Льды чукотских морей. Учебник из цикла "Природа Чукотки"

• Название: Учебник из цикла "Природа Чукотки"
• Дата: 08.03.2022
• Размер: 1.08 Mb.
• Имя файла: Льды чукотских морей.doc
• Тип: Учебник; #386595
• страница: 3 из 5

Глава 4. АНИЗОТРОПИЯ МОРСКИХ ЛЕДОВЫХ ЛАНДШАФТОВ
В предшествующих главах мы узнали, как ведут себя ландшафты в "плане моря", затем как они выглядят в "профиле моря". В этой главе познакомимся с некоторыми свойствами самих ледяных массивов.
4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЯВЛЕНИЙ
Долгое время считалось, что массив - месиво, мешанина, хаотичес­кое скопление самых разных льдов, нечто сжатое и смерзшееся, имею­щее одинаковую прочность по разным направлениям. То есть предполагалось, что морской лед изотропен ("изо" - одинаков).

С начала 60-х годов мощные ледоколы стали активно преодолевать ледяные массивы. И обобщение опыта их работы в разных льдах разных морей планеты обнаружило, что лед, оказывается, всюду обладает свойством анизотропии: он разрушается не одинаково, не как попало, а по избирательным направлениям, присущим самому льду; наподобие "кливажа" в горных породах.

Любопытный штрих к научным взглядам: геологи давно осознали, что литосфера колется, как морской лед, а вот гидрологи, океанологи, ледоведы эту мысль воспринимают с трудом, не понимая, что может быть общего между льдом (водой) и камнем. Если вспомнить, что такое ландшафтная оболочка (камень, лед, вода и воздух вместе взятые, как скорлупа на яйце - Земле), то эти умственные противоречия снижаются, проясняются и становятся более понятными.

Детальный анализ материалов показал, что анизотропия любых льдов наблюдается в природе:

- в малых масштабах (микро) с помощью микроскопа;

- в средних (мезо) масштабах визуально, невооруженным глазом с берега, с мостика ледокола или с самолета ледовой разведки;

- в крупных (макро) масштабах с искусственных спутников Земли. Микроанизотропия проявляется в упорядоченности кристаллического строения неподвижных, припайных и даже подвижных дрейфую­щих льдов.

Каждый кристаллик льда похож, грубо говоря, на маленький спи­чечный коробок. Эти кристаллы плотно упакованы друг с другом и об­разуют льдинки.

При внешнем воздействии эта льдинка ломается вдоль или поперек сторон "коробочки", то есть кристаллических осей.

Исследования льдин в микроскоп показали, что и в Арктике, и в Ан­тарктике главная оптическая ось кристаллов льда имеет преимуще­ственно северо-западное или северо-восточное направления, то есть диагональное по отношению к географическому меридиану места на­блюдений.

Видимо, на упорядоченную ориентацию кристаллов влияет магнит­ное поле Земли. Есть среди ученых на этот счет и другие мнения, но нам важен сам факт. А любой факт можно объяснить с разных позиций.

В главе второй мы видели, что криогенные зоны Земли асимметрич­ны относительно магнитных полюсов. Это обстоятельство может содей­ствовать диагональной направленности микроанизотропии по отношению к меридиану места.
Мезоанизотропия проявляется:

- во внешнем виде молодых, тонких льдов;

- в особенности работы ледоколов;

- в ледовых линеаментах;

- в стационарных трещинах;

- в ледовых блоках.
4.2. ВНЕШНИЙ ВИД МОЛОДЫХ ЛЬДОВ

Обратимся к нашим картинках-схемам "море в плане" и "море в профиль".

Слева лед ровный, в идеале - как каток. На нем нет неровностей, торосов. Любая неровность на льду называется торосом. Здесь торосы равны нулю.

"Международная ледовая номенклатура" среди всех неровностей выделяет три вида:

- торосы наслоения на молодых, тонких льдах, когда движущийся лед наползает друг на друга пластами, полями, как сцепленные пальцы. Эти торосы обозначаются квадратиками, как буква П. На наших схе­мах эти льды - в зимней полынье;

- торосы дробления на более толстых льдах, когда по краям полей возникают кучи. Они обозначаются треугольником с острым верхом, как буква А. На нашей схеме эти льды в середине моря;

- торосы нагромождения, когда льды, напирая на берег, на мель или друг на друга, образуют холмы и горы с округленными вершинами. Их обозначают буквой В, лежащей на левом боку. Эти льды в правой части нашей схемы.

