени югославского геофизика, впервые обнаружившего и истолковавшего данное явление. Границу Мохоровичича, или, как часто говорят, границу Мохо, считают границей земной коры. Глубже начинается верхняя мантия. На основании многочисленных наблюдений за далекими землетрясениями на антарктических сейсмостанциях определена средняя мощность коры. Для Восточной Антарктиды она оказалась около 30–40 км, для Западной получен большой разброс значений – от 8 до 20 км. Далее мы особо остановимся на строении земной коры Антарктиды, полученном методами комплексирования глубинного сейсмического зондирования и гравиметрии.
Подчеркнем большую роль стационарных сейсмостанций в изучении микросейсм, т. е. малых колебаний почвы, связанных с целым рядом причин.
В период весеннего таяния льда при сильных ветрах возникают короткопериодные микросейсмы – сезонные явления. В то же время длиннопериодные микросейсмы наблюдаются круглогодично – они связаны с атмосферными возмущениями, происходящими за внешней кромкой льдов. В основном микросейсмы сопутствуют штормовой погоде с ветрами, дующими в сторону берега. Таким образом, микросейсмы связаны с погодными условиями и указывают на циркуляцию атмосферы в различных областях над океаном. Короткопериодные микросейсмы появляются также при подвижках льда, отколах айсбергов, разрывах ледников. Эти микросейсмы дают ценную информацию для изучения динамики ледового покрова.
В Антарктиде широко применяется метод сейсморазведки, основанный на изучении распространения упругих волн при искусственных взрывах. По отраженным от подледного каменного ложа волнам он позволяет определить толщину льда, а также глубины залегания других горизонтов. Для небольших глубин при определении толщин льда применяется метод отраженных волн (MOB) или корреляционный метод преломленных волн (КМПВ). Для изменения глубины залегания переходного слоя от коры к мантии – поверхности Мохо – используется так называемый метод глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ). Все эти методы связаны с мощными взрывами, когда происходит сильное сотрясение почвы. Взрывная волна распространяется в земле со скоростью, зависящей от плотности пород. Чем плотнее породы, тем больше скорость. При переходе через границы плотностей происходят частичное отражение и частичное преломление волн. Приемник на поверхности земли может зарегистрировать момент прихода волны и ее скорость. Тогда можно рассчитать длину пройденного волной пути и глубину до поверхности, от которой произошло отражение. Волна, возбужденная на поверхности льда, распространяясь через него со скоростью
Гравиметрия в Антарктике
С первых дней планомерного исследования Антарктики в период МГГ начались гравиметрические работы. Изучение гравитационного поля представляет большой интерес, поскольку оно может рассказать об особенностях строения коренных пород, скрытых под толстым слоем льда, и крупных тектонических нарушениях в них типа разломов и сбросов, о мощности ледового покрова и рельефе коренных пород, на которых залегает лед, толщине земной коры под Антарктидой, рельефе так называемой границы Мохоровичича, особенностях строения земной коры в областях перехода от континента к океану, влиянии ледовой нагрузки на положение поверхности Мохоровичича и уравновешенности этой нагрузки, т. е. об изостатическом состоянии Антарктиды.
Как известно, аномалии гравитационного поля, т. е. отклонения его от некоторого правильного закономерного изменения, зависят от распределения плотностей в Земле. Поэтому по аномалиям можно судить об этом распределении. Там, где резко изменяется плотность, где плотные породы подходят ближе к поверхности или, наоборот, удаляются от нее, возникают соответственно положительные или отрицательные аномалии силы тяжести. Быстро изменяющиеся по поверхности аномалии говорят о неглубоко расположенных изменениях плотностей, а протяженные, даже небольшие по величине аномалии свидетельствуют о наличии протяженных, глубоко залегающих масс.
