Антарктические оазисы как природный комплекс

 

Горные оазисы напоминают прибрежные, но и отличаются от них. На каменной поверхности вертикальная зональность выражена весьма слабо и даже происходит ее инверсия. Тепло нагретых скал оазисов Виктории распространяется вверх на значительную толщину воздуха (табл. 2).

 

Таблица 2

Распределение температур по высотам

Высота, м	Лето - январь		Зима -июль
	Литл-Америка (лед)	Мак-Мердо (оазис)	Литл-Америка (лед)	Мак-Мердо (оазис)
0	-7,7	-3,6	-35,7	-31,2
1500	-11,1	-5,2	-27,7	-30,5
3000	-19,6	-21,4	-29,3	-32,9
5000	-33,4	-34,1	-43,5	-44,3

 

В таблице проведены две горизонтальные линии. Они отделяют нижний слой теплого воздуха в Мак-Мердо (оазис) от находящегося на той же высоте слоя холодного воздуха ст. Литл-Америка. Таким образом, нижний слой воздуха в Мак-Мердо теплее, чем на ст. Литл-Америка: зимой -- до высоты нескольких сот метров, а летом -- даже до высоты 2000 м. Цифры иллюстрируют вертикальный оазисный эффект. Оазис нагревает воздух на 4--5° выше по сравнению со льдом ст. Литл-Амернка, расположенной на шельфовом леднике. Но на высоте более 2000 м наблюдается обратная картина. Здесь теплый циклонический воздух распространяется над ст. Литл-Америка, находящейся и теплом секторе циклона. Распространение тепла оазиса кверху называется вертикальным оазисным эффектом.

Итак, оазисный эффект (горизонтальный и вертикальный) распространяется на несколько тысяч метров. Он вызывает таяние снега и льда даже в районах вечного мороза.

 

6. Внутренние воды

 

Антарктида -- единственный материк на Земле, на котором нет постоянно текущих рек. Лишь в летнее время, когда происходит таяние снега и льда, в прибрежной части и в антарктических оазисах появляются временные реки и ручьи из талой воды, стекающие в океан или озера. Из рек, текущих в оазисах по руслам, проложенным в свободном ото льда грунте, наибольшую длину (около 30 км) имеет река Оникс в оазисе Райт на Земле Виктории. Чуть меньшую длину имеет река Виктории в том же оазисе. Густая сеть временных наледниковых ручьев оживает в летнее время в оазисах Бангера и Ширмахера, где они достигают в длину 20-30 км.

Поскольку все они питаются за счет таяния ледника, то их водный режим полностью определяется ходом температуры воздуха и солнечной радиации. Наибольшие расходы в них наблюдаются в часы наиболее высоких температур воздуха, то есть во второй половине дня, а наименьшие -- в ночные часы, причем нередко в это время русла полностью пересыхают. Наледниковые ручьи и речки, как правило, имеют очень извилистые русла и соединяют многочисленные наледниковые озера. Открытые русла обычно заканчиваются не доходя до моря или озера, а водоток прокладывает свой путь дальше подо льдом или в толще ледника, наподобие подземных рек в карстовых районах. С наступлением осенних морозов сток прекращается, и глубокие с отвесными берегами русла заносятся снегом или перекрываются снежными мостами.

Озера, как и антарктические ручьи и речки, очень своеобразны. В прибрежных оазисах можно насчитать десятки сравнительно небольших озер. Интересно, что некоторые озера летом вскрываются и становятся свободны ото льда, другие никогда (по крайней мере за последние десятки лет) не освобождаются от сковавшего их ледяного покрова, и наконец, есть такие озера, которые несмотря на сильные морозы не замерзают даже в самые суровые зимы. К последним относятся соленые озера. Вода в этих озерах настолько минерализована, что температура ее замерзания намного ниже нуля.