Эти три вида торосов "Номенклатура" называет последовательно рафт (rafl), ридж (ridge) и хаммок (hammock). Таким образом, зим­ние первоначальные, молодые, тонкие льды при подвижках разла­мываются на квадраты и четырехугольники разных размеров в зависимости от толщины, обнаруживая в себе явную изначальную анизотропию. Затем, от зимы к весне, весь лед перемешивается в не­вообразимый хаос. И самое удивительное, что весной и в начале лета, когда приходит пора этим льдам разрушаться, все они - и кучи, и горы - опять-таки распадаются не как попало (изотропно), а в основном на поля четырехугольной формы (анизотропно). Поче­му это происходит именно так, давайте думать вместе.
4.3. РАБОТА ЛЕДОКОЛОВ
Работа ледоколов в сплоченных и сжатых льдах зимой и летом, во всех морях, вплоть до Антарктики, обнаружила, что любые льды пред­расположены раскалываться под углом, по диагонали к меридиану мес­та. В свою очередь, по ортогонали, по нормали, по перпендикуляру к меридиану или широте, курсами на чистый юг или север, на запад или восток лед колется хуже и труднее.

Искусственный взлом припая у берегов южной и северной Чукотки от бухты Угольной до мыса Шмидта и Певека показал, что ледовые зак­линивания происходят при ударах по ортогонали. На таких курсах лед схватывает судно будто клещами. При ударах по диагонали такое про­исходит во много раз реже, как показано на рис. 8.

В общем, опыт показал, что в диагональном направлении- легче раз­рушаются отдельные льдины и поля, быстрее движутся суда и караваны, успешнее преодолеваются ледовые перемычки. В свою очередь, для со­хранности ледовых дорог на льду их полезно прокладывать по ортого­нали к меридиану.


4.4. ЛЕДОВЫЕ ЛИНЕАМЕНТЫ
Линеамент. это любой линейный элемент рельеф» (или чего угодно) на географической карте

Ледовые линеаменты - трещины, разрывы, разломы или торосы свойственны всем льдам - морским и материковым, дрейфующим и неподвижным. Прямолинейные элементы рельефа в природных льдах и ландшафтах по аналогии с геолого-геоморфологической терминологией можно назвать физико-географическими или криотектоническими линеаменетами.

Уместно отметить, что линеаменты проявляются во всей ландшафт­ной оболочке Земли. Они прослеживаются и в глубинных слоях литосферы в виде тектонических раэломов, и на поверхности планеты на суше в виде особенностей рельефа, и в атмосфере в виде облачных гряд, и в ионосфере в виде "берегового эффекта полярных сияний"; и в магнито­сфере в виде устойчивости радиосвязи по направлениям, и, конечно, в водно-ледовой среде.

По сути дела, морской лед есть прекрасная природная модель гор­ных пород и их тектонических, разломных закономерностей. Различие только в масштабах времени: то, что в литосфере, в каменной, твердой оболочке Земли происходит за миллионы лет, в морском льду осуществ­ляется ежегодно.
Прямолинейность разломов в морском льду всегда поражала иссле­дователей. Свидетельств тому в исторической литературе множество. Например, Умберто Нобиле при полете на дирижабле "Норвегия" через Ледовитый океан 11 мая 1926 года отметил, что в высоких широтах "каналы, прорезавшие лед, удивляли своей правильностью. Казалось, что их прямые параллельные берега созданы искусственно".

Весь северный берег Чукотки от Биллингса до Онмана есть типич­ный географический линеамент, ровный, как линейка, как специально построенное шоссе.

В начале лета, когда материки становятся нагревателями, а океаны холодильниками, циркуляционные "тепловые машины" меняют знак. На нашей схеме "материк в плане" климатические центры действия ат­мосферы меняются местами: над северной Чукоткой начинают дуть юж­ные ветры, особенно с конца июня. Эти южные ветры отодвигают Лонговский массив от припая, создавая "Чукотскую заприпайную про­галину", тоже ровную, как линейка, от острова Колючин до Биллингса и далее до мыса Шелагского. По этой прогалине первые караваны и движутся с востока на Шмидт и Певек.

Одновременно у южных берегов Чукотки, эти южные ветры норо­вят закрыть полынью, придвигают льды к берегам, затрудняя подходы к Заливу Креста и бухте Провидения, то есть там, где зимой проход был более свободным.

В некоторых местах Арктики и Антарктики линейные трещины в не­подвижных льдах являются непосредственным продолжением тектони­ческих разломов в земной коре.