Поскольку плотность льда (0,9 г/см3) сильно отличается от плотности коренных пород (2,6–2,8 г/см3), на которых он залегает, в местах, где эти коренные породы подходят близко к поверхности, а слой льда тонкий, возникают положительные аномалии силы тяжести и, наоборот, где коренные породы лежат глубоко и слой льда толстый, аномалии будут отрицательные. Такая же закономерность характерна и для границы Мохо, где плотность изменяется от 2,7–2,9 до 3,2–3,3 г/см3. Но эти изменения происходят на больших глубинах, массы, вызывающие аномалии, имеют большое протяжение, и аномалии тоже протяженные, региональные. Метод гравиметрического определения глубин залегания является относительным, и с его помощью мы можем определить, например, толщину льда в каком-то месте относительно другого, где она известна. Геофизическим методом, дающим абсолютные глубины залегания, является метод сейсмической разведки. Получив такие данные в нескольких местах сейсмическим методом и зная для этих мест величину аномалий силы тяжести, выводят формулы, по которым можно рассчитать толщину льда и земной коры только по гравиметрическим данным. Поэтому гравиметрическая съемка в Антарктиде играет очень важную роль. Она помогает изучать общее строение материка, крупные геологические структуры и искать полезные ископаемые.
Рис. 7. Усредненная гравиметрическая карта Антарктики
Изучение гравитационных аномалий позволяет решить, например, такую задачу: находится ли шельфовый ледник на плаву или лежит на грунте. Именно гравиметрия показала, что открытая в 1960 г. на шельфовом леднике советская антарктическая станция Лазарев расположена в опасном месте. Ледник здесь находится на плаву, и не исключена возможность катастрофы. Станция была перенесена на новое, безопасное, место и получила название Новолазаревская. Поле аномалий силы тяжести представляется обычно в виде гравиметрических карт, на которых аномалии силы тяжести показаны или непрерывными линиями, так называемыми изоаномалами, или подписями в точках наблюдений, или усредненными значениями в некоторых, стандартных по величине площадках. Генеральная гравиметрическая карта масштаба 1:5 000 000 была составлена д-ром техн. наук Н. Б. Сажиной. Трудные условия работ в Антарктиде не позволяют выполнить там сплошную, хотя бы по редкой сети, гравиметрическую съемку. Поэтому на карте остается много пустых мест – «белых пятен». Чтобы получить приблизительное представление об аномальном гравитационном поле всего континента, составлена карта средних аномалий силы тяжести (рис. 7). Большой интерес представляет также карта высот геоида в Антарктиде, характеризующая фигуру Земли для этой области. Фигура Земли представляется поверхностью, совпадающей с поверхностью воды в океанах и продолженной под континенты так, чтобы силовые линии гравитационного поля были всюду перпендикулярны к ней. Это неправильная, не математическая поверхность, и чтобы ее получить, используют эллипсоид, равновеликий по объему Земле, и от него отсчитывают высоты геоида. На рис. 8 показана карта геоида для Антарктики, построенная в 1985 г. по аномалиям силы тяжести и данным наблюдений искусственных спутников Земли (по А. Сегава).
Рис. 8. Карта геоида Антарктики
ВЕЛИКИЙ ЛЕДЯНОЙ КОНТИНЕНТ
Это земли, обреченные природой на
вечную стужу, лишенные теплоты
солнечных лучей. У меня нет слов
для описания их ужасного и дикого
вида.
Континент в динамике
Антарктида не всегда была покрыта льдом. Давным-давно, 300 млн. лет назад, в каменноугольный, юрский и меловой периоды она являлась составной частью единого материка Пангеи с жарким климатом и пышной растительностью. Об этом свидетельствуют мощные пласты каменного угля, обнаруженные в горах Принца Альберта, на Земле Виктории, на Земле Королевы Мод, в Трансантарктических горах – горах Хорлик, на берегу Георга V вблизи советской станции Ленинградская, на Земле Мак-Робертсона, в горах Теран, вблизи побережья моря Уэдделла. По оценкам геологов, в частности известного американского геолога доктора Л. Гулда, запасы каменного угля Антарктиды больше суммарных запасов всех остальных континентов.
