Текст книги "В горах и на ледниках Антарктиды"

Автор книги: Владимир Бардин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 14 страниц)

Холодильник планеты

Общеизвестно, что климат Антарктиды самый суровый на земном шаре. В районе станции «Восток» отмечено падение температуры до -89,2° С. Такие крайние, почти космические условия вызваны существованием гигантского материкового ледникового покрова. С другой стороны, оледенение Антарктиды возникло и развивалось в связи с суровым климатом. Климат и оледенение оказывают влияние друг на друга, они взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Крайняя суровость южнополярной области сказалась на климате всей нашей планеты. Южное полушарие в целом значительно холоднее Северного. Это было подмечено еще первыми мореплавателями, посещавшими южные широты. Участник экспедиции Беллинсгаузена и Лазарева профессор Казанского университета И. М. Симонов в 1825 г. напечатал специальное исследование «О разности температуры в Южном и Северном полушариях». Он сравнивал природу своей родной Казани (55° с. ш.) с тем, что увидел на острове Южной Георгии, расположенном в тех же широтах, но в Южном полушарии. «Мы не нашли там ни одного дерева, и кроме моху, весьма мало растений». Эти различия поражали воображение первых путешественников.

Хотя Южное полушарие значительно холоднее Северного, в Антарктиду, на этот «холодильник планеты», как ее иногда называют, поступает огромное количество радиации от солнца-гораздо больше того, что приходит в Арктику. Отчасти это объясняется тем, что в период, когда в Южном полушарии лето, Земля находится ближе всего к Солнцу-в перигелии. В это время южная полярная область получает на 7% больше солнечной энергии, чем в соответствующий период северная. Кроме того, удивительная прозрачность и сухость воздуха над ледяным материком уменьшают поглощение радиации атмосферой. Особенно велики значения приходящей солнечной радиации в центральных возвышенных районах материка, для которых характерен преимущественно антициклональный, малооблачный режим погоды.

Антарктическим летом, в декабре-январе, в районе Полюса относительной недоступности месячные величины суммарной солнечной радиации достигают максимальных на земном шаре величин – 30 ккал/см² в месяц. Это значительно выше того, что получает Земля в субтропиках или на экваторе (для сравнения: в июле месячная сумма солнечной радиации для Ташкента составляет 18,5 ккал/см²). Центральная Антарктида – полюс летней солнечной радиации (подчеркнем вновь эту парадоксальную особенность южнополярного континента).

На побережье летом количество приходящей солнечной энергии несколько уменьшается, хотя и остается достаточно высоким – 20-23 ккал/см² в месяц. Зато над антарктическими водами, где господствуют циклоны и небо почти постоянно закрывает низкая свинцовая облачность, значения приходящей солнечной радиации в 2-3 раза меньше, чем над континентом. Пятидесятые – шестидесятые широты Южного океана в противоположность Антарктическому материку являются зоной минимальных на земном шаре сумм солнечной радиации. Каждый раз по прибытии в Антарктиду после первых же часов работы под антарктическим солнцем лица новичков обгорают и нередко, если не были приняты защитные меры, получают сильные солнечные ожоги.

Но такая высокая напряженность солнечной радиации наблюдается только в короткий период антарктического лета. Зимой она снижается до нуля. И тем не менее в целом за год Антарктида получает не меньше или даже больше солнечной радиации, чем наши черно морские курорты.

Но как бы ни было велико поступление солнечной энергии, свыше 80% ее отражается снежной поверхностью и уходит в космическое пространство. Радиационный баланс ледяной поверхности в Антарктиде, т. е. соотношение радиации приходящей и расходуемой, за исключением двух-трех месяцев в году, всегда отрицателен. И если бы не приток относительно теплых воздушных масс океана, Антарктида представляла бы собой прогрессивно охлаждающий сам себя холодильник.

