Морской лед
Вследствие влияния солености вода замерзает не при 0°, а при более низкой температуре. Так океаническая вода в 35%о замерзает при минус 1,9°. Воды полярных морей имеют меньшую соленость и замерзают при минус 1,6°, 1,8°. Пресная вода имеет наибольшую плотность при температуре около +4°, далее при понижении температуры плотность воды уменьшается. При замерзании воды объем образовавшегося льда увеличивается почти» на 9 процентов по сравнению с объемом воды.
Следовательно, если мы возьмем равные объемы льда и воды, то лед будет легче почти на десятую часть и будет плавать на поверхности. В силу этого плавающая льдина выступает над поверхностью воды почти на одну десятую часть своего объема. Наличие пузырьков воздуха и другие причины облегчают льды, и они обычно -возвышаются над поверхностью моря на 1/6—1/8 часть своей толщины. При замерзании в воде образуются игольчатые кристаллики. Смерзаясь, они создают единую ледяную массу. В лед превращается только пресная вода, так что кристаллы льда являются пресными. Но между ними задерживается небольшое количество соленой морской воды в виде отдельных прослоек и капелек; они-то и делают морской лед соленым. Чем сильнее будет мороз, тем большее количество воды превратится в лед, тем меньший объем будут занимать прослойки и капельки рассола и тем лед станет крепче. Кристаллики, смерзаясь, будут выдавливать рассол изо льда. Последний будет стекать вниз. Иногда на льду образуются затейливые узоры соли — «ледяные цветы». Освобождаясь от рассола, многолетние льды часто бывают почти пресными. Образующиеся на таких льдах летом озерки воды вполне пригодны для питья. Из них пароходы могут запасаться водой для котлов и для питья. Смерзание льда при сильном морозе приводит к такому тесному объединению кристаллов, что прочность льдины не уступает прочности кирпича. Такой леди пила не берет.
По солености морского льда можно судить об условиях его образования. При быстром замерзании рассол из капелек не успевает стечь и льды будут более солеными, чем при медленном замерзании, когда рассол успевает просочиться изо льда. Капельки рассола, сохраняющиеся во льду, убыстряют разрушение льда -при его нагревании летом. Ведь замерзание зависит от солености воды, а в капельках находится рассол очень высокой концентрации. Следовательно, достаточно немного понизить его температуру, как внутри ледяной глыбы в капельках начнется интенсивное таяние. Известно, что дворники* посыпают зимою лед на тротуаре солью, чтобы он начал таять при морозе и его легче было бы счистить. Для того, чтобы расплавить 1 грамм пресного льда при температуре +1°, нужно затратить 80 грамм-калорий, a морского льда, имеющего соленость в 8%о, нужно всего 47 грамм-калорий. Поэтому даже крепкие торосистые льды летом легко крошатся, лед становится «гнилым». Это помогает также выравниванию его поверхности. Льды, образовавшиеся в реках или в сильно опресненных районах моря, более крепкие, ведь в них меньше капелек рассола и кристаллики лежат, тесно прижавшись друг к другу.
Лед, плавая на поверхности моря, препятствует дальнейшему замерзанию воды под ним. Но вместе с тем зимою, когда воздух на 40 градусов холоднее воды, море отдает через лед огромное количество тепла. Несмотря на ледяное покрытие, полярные моря продолжают выполнять свои обязанности «печки», обогревающей воздух. Поэтому даже в самых высоких широтах Арктики, даже на Северном полюсе не бывает таких низких температур воздуха, как в глубине континента или на Южном полюсе.
В полярных морях наиболее часто встречаются небольшие льдины и ледяные поля более 1 квадратного километра. Они образуются из тех кристалликов, о которых мы уже говорили. Первоначально этих кристалликов в воде не видно. Только по маслянистой поверхности моря можно решить, что начался процесс замерзания воды. Наблюдательные моряки эту стадию образования льда и называют ледяным салом. При спокойном море из иголочек очень скоро образуется ледяная корка толщиной 5—7 сантиметров. Такой тонкий лед называется — нилас. Но в море тихая погода бывает редко. Волны разбивают ледяную пленку на отдельные льдинки. От ударов друг о друга по краям этих льдинок (появляются бортики, льдинки (Приобретают округлые очертания. Такой лед называют блинчатым. Смерзаясь, блинчатый лед образует льдины в 10—20 сантиметров толщиной. Этот молодой лед называют молодик. Молодик утолщается за счет намерзания снизу воды и сверху за счет намерзания выпавшего снега. Отдельные молодые льдины смерзаются в большие ледяные поля толщиной более метра и ‘площадью в несколько гектаров. В результате столкновений льдин друг с другом вокруг ледяного поля образуется вал. Обломки льда образуют часто целые гряды — торосы. Толщина льда в торосе может достигать 5—6 и больше метров. Когда пространства чистой воды между льдами, называемые полыньями, замерзнут, то торосы могут оказаться в глубине ледяного толя.