Оставим это утверждение на совести Гулда, нам оно кажется некоторым преувеличением, но, во всяком случае, оно свидетельствует о том, что Антарктида переживала и более счастливые теплые времена расцвета пышной растительности и древнего животного мира. По дебрям лесов из древовидных папоротников бродили гигантские ящеры. В пластах каменноугольного периода найдены окаменелые останки ящера листозавра, обитавшего и в других частях Гондваны – в Индии и Южной Африке.
Почему произошло оледенение Антарктиды и когда?
Антарктида подвергалась общим для Земли оледенениям, одна из причин которых – прохождение Солнечной системы через пылевое облако, поглощающее часть идущих к Земле живительных солнечных лучей. Кроме того, оледенение произошло вследствие распада Пангеи и движения Гондванской плиты к Южному полюсу, т. е. к вечно холодным областям Земли. Возможно, что и само перемещение полюса Земли, а таковое тоже имеет место, приближало Антарктическую плиту к холодным областям планеты.
Полюс Земли, так же как и магнитный полюс, не занимает постоянного места, а имеет сложный спектр движений.
Земля представляет собой гироскоп, и ось ее, как и ось всякого гироскопа, испытывает прецессионное движение, т. е. описывает конус. Период прецесии Земли 26 000 лет. Кроме того, земная ось совершает короткопериодические движения, отклоняясь от поверхности конуса, – это так называемая нутация. Период земной нутации равен 18,6 лет. Соответственно периодически изменяются широты и долготы места. Помимо этих периодических движений, по-видимому, мало влияющих на климат планеты, существуют и непериодические, так называемые вековые движения полюса, зависящие от перераспределения масс в Земле, перемещения ее ядра и т. п. Эти движения также могут определять периоды оледенений и потеплений.
Если исходить из гипотезы горячего происхождения Солнечной системы, тем более кажется вероятным, что был период, когда на всей Земле, включая полярные области, царил жаркий климат, постепенно холодеющий с общим охлаждением всей Земли. Последнее оледенение Антарктиды наступило около 10 млн. лет назад. Это оледенение сохранилось постоянным до наших дней. С конца третичного периода Антарктида не испытывала больших потеплений и остается покрытой льдом.
Исследования Антарктики, начатые во второй Международный геофизический год и ведущиеся систематически до сих пор, одну за другой открывают тайны ледяного континента. Раскрытие их требует больших усилий. Даже самое простое изучение контура материка и его внешнего рельефа до сих пор не завершено, и географические карты Антарктиды изобилуют «белыми пятнами».
Лед – порода нестойкая. Он тает, ломается, течет. Быстро образуется новый лед. Снег, выпадая за зиму, частично тает в летний период, частично спрессовывается в фирновый покров. Постоянно дующие ветры способствуют нарастанию снежного покрова везде, где снег может задержаться. Так, за зиму 1959 г. были полностью занесены все постройки станции Лазарев. За 4 года (с 1956 по 1960 г.) станция Пионерская была погребена под 8-метровым слоем снега.
При определении контура континента возникает вопрос, что считать его границей: лед или скальное основание? Ведь на этом континенте, где лед покрывает практически все, его (лед) надо считать тоже породой, принадлежащей континенту. Это верхний слой земной коры. Но эта порода менее стабильна, чем обычные слои Земли. Она – как барханы в пустыне, которые легко переносятся ветром. На снегу тоже возникают надувы и впадины. Происходят таяние летом и активное увеличение снежного покрова зимой. Часть его спрессовывается в плотные слои льда. По берегам ледники сползают в море, далеко выступая за скальные породы. Обламываясь, они превращаются в айсберги, меняя при этом очертание побережья, которое имеет и сезонные изменения. Зимой замерзает прибрежная часть океана, образуя так называемый «лед припая». Припай оттаивает летом. Но в разные годы его таяние и намерзание сильно колеблются. Поэтому береговая линия, если считать ее по льду, изменяется не только сезонно, но и от года к году. Таким образом, очертания Антарктиды ведут себя весьма причудливо. Да и не только очертания.
Лед – порода пластическая. Он обладает свойством текучести, но в силу большой вязкости течет медленно под влиянием собственного веса. Течет он по ледниковым склонам и желобам, стекая, в конце концов, в океан.