Изотермы – линии одинаковых температур воздуха– располагаются по поверхности Антарктического континента, в общем, концентрическими кругами с центром в районе Полюса относительной недоступности. Здесь в летнее время среднемесячные температуры порядка -36°С, зимой – минус 72°С, а в среднем за год – минус 56С. Центральная Антарктида – самая холодная область не только всего материка, но и всей Земли. От этого выхоложенного высокого внутриматерикового плато во все стороны идет постепенное повышение температур.

Районы побережья, где и высоты не велики, и сказывается отепляющее влияние моря, в противовес центральным– самые теплые в Антарктиде. В «Мирном» среднемесячная температура в декабре -2° С, зимой (в июле) – минус 18° С, а в среднем за год – минус 11 С. По сравнению с Центральной Антарктидой разница огромная, но и здесь средняя температура даже самого теплого месяца остается ниже нуля. Исключение составляет северная часть Антарктического полуострова, океанический климат которой отличается от климата основной части материка.

Правда, в разгар лета на побережье практически повсеместно, а особенно там, где распространены горные породы, температуры воздуха нередко выше нуля. В том же «Мирном» отмечены максимумы до +8° С. Но такие явления редки и к тому же охватывают узкую береговую зону. Так что в целом Антарктический континент можно рассматривать как область постоянных отрицательных температур воздуха – истинный холодильник планеты.

Антарктида – единственный континент, где не бывает дождей! Исключение опять-таки составляет северная часть Антарктического полуострова.

Распределение атмосферных осадков по территории континента, так же как и большинства других метеоэлементов, зонально-концентрическое. Центральные внутриконтинентальные районы получают минимум от 40– 50 до 80-100 мм в год. Подобные значения характерны для Сахары. Центральную Антарктиду можно назвать мировым полюсом сухости. Пустыня в области наибольших концентраций (правда, в твердом виде) пресных– вод суши! Это еще один парадокс шестого континента.

На побережье осадков выпадает до 500-600 мм, а на отдельных участках склона антарктического покрова– даже больше. Ветры, господствующие в зоне склона, приводят к некоторому перераспределению количеств отложенного снега. Для склона антарктического ледника характерны так называемые стоковые ветры. Приходящие с океана на материк массы воздуха быстро охлаждаются и стекают вниз по уклону к подножию ледникового покрова под действием силы тяжести. Если для центральных районов Антарктического ледникового плато характерны штили или весьма слабые ветры, то зона склона – зона действия стоковых ветров со скоростью более 10 м/с, сопровождающихся поземкой или низовой метелью.

В целом, согласно расчетам, на всей площади Антарктического континента аккумулируется около 2340 км³ воды в год, что соответствует в среднем 175-миллиметровому слою осадков. Такова приходная часть бюджета снежно-ледниковых масс антарктического оледенения. Расход же его, как уже говорилось, осуществляется в основном за счет стока льда в море, приводящего к образованию айсбергов. Это также уникальная, во многом климатически обусловленная особенность антарктического оледенения, так как у всех других современных ледников основной расход происходит за счет летнего таяния.

Осадки, выпадающие на Антарктическом континенте, приносятся воздушными массами с океана. Местная влага здесь почти не образуется, так как испарение при низких температурах невелико.

Характер атмосферной циркуляции над Антарктидой обусловливает многие местные климатические особенности, ход изменений метеоусловий, другими словами, конкретную погоду в данном районе.

Многолетние исследования метеорологов и климатологов позволили установить типовой ход синоптических процессов в южнополярной области. Изучены траектории движения циклонов и антициклонов, выделены климатические центры действия атмосферы Южного полушария. На основании всего комплекса данных выполнено климатическое районирование материка. И вновь стала очевидной основная закономерность изменения природных условий в Антарктиде – ее зональный, поясной характер. Климатические зоны расположились в целом концентрически вокруг Центральной Антарктиды: зона высокого антарктического плато, зона антарктического склона, зона побережья.