Ледяные поля часто бывают огромные и измеряются гектарами. На льдах, на которых дрейфуют станции «Северный полюс-3» и «Северный полюс-4», свободно размещаются многочисленные постройки, на них могут прилетать большие самолеты. Эти льдины по своей прочности могли бы выдержать большое кирпичное здание.
Лед обновляется за счет таяния летом сверху. Талые воды, стекая вниз, опресняют поверхность моря. Это облегчает новое замерзание воды и наращивание льдины снизу. Кроме того, зимою в лед превращается и часть лежащего на нем снега. Таким образом, утоньшаясь летом и утолщаясь зимою, льды в Полярном бассейне, если они не будут вынесены в Атлантический океан, существуют многие годы. Интересные наблюдения удалось провести во время Высокоширотной экспедиции 1954 года. Была найдена льдина, покинутая зимовщиками станции «Северный полюс-2» в 1951 году. Странный вид имели оставленные палатки. Они словно шляпки грибов покоились на высоких ледяных столбах. Получилось это потому, что летом поверхность льда, незащищенная от солнца, стаивала, а палатки препятствовали прямому воздействию солнечных лучей. Под ними лед не таял. Так и подымались каждое лето палатки, пока не оказались через три года на высоких ледяных столбах. Само же ледяное поле утоньшилось за это время очень мало за счет зимнего намерзания.
Размер ледяных полей очень различен. Поэтому называют крупными ледяными полями такие, которые имеют протяженность более двух километров. Мелкими ледяными полями называются льды протяженностью от 200 метров и до двух километров. Крупнобитый лед имеет 20— 200 метров, а мелкобитым называют ледяные поля менее 20 метров протяженностью.
В Северном Ледовитом океане и в водах Антарктики льды существуют постоянно. Совсем освобождается от льдов, (и то только летом, часть Баренцева и Гренландского морей, а также Белое море. Происходит значительное разрежение льдов в Сибирских -морях. В летнее время сокращается распространение льдов и в Антарктике. Кроме полярных (морей, льды имеются и во многих морях умеренной области. Но здесь они присутствуют только зимою.
На поверхности моря обычно не образуется оплошного ледяного .покрова, как это имеет место на озерах. Ветер и волны легко взламывают льды. Поэтому льды находятся всегда в движении, как говорят моряки, — льды дрейфуют. Этот дрейф зависит главным образом от действия ветра. Выяснилось, что направление дрейфа льдов в Полярном бассейне идет таким образом, что область повышенного давления атмосферы находится справа по движению и лед дрейфует на 28° вправо от направления ветра. Скорость дрейфа льда в 50 раз меньше, чем скорость ветра, под действием которого он дрейфует. Исследования советских полярников над образованием льда и их дрейфа позволили В. Ю. Визе, Н. Н. Зубову и другим ученым разработать систему ледовых прогнозов. Теперь, плавая в полярных льдах, капитан заранее знает, какие ледовые условия его ожидают. Этому помогают советские полярные летчики, которые ведут систематически ледовую разведку.
Кроме льдов, образовавшихся от замерзания морской воды или вынесенных реками в океан, можно увидеть огромные ледяные горы — айсберги. Они — не морского происхождения. «Рождаются» айсберги от ледников, сползающих с горы в море. Достигнув берега, ледники первое время продолжают «ползти» и по дну моря. Постепенно, когда глубина возрастает настолько, что она становится близкой к толщине ледника, между нижней подошвой ледника и дном моря образуется слой воды. Тогда ледник как бы всплывает по поверхности моря. Чем дальше от берега, тем больше становится слой воды, тем больше подвергается край ледника воздействию волн. Появляются трещины, которые приводят к разлому края ледника, В страшном грохоте отламывается ледяная громада. Она несколько раз может перевернуться, пока уравновесится в воде. Оторвавшаяся ледяная масса начинает плыть.
Айсберги бывают пирамидальной, столообразной и других форм. Обычно высота пирамидального айсберга около 50 метров и длина немногим больше 100 метров, а столообразного — 30 метров высоты и до 500 метров длины. Встречаются и айсберги-гиганты. Наблюдали пирамидальные айсберги высотой более 500 метров, а столовые длиной в 170 километров. Объем айсбергов-гигантов превышает 500 кубических километров.