Скорость течения льда различна. В центральных районах континента, она мала, по мере приближения к океану увеличивается. В районе Южного полюса скорость составляет приблизительно 20 м/год и преимущественным направлением является 37° з. д., т. е. направление к морю Уэдделла. Современная американская станция Амундсен – Скотт на Южном полюсе, если ее не перемещать, при такой скорости и расстоянии до моря Уэдделла 1300 км сползет в океан через 60 000 лет. По мере приближения к побережью скорость течения льда возрастает, достигая 1,5 км/год, поэтому надо полагать, что это случится уже лет через 15 000—20 000. Там, где в каменном ложе имеются желоба, обходящие холмы, лед обтекает эти холмы и устремляется по желобам к океану, образуя так называемые выводные ледники, которые спускаются с берега в океан, и их языки протягиваются нередко на десятки километров от берега. Выводные ледники обычно являются местом массового рождения айсбергов, впрочем айсберги могут появиться и в результате обвала ледяного барьера в других частях побережья. Там, где ледяной щит не имеет выводных ледников, он обычно обрывается в океан отвесной стеной берегового барьера высотой до 60 м.
Вообще, средняя скорость движения льда на побережье Антарктиды приблизительно равна 200 м/год, предельная 1500–2000 м/год. Таким образом, ледяные берега Антарктиды все время «дышат».
Шельфовые ледники
Спускаясь с купола Антарктиды во многих местах побережья, лед покрывает значительную часть континентального шельфа, образуя шельфовые ледники. В основном это плоские ледяные поля, южная кромка которых спаяна с береговым ледовым покровом, а северная – выступает далеко в море. Часть такого ледника лежит на грунте, северная область обычно находится наплаву. Толщина шельфовых ледников – несколько сот метров, а площадь – многие тысячи километров. Общая площадь шельфовых ледников около 1,5 млн. км2.
Большие шельфовые ледники получили свои собственные названия. Таковы, например, ледники Росса, Эймери, Ронне. Мощность их изменяется от десятков до тысячи метров. Так, ледник Ронне достигает мощности 1300 м, Росса – 1000 м, Эймери – 800 м. По существу все побережье Антарктиды представляет собой шельфовый ледник. Лишь около 3 % береговой линии свободно от него. Причем 55 % береговой линии оканчиваются ледником, фронт которого находится наплаву. Это примерно 16 000 км. На остальных 11 000 км ледниковый обрыв лежит на грунте.
Шельфовые ледники выступают далеко в море, достигая зоны значительных глубин. Именно они на большей части континента образуют береговую линию Антарктиды и круто обрываются в океан. Передняя кромка их активно разрушается волнами и представляет собой изрезанную линию берега с заливами, бухтами и фиордами. Под ними лежит глубокое море, и на подводной лодке можно проникнуть далеко за береговую линию континента.
Рассматривая лед как одну из основных пород, слагающих континент, береговой линией материка следует считать, конечно, линию шельфовых ледников. Она не постоянна? Ну и что? Это ведь особый материк, и контур его постоянно находится в движении, «живет». В природе таких явлений немало. Например, часто изменяются русла некоторых рек, они тоже «живут». Интересным образованием в Антарктиде являются ледяные острова. Они имеют строение Антарктиды в миниатюре. Это подводная банка – мель, сверху покрытая выступающей над уровнем моря ледяной шапкой. Геологи считают ледяные острова реликтовыми остатками прежнего, более обширного оледенения. Так, недалеко от Мирного находится ледяной о. Победа, открытый и обследованный советской экспедицией в первые годы планомерных антарктических работ.
Физическая поверхность Антарктиды. Ледяной купол
Вся Антарктида покрыта ледяным щитом. Это образное выражение приобрело законные права. Ледяной покров Антарктиды можно разделить на три категории, три различные формы: внутреннее ледяное плато, всхолмленные прибрежные ледяные поля и выводные ледники. К этому следует добавить три формы антарктического рельефа: шельфовые ледники, ледяные острова и припай.
