Владимир Бардин - Еще одно путешествие на край земли

Особое внимание гляциологов привлекают процессы, протекающие на контакте льда с подледным ложем, со слоями атмосферы на поверхности, а в краевых частях ледника, сползающего в океан, — с водой. Не меньше усилий требует изучение внутреннего строения ледникового покрова. Ледниковая толща содержит в своих слоях богатейшую палеогеографическую информацию, проливающую свет на многие особенности окружающей среды и ее изменения. Однако получение этой информации сопряжено с немалыми трудностями, связанными прежде всего со сложностью извлечения глубинных образцов льда.

До недавнего времени с помощью шурфов и неглубоких буровых скважин исследовались лишь самые верхние горизонты ледникового покрова, в основном слои снежно-фирновой толщи, которая в центральных районах Антарктиды достигает максимальных значений — около 200 м. Проникновение дальше в глубь ледника оказалось технически сложной задачей из-за меняющейся с глубиной текучестью льда. Для бурения ледников советские инженеры сконструировали оригинальное оборудование — специальный термобур.

Бурение на советской станции Восток в центре Восточной Антарктиды обещает дать особенно важные научные результаты. Толщина ледника здесь около 4000 м, а климатические условия самые суровые на Земле, что усложняет работы. Пока удалось пройти около половины всей ледниковой толщи.

В слоях льда обнаруживаются космическая пыль, продукты вулканических извержений, споры растений. Изучение этих включений позволяет составить представление об особенностях атмосферной циркуляции, газовом составе атмосферы, ее загрязненности, в том числе о содержании радиоактивных элементов и т. д.

Интересные данные об изменениях температур на поверхности ледника в процессе накопления снежных осадков удается получить, изучая стабильные изотопы кислорода в образцах ледяного керна. Содержание этих изотопов зависит от температуры воздуха. Это позволяет не только выделять в толще льда и снега сезонные (летние и зимние) слои, но и устанавливать длительные, вековые колебания климата.

Сравнение результатов, полученных советскими учеными в Антарктиде и американскими в Гренландии, показало, что основные температурные изменения в центральных районах ледниковых щитов Антарктиды и Гренландии протекали одновременно. Этот интересный факт, однако, не дает права делать поспешные заключения о синхронных изменениях размеров ледников северного полушария и Антарктиды. Южнополярный ледниковый покров самый холодный в мире. Запасы холода в нем столь велики (средняя температура антарктического льда около —24 С), что он весьма устойчив к изменениям климата. Колебания температур, способные вызвать таяние или образование льда в полярных районах северного полушария, оказываются несущественными для Антарктиды.

Антарктическое оледенение — самое раннее оледенение Земли кайнозойской эры. Материковый ледниковый покров возник тут не менее 20 млн. лет назад. Это доказано изучением мощной толщи морских (айсберговых) осадков у берегов южнополярного континента. Воссоздание картины истории антарктического оледенения — задача особой сложности.

Исследование следов древней деятельности ледников на самом материке осложнено тем, что подавляющая часть поверхности антарктической суши покрыта современными льдами. Лишь на отдельных участках, свободных от ледникового покрова, в горных и прибрежных оазисах, обнаружены древние морены, свидетельствующие о колебаниях размеров антарктического оледенения. Изучение этих морен в различных районах материка показало, что гигантский ледниковый покров Восточной Антарктиды, достигнув несколько миллионов лет назад своего максимума, в дальнейшем сокращался, испытав в своем развитии несколько циклических колебаний. Оледенение Западной Антарктиды, развивающейся в несколько иных условиях (значительные территории ее подледного ложа лежат намного ниже уровня океана), было не столь стабильно и сформировалось позднее.

Хронологию событий ледниковой истории в Антарктиде установить особенно сложно. Естественные обнажения ледниковых отложений встречаются здесь крайне редко, к тому же в них, как правило, отсутствуют органические остатки, с помощью которых обычно удается получать возрастные датировки. Лишь в тех местах, где одновременно с развитием оледенения действовали вулканы, определение возраста лав, излившихся на ледниковые отложения, позволяет судить и о времени событий ледниковой истории. Такие результаты получены в Восточной Антарктиде только для отдельных горных оазисов Земли Виктории.

О том, как трудно восстанавливать далекое прошлое антарктического оледенения, косвенно свидетельствует то обстоятельство, что до сих пор мы недостаточно определенно представляем даже его нынешнюю эволюцию. Оценки происходящих изменений снежно-ледниковых масс современной Антарктиды весьма приблизительны. Скорее всего ледниковый покров находится сейчас в состоянии, близком к стабильному. Расход льда, который в Антарктиде происходит в основном за счет образования айсбергов, вполне компенсируется выпадающими осадками.

Не менее важно и интересно изучение южнополярной атмосферы, в которой протекают грандиозные по масштабам процессы. В приземных слоях они обусловлены резким контрастом между холодным ледниковым покровом и относительно теплыми водами Южного океана, а выше — особой активностью электромагнитных явлений, характерной для полярного района.

Данные ракетного зондирования, информация, полученная со спутников, позволили представить основные черты строения атмосферы южной полярной области до высоты 80 км. Сравнение их с соответствующими моделями для северного полушария выявили коренные различия в распределении всех метеорологических параметров. Эти факты — свидетельство асимметрии основных черт географической оболочки севера и юга нашей планеты.

Южнополярная область представляет особый интерес для изучения ионосферы и магнитосферы, широкого комплекса электромагнитных явлений, возникающих при движении нашей планеты в космическом пространстве. На Землю постоянно воздействуют разнообразные космические излучения, потоки протонов и электронов, так называемый солнечный ветер. Входя во взаимодействие с окружающими Землю защитными сферами, космические частицы вызывают различного рода геофизические возмущения, генерируют электрические токи. Это приводит к возникновению полярных сияний и магнитных бурь. Полярные районы — Мекка для геофизиков, изучающих магнитосферу Земли. В полярных областях располагаются магнитные и геомагнитные полюса. Здесь же обнаружены так называемые каспы — своего рода нейтральные воронки, где отсутствует магнитное поле. Через каспы космические излучения почти беспрепятственно достигают Земли. Антарктическая обсерватория Мирный часто попадает в область такой нейтральной воронки.