Наиболее крупное из антарктических озер -- озеро Фигурное в оазисе Бангера. Причудливо извиваясь среди холмов, оно тянется на 20 км. Площадь его равна 14,7 кв. км, а глубина превышает 130 м. Несколько озер площадью более 10 кв. км имеется в оазисе Виктории. Озера площадью до 8 кв. км находятся в оазисе Вестфолль.

Среди антарктических озер есть водоемы с весьма необычным распределением температуры по глубине. Особенно интересным в этом отношении оказалось озеро Ванда, расположенное в оазисе Райт (рис. 4). Длина его около 8, ширина более 1,5 км, а глубина достигает 66 м. Все 13,6 кв. км поверхности озера скованы льдом толщиной около 4 м, который по всем признакам сохраняется на озере по крайней мере в течение последних нескольких десятилетий. Только летом образуются узкие водяные забереги, которые быстро замерзают с наступлением осенних морозов. Непосредственно подо льдом температура воды, как и следовало ожидать, близка к 0°, однако с глубиной она быстро возрастает и у дна превышает 25°! В океане такую теплую воду можно найти только в тропическом поясе, а в озерах нашей страны даже в самые теплые летние дни вода редко прогревается до такой температуры.

 

Рис. 4

 

Дело в том, что вода на некоторой глубине подо льдом становится соленой, причем с глубиной соленость ее довольно быстро возрастает, и у дна концентрация солей в 10--15 раз больше, чем в морской воде. Вследствие такого распределения солености плотность воды, несмотря на повышение температуры, с глубиной возрастает, и поэтому конвективного перемешивания, а следовательно, и выноса тепла на поверхность, не происходит. Поскольку озеро круглый год покрыто льдом, ветер не может вызвать ни ветровых течений, ни волнения, которые в открытых водоемах способствуют перемешиванию вод и сглаживанию вертикальных температурных градиентов. Отсутствием такого перемешивания и объясняется существование в течение многих лет ледяного покрова на озере Ванда несмотря на высокие температуры воды в глубинных слоях его. Интенсивное выхолаживание происходит здесь только в верхнем, пресном слое, на поверхности которого и образовался мощный ледяной покров.

Вблизи антарктических оазисов можно встретить своеобразные ледниковые «болота». Они образуются летом в понижениях, заполненных снегом и фирном. Талая вода, стекающая в эти понижения, увлажняет снег и фирн, в результате чего и получается снежно-водяная каша, вязкая, как обычные наши болота. Глубина таких «болот» чаще всего незначительная -- не более метра. Сверху они бывают покрыты тонкой ледяной коркой.

 

 

7. Растительность

 

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.

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 могут проникать высоко в горы. 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.

В оазисах широко распространена 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 синезеленые водоросли вместе с мхами и бактериями образуют слизистую корку на дне водоемов.

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.

 

 

8. Животный мир

 

Животный мир антарктических оазисов также весь_А своеобразен. Летом сюда прилетают птицы, приходят пингвины. Птиц всего около десятка видов, но лишь часть из них гнездится и выводит в оазисах птенцов. Это прежде всего антарктический и снежный буревестник, южнополярный поморник, пингвин Адели.

Жизнь птиц в Антарктиде тесно связана с морем. В море они находят себе пищу и поэтому не могут существовать долго вдали от него. Пингвины Адели появляются летом в прибрежных оазисах, расположенных непосредственно у берега моря. На скалах они строят из мелких камушков гнезда и высиживают птенцов. Летающих птиц в отличие от пингвинов можно встретить далеко от моря. Антарктические и снежные буревестники гнездятся в горах на расстоянии до 200 км от побережья. Для того чтобы пополнить запасы пищи и накормить птенцов, им постоянно приходится совершать перелеты до моря и обратно.

В прибрежные оазисы летом иногда заползают тюлени. В антарктических водах обитают всего пять видов тюленей: Уэдделла, крабоед, морской леопард, Рос_А, морской слон.