Подходя к Антарктиде, прежде всего мы встречаемся со льдом припая. Это крепко спаянная с берегом, замерзшая поверхность океана. Толщина льда припая бывает от 2–3 до 10 м. Частично он тает за короткое антарктическое лето, частично таять не успевает и определяет собой мобильные очертания континента.
От самого океана начинается зона всхолмленного ледяного покрова. Она распространяется на 60—100 км в глубь континента и имеет мощность 100–200 м на побережье, постепенно увеличиваясь до 1000–1200 м. Таким образом, от самого побережья к югу, т. е. внутрь континента, начинается довольно крутой подъем, порядка 0,5–2°. Подъем продолжается и дальше, что дало основание говорить о ледяном куполе Антарктиды.
Всхолмленность этой части ледника объясняется тем, что покров льда здесь сравнительно тонкий и в нем отражаются в сглаженном виде неровности каменного основания, на котором он лежит. В силу тонкости и больших подвижек эта часть ледника изобилует трещинами, порой замаскированными тонкой ледяной коркой и припорошенными снегом. Не раз отважные полярники находили в этих трещинах свой вечный покой или теряли оборудование и оказывались в очень сложных условиях. Так, например, в экспедиции Д. Моусона погиб провалившийся в трещину Б. Ниннис.
В центральной части Антарктиды толщина льда фантастически велика. Она достигает 3000–4000 м (максимум – 4350 м), сглаживает все подледные, остающиеся глубоко внизу неровности рельефа. Средняя толщина льда 1780 м. Высота плато над уровнем моря около 3000–3500 м.
По весьма приблизительным подсчетам объем льда, покрывающего Антарктиду, составляет от 10-106 до 30-106 км3 (по разным источникам). Это можно представить себе более наглядно, если прикинуть, насколько повысится уровень Мирового океана, если весь этот лед растопить, – получается 60 м. Антарктида собрала в себе 85 % всех ледников мира.
Вначале после всхолмленной прибрежной зоны ледяной купол продолжает подниматься, но уже ближе к Полюсу Недоступности (так названа самая удаленная по всему периметру от океана точка) плато становится совершенно ровным, иной раз только немного поднимаясь или опускаясь.
Характер местности определил и климат. Ветры, образующиеся в Антарктиде, в значительной мере имеют гравитационную природу. Тяжелый холодный воздух под действием силы тяжести опускается вниз. Встретив покатую поверхность ледника, он продолжает спускаться по ней, все убыстряя свой бег, и к океану вырывается почти постоянным ураганом со скоростью 30–40 м/с. Это так называемые стоковые ветры Антарктиды. Зарождаются они на границе внутренних плато. На самих плато, в центральных частях континента, ветры редки. Обычно там стоит тихая, устойчивая, очень холодная погода. В теплые месяцы температура не поднимается выше – (20–25) °С, а зимой она нередко достигает —80 °C. Здесь ледяной покров покрыт рыхлым снегом, чему способствует тихая, почти безветренная абсолютно сухая погода. Это весьма затрудняет движение механического транспорта. Область штилевой погоды может охватывать площадь радиусом 500–700 км от центра купола. Дальше начинается господство стоковых ветров, которые дуют всегда в одном направлении – от центра купола к океану. Поверхность ледника здесь жесткая, покрытая застругами высотой 1–2 м, направленными против направления ветра (ветер выдувает рыхлый снег и остается в виде застругов жесткое, ледяное основание).
Изменения высот на ледяных плато очень незначительные. Трещин, как правило, не бывает, потому что неровности каменного ложа глубоко погребены подо льдом и полностью снивелированы. Однако там, где подледный рельеф приближается к поверхности плато, встречаются протяженные ложбины и даже зоны трещин.
О двух рельефах Антарктиды
В отличие от всех континентов Антарктида представляет собой как бы двуслойный пирог. Верх его сложен из льда, фундамент – из изверженных и осадочных пород, как и любой другой континент. Значит, и изучать надо две поверхности, два рельефа – льда и подледного ложа.
Исследование подледного рельефа начинается с гор. Это те формы, которые частично выступают из-под ледяного панциря, а там, где они близко подходят к поверхности, находят свое сглаженное отражение в формах ледника.