Главная особенность ледовых линеаментов заключается в том, что они из года в год наблюдаются на одном, стационарном месте. Особенно это заметно в неподвижных, припайных льдах, где встречаются стацио­нарные трещины.
4.5. СТАЦИОНАРНЫЕ ТРЕЩИНЫ

Стационарные трещины являются особым видом линеаментов. Ле­довый линеамент надо понимать диалектически, как единство противо­положностей - разрыва и сжатия, трещины и тороса. В реальной действительности не всегда удается точно определить, какое из этих двух явления перед тобой. Зато несомненно, что оно линейно и протяги­вается на большие расстояния. Стационарная трещина "живет", дина­мически "дышит", то открывается, то закрывается, но, оставаясь на месте, представляет собой яркий линеамент - линейный элемент рельефа.

Весьма примечательно, что стационарные трещины формируются и становятся заметными еще до установления неподвижных льдов, еще тогда, когда молодой лед перемещается ветрами и течениями.

Специальные наблюдения, выполненные в Певекском УГМС, пока­зали, что в течение зимы стационарная трещина в припайных льдах по­степенно расходится от практического нуля осенью до 6 и даже 10 метров к началу весны (см. рис. 9). Трещина раздвигается при резких по­нижениях температуры воздуха, но при потеплении сдвигается меньше и тем самым постепенно расширяется. На поверхности льда остается малозаметный торос, пересыпанный снегом, а под нижней поверхно­стью льда формируется полость - в разрезе она имеет вид арки.

Эти полости служат для нерп естественным местом обитания, где им легче всего сохранять свои выходы к воздуху, а трещины вентилируют водную толщу под припайными льдами, допуская там активное развитие жизненных процессов. В эту трещину может провалиться надледный транспорт. Именно по этим трещинам ледоколам легче прокладывать канал для судов или полностью откалывать припай.

Стационарные, поперечные трещины на мысе Шмидта с 1972 года ежегодно используются для успешного и быстрого вскрытия припая в бухте Восточной.

Стационарная трещина обнаружена и в припае бухты Угольной. Она идет от мыса Барыкова на юго-запад и используется ледоколами для разрушения припая. От этой трещины на северо-восток разлом и раз­рыв в массиве дрейфующих льдов простирается через весь Анадырский залив от мыса Наварина и Барыкова к бухте Провидения. По этому раз­рыву в зимнее и весеннее время ледоколы проводят караваны транспор­тных судов к портам южной Чукотки - в Провидения и Эгвекинот.

В заливе Креста стационарная трещина идет от мыса Конергино на юго-восток. По этой трещине обламывается припай при сильных север­ных ветрах. Несколько севернее Конергино от мыса Эруля идет трещи­на на северо-запад. По ней частично прокладывается канал в припае до порта Эгвекинот.


В Чукотском море стационарная трещина тянется через припай от мыса Онман на северо-восток. По этому направлению в летнее время в дрейфующем массиве наблюдается навигационный разрыв, используе­мый для проводки судов.

У берегов северной Чукотки каждому поперечному тектоническому разлому соответствует своя поперечная трещина в набивном торосистом припае.

Одна из таких трещин отходит по нормали к берегу от утеса Кожев­никова, и по ней теперь ледоколы ежегодно разрушают припайные льды на подходах к порту Мыс Шмидта.

На мысе Биллингса стационарная трещина через припай уходит на северо-восток. Мористее припая через дрейфующий массив по направ­лению этой трещины существует навигационный разрыв, идущий к мысу Блоссом на острове Врангеля.

В Восточно-Сибирском море, в горле Чаунской губы, стационарная трещина идет от мыса Шелагского на юго-запад к острову Айон. По этой трещине ледоколы иногда прокладывают канал в порт Певек. В от­дельные годы по направлению этой трещины на северо-восток от мыса Шелагского прослеживается разрыв в дрейфующем массиве. Уместно отметить, что именно в этом направлении - от юго-запада на северо-вос­ток - в Певеке ежегодно наблюдается умеренное полярное сияние в виде ленточного свечения.
4.6. ЛЕДОВЫЕ БЛОКИ

Ледовые линеаменты, пересекаясь между собой, разделяют ланд­шафт массива на ромбовидные блоки, поля или полигоны, с краями, по­чти параллельными друг другу. Но данным ледоколов, ширина этих полигонов составляет 5 миль, 10, 20 миль, то есть меньшие возникли в результате распада больших.

Во всех замерзающих морях форма блоков одинакова: она близка к эллиптической или овальной и с таким отношением малой оси к боль­шой, которое близко напоминает "золотое сечение" (0,6-0,7). Это свиде­тельствует об общепланетарном характере их происхождения.
4.7. МАКРОАНИЗОТРОПИЯ

Анализ спутниковых изображений в видимых (телевизионных) и тепловых (инфракрасных) лучах подтвердил, что полигональность ледо­вых ландшафтов свойственна всем замерзающим морям криогенной зоны планеты.