Размеры этих айсбергов и ледяных островов нас не должны удивлять. Толщина ледников, например, в Гренландии превышает «в некоторых местах 3 километра! Много айсбергов образуется за счет ледников, расположенных на берегах, на островах Канадского архипелага, на Шпицбергене, Земле Франца-Иосифа, Новой Земле, Северной Земле. Еще больше айсбергов порождают громадные ледники Антарктиды. На континенте они занимают площадь более 11 миллионов квадратных километров и около 3 миллионов квадратных километров сплошного ледяного припая, «висящего» над дном. Наиболее обширный ледяной барьер Росса тянется более чем на 750 километров. Его отвесная ледяная стена возвышается над уровнем моря на 30—40 метров, а под водой лед уходит на глубину около 200 метров. Для Антарктики особенно характерны столообразные айсберги, образовавшиеся из ледников, «текущих» в пологих долинах.
Подводная масса айсберга так велика, что можно наблюдать, как громадная гора, словно ледокол, прокладывает себе путь среди ледяных полей. Она движется не столько под действием ветра, сколько под действием подводных течений, часто располагающихся на глубинах порядка 100 метров. Такая ледяная гора может идти против ветра и может ломать ледяные поля, дрейфующие по ветру.
Кроме айсбергов встречаются и «ледяные острова». Они так велики, что существуют десятилетиями, пока их не вынесет в теплые воды. Многие из них имеют площадь в десятки и даже сотни квадратных километров.
Ледяные острова — это громадной площади массивы так называемого шельфового льда, оторвавшиеся от грандиозного припая, окружающего некоторые места арктического и антарктического берега. На севере такой мощный припай особенно распространен в Канадском архипелаге. В образовании шельфового льда большое значение имеют сползающие с берега ледники, особенно в глубине заливов. Задерживаясь в виде припая на многие годы и даже десятилетия, эти льды увеличиваются в толщину за счет замерзания воды снизу и за счет намерзания снега сверху. Рост припая идет все время под воздействием грохочущих волн прибоя, приливов и отливов, на него давят с невероятной силой окружающие льды во время сжатия. В результате на поверхности припая образуются характерные гряды ледяных валов. С берега на припай поступает много камней, песка, почвы, дерновинки растений и кустарник. Когда под действием прилива или ураганного ветра оторвется кусок припая от берега, он действительно имеет вид острова. Особенно, если иметь в виду громадную его величину и толщину, достигающую до 70 метров.
Советские полярники установили путь дрейфа наиболее крупных ледяных островов, образующих у берегов Земли Эльсмира. Они дрейфуют в направлении по часовой стрелке, описывая громадный круг. Первоначально ледяные острова двигаются вдоль Канадского архипелага, затем через море Бофорта, над островом Врангеля их путь идет к Северному полюсу, потом они двигаются к западной части Гренландии и северным берегам Канадских островов.
Исследования путей движения ледяных островов, проведенные советскими полярниками, позволили разрешить загадку «легендарных земель», долгие годы волновавшую географов. Так, Яков Санников в 1811 году видел с Новосибирских островов какую-то землю. С тех пор район «земли Санникова» неоднократно обследовался, но подтверждения наличия этой земли не имелось. Видели различные «земли» и другие полярники. Их наблюдениям можно было доверять, в силу этого создавались различные гипотезы о том, что эти земли состояли изо льда, который с потеплением климата растаял. Эти теории долгое время господствовали, Пока накопленный советскими полярниками опыт не позволил В. Ф. Бурханову доказать, что «легендарные» земли были ледяными островами, некоторые из них, пройдя на мелкое место, могли на долгие годы остановиться на одном месте, затем в силу различных причин «сняться» и поплыть далее. То, что многие видели на этих ледяных островах гряды камней, почву, кочки с растительностью, птиц, не должно нас удивлять. Это остатки их берегового происхождения. Неприхотливая полярная растительность может легко укорениться даже в почве на льдах.
Льды влияют на многие стороны жизни моря. Они затрудняют проникновение света в море. Поэтому вегетационный период в полярных морях очень короток — всего 2—3 месяца. Жизнь тюленей, моржей и белых медведей тесно связана со льдами. В Антарктике некоторые виды животных живут тоже на льдах.
На льдах живут микроскопические водоросли — Сферелля нивалис. Они придают льду коричневый цвет. В местах их скопления лед тает быстрее. Наблюдая это, поморы стали сыпать золу и песок на лед в целях ускорения таяния льда.
|
|
Читайте в рубрике «Вода океана»: |