Если главной трудностью в изучении рельефа ледяного купола являются климатические условия, затрудняющие проведение геодезических работ и залетов с аэросъемкой, то для изучения подледного рельефа надо научиться еще видеть сквозь лед. Это может только геофизика. Поэтому ей принадлежит основное слово о строении Антарктиды. Конечно, есть еще метод бурения, посредством которого определяют глубину до каменных пород и по добытому керну изучают их характер. Но бурение на большие глубины, да еще в условиях Антарктиды – метод дорогой и сложный, и с его помощью определяют толщину льда и состав пород лишь в весьма ограниченном числе точек.
В первые годы исследования Антарктиды для определения толщины льда и характера подледного рельефа широко применялся комбинированный гравитационно-сейсмический метод. С помощью этого метода были составлены первые карты подледного рельефа. Однако позже на смену пришел более точный и более производительный метод радиоэхозондирования, основанный на отражении от каменного ложа радиоволн, возбуждаемых специальным передатчиком. Эта аппаратура может быть установлена даже на самолете, и тогда вдоль трассы полета получаются точный профиль подледного рельефа и профиль поверхности ледника. На рис. 9 приводится одна из последних обобщенных карт подледного рельефа, построенная Г. А. Значко-Яворским по всем доступным данным.
Рис. 9. Карта подледного рельефа Антарктиды (по Г. А. Значко – Яворскому)
Мы уже рассказывали, что если брать рельеф Антарктиды по льду, то это самый высокий континент. Его средняя высота 2040 м. По крайней мере 30 % площади континента имеют более 3000 м. Если принимать рельеф по каменному ложу, то это самый ординарный континент со средней высотой 360 м. Средняя высота Азии (наиболее высокого континента) 960 м.
Рис. 10. Рельеф Антарктиды.
Разрез по 90° долготы от моря Беллинсгаузена через Южный полюс до моря Дейвиса (по К. С. Лосеву).
На рис. 10 приведен разрез рельефа Антарктиды по 90 ° долготы от берега Эйтса в Западной Антарктиде через горы Элсуорт, Трансантарктические горы, Южный полюс, горы Гамбурцева и до берега Правды в Восточной Антарктиде.
Сейчас мы уже хорошо знаем, что Антарктида – материк с весьма сложным рельефом. Низкий мелкосопочный рельеф прибрежной полосы переходит в береговые горные хребты, а дальше в высокогорные плато, разделенные глубокими депрессиями.
Горы, выступающие над льдом, нунатаки, оазисы
К внешнему рельефу Антарктиды относятся не только ледовый покров, но и горы, горные цепи, протыкающие ледяной щит и выступающие на поверхность, нунатаки – выступающие невысокие, голые вершины отдельных гор, и участки каменных, свободных от льда площадей – так называемые оазисы. Это каменистые участки суши, обычно имеющие мелкосопочный рельеф, окруженные льдами и в силу особого микроклимата, определяемого окружающими льдами, горами и воздушными течениями, не покрытые вечным снегом. Здесь скальные породы выходят на поверхность. Часто в оазисах встречаются пресные озера, оттаивающие летом. Как непохожи эти оазисы на то, что мы привыкли так называть. Среди песков пустыни вдруг встречается пальмовая роща, под пальмами – колодец или из-под земли бьет живительный ключ, журчит вода, зеленая трава радует глаз. Здесь, в Антарктиде, – это голые скалы, каменистая россыпь, порой небольшое озерцо, покрытое льдом, оттаивающее в летнюю пору, притом не везде.
Много оазисов обнаружено вблизи побережья Восточной Антарктиды: оазисы Бангера, Ширмахера, Вестфол, Уиндмилл и многие другие. Площадь оазисов колеблется от десятков до сотен квадратных километров. Так, оазис Вестфол занимает 700, Ширмахера – 15, Бангера – 350 км2. Озера в оазисах тоже разные. Например, в оазисе Бангера есть озеро, зеркало которого имеет длину 20 и ширину около 2 км. Глубина озера более 40 м. Летом вода в озере нагревается до 12 °C, а окружающие скалы даже до 20 °C.