На почти пустынных с виду скалах оазисов протекает незаметная глазу жизнь микроскопических животных. Здесь встречаются несколько видов клещей, пухоедов. В оазисах Антарктического полуострова отмечены даже бескрылые мухи. Жизнь насекомых в оазисах 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 оазисов только в летнее время. Зимой птицы улетают, тюлени уплывают на север, жизнь микроскопических животных замирает до весны. Лишь на прибрежных льдах, иногда поблизости от оазисов, колонии императорских пингвинов в лютые зимние морозы и ураганы кладут и «выстаивают» яйца. Недаром эту птицу считают одной из самых удивительных на Земле.

 

 

9. Происхождение оазисов Антарктиды

 

Существование в полярных областях Земли безлёдных пространств предполагалось ещё в XIX веке. Более того, возможность существования таких участков считалась научно обоснованной. Попытки дать научное объяснение происхождения этих природных объектов появились практически сразу после их открытия, в начале XX века. Необычайность оазисов, вкрапленных в море льдов, породила множество гипотез. Так, в период эпизодических исследований широкое распространение получили геотермальные гипотезы. Так, звестный полярный исследователь, адмирал Ричард Берд, руководитель ряда американских антарктических экспедиций, связывал возникновение оазисов с повышенным притоком тепла из недр земли. Возникли предположения о подземных угольных пожарах, процессах усиленного радиоактивного распада, вулканической деятельности. Однако первые же исследования не подтвердили этих предположений. Никаких явных проявлений внутренней энергии Земли в оазисах не обнаружено. Нужно было искать другое объяснение.

В процессе накопления данных о геологическом и геоморфологическом строении этих территорий и при анализе значения покровного оледенения американский геолог Э.Т.Апфел предположил, что ранее погребённая льдом земля оазиса Бангера освободилась благодаря отклонению стока льда от оазиса, низкой влажности воздуха, малой толщине снежного покрова и сильному прогреванию поверхности в летнее время. Такой сценарий был поддержан российскими учёными Г.А.Авсюком, К.К.Марковым и П.А.Шумским (1956), назвавшими предположение Э.Т.Апфела орографической гипотезой происхождения оазисов, и далее развившими её, выделив климатический фактор, влияющий на поддержание существования оазисов.

Сущность орографической гипотезы заключается в том, что условия подледного рельефа вызывают отток основной массы льда от участка, к которому приток льда ослабляется. Большинство исследователей Антарктиды связывает существование современных оазисов с особенностями их расположения. Оазисы находятся в районах, куда благодаря строению подледного рельефа затруднен приток больших масс льда. Подледные долины отводят основные потоки льда в стороны от оазиса.

Орографическая гипотеза была поддержана большинством специалистов (Пальгов, 1956; Панов, 1958б; Рихтер, 1958; Солопов, 1967; Короткевич, 1969; и др.). Л.Д.Долгушин (1958) пришёл к выводу, что освобождение отдельных участков суши из-подо льда происходило поэтапно, в процессе сокращения оледенения. Г.Д.Рихтер (1958) и А.В.Живаго (1960) в развитии оазисов также выделяли несколько стадий.

Н.Ф.Григорьев (1962) предполагал, что постепенное освобождение ото льда отдельных наиболее приподнятых участков подледникового рельефа началось в конце четвертичного периода, когда в результате изменения климата произошло уменьшение мощности ледникового покрова и его отступание. Его гипотезу можно назвать климатической. Он также повторил предположение о «саморазвитии оазисов», выдвинутое в начале ХХ века. Сущность данной гипотезы заключается в следующем. Когда-то почти все оазисы, за исключением, может быть, части горных, были покрыты льдом. Оазисов к Антарктиде фактически не существовало. Значит, возникновение оазисов связано прежде всего с уменьшением размеров антарктического оледенения. Мощность ледникового щита в краевой части то возрастала, то вновь сокращалась. Именно в периоды таких сокращений размеров антарктического оледенения и возникали оазисы. Исследования на Земле Королевы Мод подтверждают эти выводы. Так, оазис Ширмахера в прошлом не менее двух раз перекрывался и вновь освобождался из-подо льда.