В зоне Антарктического побережья наблюдается наибольшее разнообразие физико-географических условий. В результате и климатические особенности этой зоны, обладая рядом общих характерных черт, отличаются большим разнообразием. Здесь можно выделить несколько самостоятельных типов климатических областей, среди которых интерес представляют участки распространения коренных пород – оазисы Антарктиды. Хотя они, как правило, невелики по площади, обычно от нескольких десятков до нескольких сот квадратных километров, их отличают достаточно четко выраженные индивидуальные климатические черты.

Бесспорно, климат этих участков в основном определяется влиянием окружающей ледяной антарктической пустыни. Однако, несмотря на эту зависимость, в антарктических оазисах формируются свои климатические особенности, свой местный климат. Наиболее ярко климатическая индивидуальность оазисов проявляется летом.

Зимой во время полярной ночи разница климатических условий в оазисах и на ледниковой поверхности минимальна. Но как только появляется солнце, она становится все более заметной и ощутимой. Это объясняется совершенно различной реакцией различных подстилающих поверхностей на воздействие солнечной радиации. (Напомним, что снег и лед отражают около 85% поступающей радиации, а темные скальные породы, наоборот, поглощают до 85% энергии солнца, нагреваются сами и нагревают окружающий воздух). Лишь в оазисах основная часть солнечной энергии «усваивается», и это дает поразительный результат. Радиационный баланс каменистой поверхности оазисов, с равней весны до поздней осени, т. е. исключая полярную ночь, положителен. Он положителен и в целом за год. Поверхность горных пород в прибрежных оазисах нагревается солнцем до плюс 20-30°. Отмечались и более высокие температуры. Часть этого тепла передается в глубину, в результате происходит оттаивание мерзлых пород (за лето в отдельных местах до глубины 1,5 м). Но основная часть тепла тратится на нагревание воздуха. В то же время вне оазиса тепло, получаемое снежной поверхностью, расходуется преимущественно на таяние и испарение снега. В прибрежных оазисах температура летом в среднем на 3-4° выше, чем над окружающими ледниками. Воздух над оазисами нагревается и становится сухим. Влажность воздуха в Антарктиде в связи с низкими температурами, континентальным характером климата вообще невелика, в оазисах же она порой достигает исключительно низких значений. В оазисе Бангера, например, среднегодовая относительная влажность составляла 55%, а в отдельные дни падала до 15%.

Сильное прогревание воздуха над скалами оазисов приводит к возникновению восходящих токов воздуха и образованию небольших кучевых облаков. Обычно они появляются около полудня и к вечеру исчезают. Это одна из характерных черт местного климата оазисов.

Аэрологи установили, что тепловое влияние оазисов на верхние слои воздуха сказывается в среднем до высоты 1 км. Еще сильнее, на многие километры, тепло оазисов распространяется в горизонтальной плоскости, усиливая таяние окружающих ледников. В летнее время оазисы представляют собой настоящие очаги тепла.

Остается добавить, что для оазисов, так же как и для всей береговой полосы Антарктиды, характерны частые ветры, порой достигающие ураганной силы. Побережье Антарктиды заслужило славу полюса ветров земного шара. Особой силы ветры достигают в зимнее время. Они способны переносить не только частицы песка, но и сравнительно крупные обломки. Ветры сдувают снег со скал и полируют их поверхность. Климат антарктических оазисов и всей зоны Антарктического побережья изучен пока далеко не полно. В основном исследователи располагают данными о прибрежных оазисах Бангера, Дейвиса, Ширмахера, Молодежном и ряда других, где в разные периоды действовали полярные станции. Сведения об оазисах, расположенных в горах на Земле Королевы Мод, Земле Мак-Робертсона, Земле Виктории, более скудные и разрозненные, как и общие представления о климате горных районов Антарктиды.