Антарктические оазисы – рай для геологов. Именно они способствуют изучению геологической истории и строения Южного континента. Здесь на выходах скальных пород записана летопись ледяного континента. Конечно, это только отрывки летописи. Всю книгу прочитать нельзя – она скрыта мощным ледяным покровом. Там уже читают геофизики. Но изучение оазисов и выходов гор открыло загадки прошлого и настоящее ледового континента.
Другая категория свободных ото льда выходов пород – это так называемые нунатаки (вершины гор, прорезавшие ледяной покров и обдуваемые ветрами).
Если общая площадь Антарктиды составляет 14 млн. км2, что почти в 2 раза больше территории Австралии, то свободная ото льда площадь примерно 30 000 км2, т. е. это квадрат со сторонами 170 x 170 км – до смешного мало.
Восточная Антарктида
От моря, ныне названного именем Росса, где в 1840 г. капитан Джеймс Росс видел гигантское извержение вулкана Эребус, сопровождаемое потоками лавы, выбросом пепла и пара, адским пламенем, освещающим бескрайние льды Антарктиды, вдоль побережья моря к юго-западу протянулась цепь гор Королевы Мод. Она переходит в хребты гор Хорлик, Тиль и Пенсакола. Это горная система с вершинами высотой до 5000 м протягивается на расстояние 2000 км. Потом вершины снижаются и скрываются подо льдом, однако уже через несколько сот километров горная цепь Шеклтона и горы Тирон на Земле Котса вновь прорывают льды и черными великанами встают из вечных снегов. Это Трансантарктические горы, делящие Антарктиду на две части – Восточную и Западную Антарктиду. Восточная Антарктида – типичный континент. К востоку от Трансантарктических гор начинаются антарктические плато, имеющие высоты каменных пород до 2000 м и ограниченные целым рядом горных цепей на севере от Трансантарктических гор в широтном направлении параллельно побережью тянется система гор Земли Королевы Мод. Она начинается с плоскогорья Ричер, далее идет массив Вольтат, горы Сёр-Роннане, Ямато. Общая протяженность ее 2000 км. Высота хребтов достигает 1800–3200 м над уровнем моря. Горные системы оканчиваются уже более низкими вершинами, переходящими в отдельные нунатаки. Несколько дальше на восток, в центральной части Земли Эндерби раскинулись одноименные горы. Они протянулись в основном в субмеридиональном направлении на 600–700 км, образуя хребты протяженностью до 70 км. Высоты их 1–2 км и сотни метров над ледяной поверхностью. К югу они быстро затухают, и в 150–200 км от океана на их южной границе встречаются лишь отдельные, выступающие из снега на десятки метров нунатаки.
На Земле Мак-Робертсона расположена горная система Принс-Чарльз, протянувшаяся почти на 600 км по меридиану в глубь материка в направлении Полюса Недоступности.
В средней части Восточной Антарктиды подледный рельеф также сложный. Однако он еще мало изучен. Внутренние ледяные плато, расположенные на высоте 3500–4000 м над уровнем моря, хранят его тайну. Средняя толщина льда Восточной Антарктиды 2070 м.
В пределах Восточной Антарктиды можно выделить три области, где мощность ледникового покрова превышает 3000 м, а кое-где достигает 4000 м. Это ледниковое плато находится южнее гор Земли Королевы Мод, охватывает Западную равнину и плато Советское, на котором расположен Полюс Недоступности. Второй областью является сектор от 110 до 140° в. д. и от 80 до 70° ю. ш. Здесь абсолютные высоты континента достигают 4000 м при почти такой же толщине льда. Горные области, окружающие это плато, препятствуют стоку льда к океану, и поэтому здесь происходит систематическое его накопление. Карта рельефа Антарктиды по льду дана на рис. 11.