Эта полигональная структура выявляется с началом замерзания, су­ществует всю зиму, а летом за счет таяния видоизменяется в зернистую. То есть четырехугольные поля обкатываются, превращаясь в овальные.

Крайне любопытно, что размер единичного ледового полигона та­кой же, как и в других сферах ландшафтной оболочки - в облаках, в пят­нах на суше и океанах: он близок к 10 километрам, или 5 милям. Значит, ландшафтная оболочка не только сплошная, но и прерывная, по-учено­му - не только континуальная, но и дискретная.

Макроанизотропия ледовых ландшафтов находит себе объяснение в теории планетарной трещиноватости. Грубо говоря, раз Земля крутит­ся с неравномерной скоростью внутри одного года, то и ландшафтная "скорлупа" на ней подвергается в течении одного года растрескиванию и сжатию, то есть пульсации.

Существование пульсирующей, упорядоченной системы, сетки криотектонических линеаментов в ледовых ландшафтах открывает широ­кие теоретические и практические перспективы как для географии в целом, так и для ледового мореплавания.

Достаточно сказать, что, претворяя сказку и фантастику в быль и реальность, с 1990 года ледоколы ходят на Северный полюс и через него каждый год, а в мае 1993 года провели судно "Кандалакша" по север­ным границам Восточно-Сибирского моря из Сибирской полыньи в Заврангелевскую и затем по северу Чукотского моря из Заврангелевской полыньи в Канадскую у берегов Аляски с выходом в Берингов пролив.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Посмотрите , энциклопедии, что такое «кливаж»

2. Посмотрите- в энциклопедии, что такое «золотое сечение»

3. Что такое анизотропия льдов?

4 Чем знание анизотропии полезно для ледового мореплавания.

5. В коком месте- вашего неба и в каком направлении тянутся ленточные полярные сияния: как попало или избирательно, в каком-то преобладающем направлении ?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Магаданский писатель и журналист Михаил Александро­вич Ильвес пишет сочно, смачно, поэтично и лаконично. О себе он сказал: "Документальная проза, которой я всегда и занимался, сегодня стала интересней, чем художественная” (Альманах "НА СЕВЕРЕ ДАЛЬНЕМ", №2,1990, с. 71).

В начале 80-х годов в газете "Магаданская правда" появился очерк М.А. Ильвеса об острове Врангеля. Начало очерка представляет собой буквально лирическое стихотворение в прозе, которое невольно врезается в память. В этом отрывке поми­мо этической и эмоциональной насыщенности содержится максимум ин­формации об истории Чукотки:

- "Остров Врангеля - сколько людских страстей связано с ним! Надежда - когда землепроходец Иван Львов еще в петровские вре­мена рисует этот остров на своей карте.

Интуиция - когда Ломоносов подтверждает эту догадку.

Упорство - когда Фердинанд Врангель несколько раз пытается про­биться сюда, но "вечный лед полуночных морей" так и не допускает пу­тешественника к цели.

Досада - когда Келлет видит остров, но не может к нему подойти.

Недоумение - когда корабль "Винсент" проходит рядом с этой зем­лей и не видит ее.

Благородство - когда Томас Лонг находит ее и называет ее именем Врангеля.

Бессилие - когда клипер "Всадник" не может подойти к берегу.

Триумф - когда капитану Берри удается исследовать остров.

Трагедия - когда "Карлук" раздавливают льды и люди гибнут в снегах.

Отвага - когда Давыдов проходит через три моря и водружает здесь Красный флаг.

Осуществление мечты - когда Ушаков начинает отсюда свой поляр­ный путь.

Это одно из самых труднодоступных мест - даже в наше всемогущее время. И это одна из тех земель, которые относятся к последним подар­кам географии..."

(М. Ильвес -КРАСНАЯ КНИГА БЕЛОЙ ЗЕМЛИ", Магадан, 1991, с. 108).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Выучите отрывок наизусть!

2. С помощью справочников или энциклопедии попробуйте определить в какие годы бушевали упомянутые страсти.

3. Какие из упомянутых имен отражены наи современных картах Арктики?
Глава 5. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЛАНДШАФТОВ

5.1. РИТМЫ

Ландшафтная оболочка Земли и все ее ландшафты - наземные, вод­но-ледовые и придонные - испытывают ритмические изменения во време­ни, как внутригодовые - сезонные, так и межгодовые - климатические. Ритмикой называют повторяемость комплекса явлений, например, один и тот же березовый лес зимой белоствольно-голый, летом зеленый, осе­нью желтый.