Что растет и кто живет

Южнополярный материк с его самыми суровыми на планете климатическими условиями, казалось бы, совершенно не благоприятен для развития органической жизни. Пустынный, безжизненный облик бескрайних снежных пространств ледяного континента, особенно его центральных районов, красноречиво свидетельствует об этом. Однако на участках, свободных от ледникового покрова, даже вблизи Южного полюса произрастают растения. Летом в горах в сотнях километров от побережья можно увидеть гнездовья птиц, а в районе самого полюса холода в снегу обнаружены бактерии.

Но хотя Антарктиду и нельзя в строго научном смысле называть безжизненной, по сравнению с другими материками она, безусловно, выглядит пустыней. Ведь на льду развитие жизни, за отдельными исключениями (бактерии, некоторые виды водорослей), практически невозможно. И лишь там, где обнажаются горные породы, особенно на периферии континента, прежде всего в оазисах, картина несколько меняется.

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. В Антарктиде даже в прибрежных оазисах, исключая оазисы Антарктического полуострова, где климат несравненно мягче, совсем не встречаются 4 высшие цветковые растения. В Арктике на тех же и даже значительно более высоких широтах цветковые растения широко распространены. 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 проникают высоко в горы и произрастают на нунатаках всего в 300 км от Южного полюса. Очевидно, если бы только в районе самого полюса были скальные выходы, лишайники проникли бы и сюда. 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.

Лишайники в полярных районах растут очень медленно. В суровом антарктическом климате их развитие особенно угнетено. На молодых ледниковых отложениях, валунах современных морен лишайников обычно нет. На породах, давно освободившихся от льда, они встречаются часто. Исследователи, интересующиеся историей оледенения, могут судить о «поведении» края ледника по характеру распределения лишайников на прилегающих к льду скалах. Пожалуй, наиболее широко распространена в Антарктиде 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 сине-зеленые водоросли вместе с мхами и бактериями образуют слизистую корку на дне водоемов.

Бактерии Антарктиды изучены слабо. Известно, что их здесь гораздо меньше, чем в других районах земного шара. Бактерии встречаются не только на горных породах и в озерах, они присутствуют в воздухе и в снегу.

Специальные микробиологические исследования советских ученых в Центральной Антарктиде позволили выделить бактерии, захороненные многие тысячелетия назад в глубине снежно-фирновой толщи. Для них суровые условия шестого континента оказались не столь уж страшными. Однако болезнетворных микробов местного происхождения в Антарктиде пока не обнаружено.

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.

Животный мир Антарктиды также своеобразен. Почти целиком он связан с омывающим материк океаном, основным источником питания для обитающих на континенте животных. Летом на прибрежных островах и в оазисах гнездится и выводит птенцов около десятка видов птиц. Это прежде всего антарктический и снежный буревестник, южнополярный поморник, пингвин Адели, Вильсонова качурка и т. д. Императорские пингвины редко выходят на берег, предпочитая оставаться на морском льду.

Пингвины Адели появляются у берегов Антарктиды ранней весной, в середине сентября – начале октября. Облюбовав место на скалах, они строят из камушков подобие гнезд. Самки откладывают яйца, обычно два яйца каждая, а затем на время уходят кормиться в море. Высиживают яйца – немногим более месяца – самцы. Вылупившиеся птенцы на первых порах проходят курс индивидуального воспитания в родном гнезде, а затем в своего рода «яслях» – группах птенцов, опекаемых взрослыми птицами.

Не все пингвины Адели, однако, занимаются ответственным делом воспитания потомства. Иной раз отдельные, чаще всего молодые (2-3 года), особи, еще не достигшие брачной зрелости, пускаются в длительные путешествия по скалам и ледникам, удаляясь на десятки километров от берега моря. Позже, к 4-5 годам, когда пингвины обзаводятся семьями, им уже не до путешествий.

Летающих птиц в отличие от пингвинов можно встретить далеко от моря. Антарктические и снежные буревестники гнездятся порой высоко в горах на расстоянии нескольких сот километров от побережья. Так, в горах Земли Королевы Мод, в 200 км от берега, советскими учеными был обнаружен целый птичий базар, в котором, по ориентировочным подсчетам, находилось свыше миллиона птиц. По-видимому, птицы гнездятся так далеко от берега в тех случаях, когда ближе нет подходящих выходов горных пород. Для того чтобы пополнить запасы пищи и накормить птенцов, им постоянно приходится совершать перелеты к морю и обратно.

Только южнополярные поморники составляют исключение. Они могут обходиться без моря, так как успешно промышляют на суше. В горах эти птицы гнездятся вблизи колоний буревестников, истребляя наиболее слабых и неопытных из них. На прибрежных скалах они всегда находятся по соседству с пингвинами, добивая заболевших птиц, охотясь за отбившимися от родителей птенцами, а при случае лакомясь пингвиньими яйцами.

Поморников иногда называют антарктическими шакалами. Они непременные спутники исследователей Антарктиды. Их всегда можно увидеть вблизи станций, на мусорных кучах. Хотя образ их жизни, может быть, и не вызывает особой симпатии, не следует забывать, что они выполняют и полезную санитарную функцию.

Поморники легко приручаются и берут пищу из рук. Встречи с этими птицами показали, что они самоотверженно охраняют свои гнезда.

Кроме птиц, в прибрежных районах Антарктиды можно увидеть тюленей. Большую часть времени тюлени проводят в воде или на морских льдах, но нередко выползают и на скалы прибрежных оазисов. В антарктических водах обитают всего пять видов тюленей: Уэдделла, крабоед, морской леопард, Росса и морской слон. Тюлень Уэдделла наиболее распространен у берегов материка. Морской слон предпочитает умеренные условия и встречается в основном вблизи Антарктического полуострова. На островах в этом районе раньше было много морских котиков, но их истребили тюленебои. Тюлени очень инертны и миролюбивы на суше. Они могут часами лежать рядом с пингвинами, не обращая на них никакого внимания. Зато в воде пингвины часто становятся жертвами тюленей.

В некоторых оазисах нередко на значительных расстояниях от берега моря находят мумифицированные трупы животных, в основном тюленей. В этом нет ничего удивительного. В случае гибели на суше трупы животных в холодном и сухом климате оазисов при отсутствии гнилостных бактерий как бы консервируются и сохраняются в течение тысячелетий.

Однако некоторые мумии найдены в десятках километров от берега и на высотах 300 и даже 500 м над уровнем моря. Так, в оазисах Земли Виктории обнаружено свыше сотни мумий тюленей, несколько десятков мумий пингвинов и поморников. Поморники могут залетать куда угодно, их видели вблизи Южного полюса и на станции «Восток», поэтому находки мумий этих птиц не требуют объяснения. Сложнее обстоит дело с пингвинами и особенно с тюленями, которые, как известно, не слишком приспособлены для длительных путешествий по суше. Ряд исследователей объясняют проникновение тюленей в горы потерей ориентировки у животных, какими-то пока неясными сдвигами в их психике. Таких тюленей и пингвинов называют заблудившимися. Было также предположение, что животные специально выходят на берег, когда подходит время умирать. Однако изучение мумий показало, что они принадлежат в основном молодым особям. До сих пор причина такого странного поведения тюленей неизвестна.

Кроме крупных животных, на почти пустынных с виду скалах оазисов живут и незаметные микроскопические существа – клещи, паучки. В оазисах Антарктического полуострова живут даже бескрылые мухи. Жизнь насекомых 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 Антарктиды только в летнее время. Зимой птицы улетают, тюлени уплывают на север. Жизнь микроскопических животных замирает до весны. Лишь на прибрежных льдах императорские пингвины в лютые зимние морозы и ураганы кладут и «выстаивают» яйца. Недаром эту птицу считают одной из самых удивительных на Земле.

Вот только некоторые факты поистине необычной биографии южнополярного континента.