Рис. 11. Карта рельефа Антарктиды по льду
Схожая картина имеет место и для приполюсной области Восточной равнины (сектор 70—150° в. д. и 80–90° ю. ш.), ограниченной Трансантарктическими горами с юго-запада и горами Гамбурцева с севера. Здесь мощности ледникового покрова также повсеместно достигают 3000 м при высотах более 3000–3500 м. Значительная часть каменного ложа этой области лежит ниже уровня моря. Карта толщин ледникового покрова приводится на рис. 12.
Рис. 12. Карта толщин ледникового покрова (по Г. А. Значко – Яворскому)
Три основных внутренних ледниковых плато являются центрами растекания льда. Их можно уподобить трем основным ледяным куполам Антарктиды. Однако они же являются и областью накопления льда, так как окружающие их горные страны, хотя и погребенные в значительной части подо льдом, служат естественным препятствием этому растеканию.
Западная Антарктида
70 % площади Западной Антарктиды расположено ниже уровня океана. Основными положительными формами рельефа являются Антарктический п-ов, срединные и прибрежные горные массивы.
Антарктический п-ов, включающий Землю Грейама, очень узок – 50—100 км, имеет сильно изрезанную береговую линию с массой прибрежных островов. В районе архипелага Пальмера, расположенного в южной части полуострова, горы достигают высоты 2000 и даже 3000 м. Здесь самая высокая вершина Антарктического п-ова – гора Джексона – 4200 м.
От гор Элсуорт, вдоль Антарктического п-ова на 150 км протянулись антарктические Анды. Их вершины, достигая в южной части 3000 м над уровнем моря, снижаются к северу до 2000 м. Хребет тянется до моря Дрейка, т. е. до конца полуострова, и проявляется даже в Южно-Антильской островной дуге, переходя в горный пояс Огненной Земли. Это уже очевидная связь Антарктиды и Южной Америки. Геологическое строение антарктических Анд не отличается от южноамериканских.
Среднюю часть Западной Антарктиды занимают горы Элсуорт, достигающие высот 3000–4000 м с самой высокой вершиной в 5140 м. Эта горная система простирается более чем на 400 км в субмеридиональном направлении почти по 90° з. д. В районе 110–150° з. д. и 75–80° ю. ш. располагается обширное плато Земли Мэри Бэрд с хребтом Форда, простирающимся на 200 км с вершинами высотой до 2 км над уровнем моря и 1 км над ледником. Третий прибрежный горный массив лежит между 120 и 150° з. д. вблизи побережья. Отдельные вершины его достигают высоты 4000 м. Так, вулкан Сидли имеет высоту 4181 м. В то же время основной уровень горного массива редко превышает 600–800 м.
Западной Антарктиде свойственны огромные перепады высот – от глубоких (до 2 км) впадин промерзшего моря до 5000-метровой вершины в горах Элсуорт. Между возвышенностями и горными системами находятся обширные впадины промерзшего океана, так что часто Западную Антарктиду уподобляют огромному архипелагу гористых островов с насквозь промерзшим океаном.
Большая часть Западной Антарктиды – слабо волнистая равнина, редко превышающая 500—1000 м, но имеющая ледниковый покров мощностью 3–3,5 км. Иными словами, в основном это промерзший океан. Таковы обширная равнина Бэрда, Земля Элсуорта, Однако средняя толщина льда Западной Антарктиды меньше средней толщины льда Восточной и составляем 930 м.
Земная кора
В предыдущих разделах мы сделали краткий обзор внешнего и подледного строения Антарктиды – двух ее верхних этажей. Заглянем глубже. Как мы уже рассказывали, континенты располагаются на жестких литосферных плитах. Под ними находится верхняя мантия. Под большим давлением литосферной плиты, несущей континент, верхний слой мантии нагревается и становится пластичным, образуя так называемую астеносферу. В силу пластичности астеносферы литосферная плита может скользить по ней по принципу скольжения конька по льду. Континент, обладая огромной массой, вдавливается в литосферную плиту так, что средняя масса континентального блока, состоящего из части континента
Рис. 13. Схема строения земной коры:
Толщина верхнего слоя Земли от физической поверхности до литосферной плиты (т. е.
Поделиться книгой: