Антарктида: рельеф и климатические особенности

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

Антарктида: рельеф и климатические особенности

Это южная полярная область Земли, противоположная Арктике. Кроме материка Антарктиды она включает примыкающие к ней части Атлантического, Тихого и Индийского океанов и острова.

В Антарктиде нет ни лесов, ни рек, отсутствуют какие-либо географические зоны, кроме одной -- ледяной. Жизнь в Антарктиде существует в очень суровых условиях. На свободных ото льда участках суши встречаются лишь лишайники и мхи, микроводоросли и бактерии.

Территория Антарктиды делится на географические площади и области, открываемые годами ранее различными путешественниками. Область исследуемая и названная в честь открывателя (или других лиц) называется «земля».

Официальный список земель Антарктиды:

· Земля Королевы Мод

· Земля Уилкса

· Земля Виктории

· Земля Мэри Бэрд

· Земля Элсуэрта

Рельеф

Антарктида -- самый высокий континент Земли, средняя высота поверхности континента над уровнем моря составляет более 2000 м, а в центре континента достигает 4000 метров. Бомльшую часть этой высоты составляет постоянный ледниковый покров континента, под которым скрыт континентальный рельеф и лишь 0,3 % (около 40 тыс. кмІ) её площади свободны ото льда -- в основном в Западной Антарктиде и Трансантарктических горах: острова, участки побережья, т. н. «сухие долины» и отдельные гребни и горные вершины (нунатаки), возвышающиеся над ледяной поверхностью. Трансантарктические горы, пересекающие почти весь материк, делят Антарктиду на две части -- Западную Антарктиду и Восточную Антарктиду, имеющие различное происхождение и геологическое строение. На востоке находится высокое (наибольшее возвышение поверхности льда ~4100 м над уровнем моря) покрытое льдом плато. Западная часть состоит из группы гористых островов, соединённых между собой льдом. На тихоокеанском побережье расположены Антарктические Анды, высота которых превышает 4000 м; самая высокая точка континента -- 5140 м над уровнем моря -- массив Винсон в горах Элсуорт. В Западной Антарктиде находится и глубочайшая депрессия континента -- впадина Бентли, вероятно, рифтового происхождения. Глубина впадины Бентли, заполненной льдом, достигает 2555 м ниже уровня моря.

Ледниковый покров

Антарктический ледниковый покров является крупнейшим на нашей планете и превосходит ближайший по размеру гренландский ледниковый покров по площади приблизительно в 10 раз. В нём сосредоточено ~30 млн кмі льда, то есть 90 % всех льдов суши. Из-за тяжести льда, как показывают исследования геофизиков, континет просел, в среднем на 0,5 км, на что указывает и его относительно глубокий шельф. Ледниковый покров в Антарктиде содержит около 80% всех пресных вод планеты, если он полностью растает уровень Мирового океана повысится почти на 60 метров (для сравнения: если бы растаял гренландский ледяной щит, уровень океана бы повысился всего на 8 метров).

Ледниковый щит имеет форму купола с увеличением крутизны поверхности к побережью, где он во многих местах обрамлён шельфовыми ледниками. Средняя толщина слоя льда -- 2500--2800 м, достигающая максимального значения в некоторых районах Восточной Антарктиды -- 4800 м. Накопление льда на ледниковом покрове приводит, как и в случае других ледников, к течению льда в зону абляции (разрушения), в качестве которой выступает побережье континента; лёд откалывается в виде айсбергов. Годовой объём абляции оценивается в 2500 кмі.

Особенностью Антарктиды является большая площадь шельфовых ледников (низкие (голубые) области Западной Антарктиды), которая составляет ~10 % от площади, возвышающейся над уровнем моря; эти ледники являются источниками айсбергов рекордных размеров, значительно превосходящих размеры айсбергов выводных ледников Гренландии; так, например, в 2000 году от шельфового ледника Росса откололся наибольший известный на данный момент (2005 год) айсберг B-15 площадью свыше 10 тыс. кмІ. В зимний период (лето в Северном полушарии) площадь морских льдов вокруг Антарктиды увеличивается до 18 млн кмІ, а в летний убывает до 3--4 млн кмІ.

Ледниковый покров Антарктиды сформировался около 14 млн лет назад, чему способствовал, по-видимому, разрыв перемычки, соединяющей Южную Америку и Антарктический полуостров, что привело, в свою очередь, к формированию антарктического циркумполярного течения (течения Западных Ветров) и изоляции приантарктических вод от Мирового океана -- эти воды составляют так называемый Южный океан.

Геологическое строение Восточной Антарктиды

Восточная Антарктида представляет собой древнюю докембрийскую континентальную платформу (кратон), сходную с платформами Индии, Бразилии, Африки и Австралии. Все эти кратоны образовались при распаде суперконтинента Гондваны. Возраст пород кристаллического фундамента составляет 2,5--2,8 млрд лет, самые древние породы Земли Эндерби -- более 3 млрд лет.

Фундамент покрыт более молодым осадочным чехлом, сформировавшимся 350--190 млн лет назад, в основном морского происхождения. В слоях с возрастом 320--280 млн лет присутствуют ледниковые отложения, однако более молодые содержат ископаемые остатки растений и животных, в том числе ихтиозавров, что свидетельствует о сильном отличии климата того времени от современного. Находки теплолюбивых пресмыкающихся и папоротниковой флоры были сделаны первыми исследователями Антарктиды и послужили одним из веских доказательств широкомасштабных горизонтальных движений плит, подтверждающим концепцию тектоники плит.

Сейсмическая активность. Вулканизм

Антарктида является тектонически спокойным континентом с малой сейсмической активностью, проявления вулканизма сосредоточены в Западной Антарктике и связаны с Антарктическим полуостровом, возникшим в ходе Андского периода горообразования. Некоторые из вулканов, особенно островные, извергались в последние 200 лет. Самый активный вулкан Антарктиды -- Эребус. Его называют «вулкан, сторожащий путь к Южному полюсу».

Климат

Антарктида отличается крайне суровым холодным климатом. В Восточной Антарктиде на советской антарктической станции Восток 21 июля 1983 года зарегистрирована самая низкая температура воздуха на Земле за всю историю метеорологических измерений: 89,2 градуса ниже нуля. Район считается полюсом холода Земли.

Другой особенностью метеорологии Восточной Антарктиды являются стоковые (катабатические) ветры, обусловленные её куполообразным рельефом. Эти устойчивые ветра южных направлений возникают на достаточно крутых склонах ледникового щита вследствие охлаждения слоя воздуха у поверхности льда, плотность приповерхностного слоя повышается, и он под действием силы тяжести стекает вниз по склону. Толщина слоя стока воздуха составляет обычно 200--300 м; из-за большого количества ледяной пыли, несомой ветром, горизонтальная видимость при таких ветрах очень низка. Сила стокового ветра пропорциональна крутизне склона и наибольших значений достигает на прибрежных районах с высоким уклоном в сторону моря. Максимальной силы стоковые ветра достигают антарктической зимой -- с апреля по ноябрь они дуют почти непрерывно круглые сутки, с ноября по март -- в ночные часы или когда Солнце находится низко над горизонтом. Летом в дневные часы благодаря прогреву приповерхностного слоя воздуха солнцем стоковые ветры у побережья прекращаются.

Данные по изменениям температуры с 1981 по 2007 годы показывают, что температурный фон в Антарктиде менялся неравномерно. Для Западной Антарктиды в целом наблюдается повышение температуры, тогда как для Восточной Антарктиды потепления не обнаружено, и даже отмечен некоторый спад. Маловероятно, что в XXI веке процесс таяния ледников Антарктиды существенно усилится. Наоборот, ожидается, что с ростом температуры возрастёт количество снега, выпадающего на Антарктический ледниковый покров. Однако в связи с потеплением возможно более интенсивное разрушение шельфовых ледников и ускорение движения выводных ледников Антарктиды, выбрасывающих лёд в Мировой океан.

Внутренние воды

В связи с тем, что не только среднегодовые, но и на большинстве территории даже летние температуры в Антарктиде не превышают нуля градусов, осадки там выпадают только в виде снега (дождь -- крайне редкое явление). Он образует ледниковый (снег спрессовывается под собственным весом) покров толщиной более 1700 м, местами достигающий 4300 м. В антарктических льдах сконцентрировано около 80 % всей пресной воды Земли. Тем не менее, в Антарктиде существуют озёра, а в летнее время и реки. Питание рек ледниковое. Благодаря интенсивной солнечной радиации, обусловленной исключительной прозрачностью воздуха, таяние ледников происходит даже при незначительной отрицательной температуре воздуха. На поверхности ледника, зачастую на значительном удалении от побережья, образуются ручьи талой воды. Наиболее интенсивное таяние происходит вблизи оазисов, рядом с нагревающимся на солнце каменистым грунтом. Поскольку все ручьи питаются за счёт таяния ледника, то их водный и уровенный 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, причём 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. Иногда почти постоянные позёмки и частые метели перекрывают русла ручьёв ещё до того, как прекратится сток, и тогда ручьи текут в ледяных туннелях, совершенно незаметных с поверхности. Как и трещины в ледниках, они опасны, так как тяжёлые машины могут провалиться в них. Если снежный мост недостаточно прочен, он может провалиться и под тяжестью человека. Речки антарктических оазисов, протекающие по грунту, обычно не превышают длины нескольких километров. Самая крупная -- р. Оникс, более 20 км длиной. Реки существуют только в летнее время.

Антарктические озёра не менее своеобразны. Иногда они выделяются в особый, антарктический тип. Располагаются они в оазисах или сухих долинах и почти всегда покрыты толстым слоем льда. Тем не менее, в летний период вдоль берегов и в устьях временных водотоков образуется полоса открытой воды несколько десятков метров шириной. Зачастую, озёра стратифицированы. У дна наблюдается слой воды с повышенной температурой и солёностью, как, например, в озере Ванда. В некоторых небольших бессточных озёрах концентрация соли значительно повышена и они могут быть полностью свободными ото льда. Например, оз. Дон Жуан с высокой концентрацией в его водах хлорида кальция, замерзает только при очень низких температурах. Антарктические озёра невелики, только некоторые из них крупнее 10 кмІ (озеро Ванда, озеро Фигурное). Наиболее крупное из антарктических озер -- озеро Фигурное в оазисе Бангера. Причудливо извиваясь среди холмов, оно тянется на 20 километров. Площадь его равна 14,7 кмІ, а глубина превышает 130 метров. Самое глубокое -- озеро Радок, его глубина достигает 346 м.

Есть на побережье Антарктиды озера, образовавшиеся в результате подпора воды снежниками или небольшими ледничками. Вода в таких озерах накапливается иногда в течение нескольких лет до тех пор, пока уровень ее не поднимется до верхнего края естественной плотины. Тогда излишки воды начинают вытекать из озера. Образуется русло, которое быстро углубляется, расход воды возрастает. По мере углубления русла уровень воды в озере падает и оно сокращается в своих размерах. Зимой обсохшее русло заносится снегом, который постепенно уплотняется, и естественная плотина восстанавливается. В следующий летний сезон озеро снова начинает наполняться талыми водами. Проходит несколько лет, пока озеро не наполнится и его воды опять не прорвутся в море.

Сравнивая Антарктиду с другими материками, можно отметить, что на Южном полярном материке совершенно отсутствуют заболоченные участки. Однако в прибрежной полосе есть 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 болота. Глубина таких «болот» чаще всего незначительная -- не более метра. Сверху они бывают покрыты тонкой ледяной коркой. Как и настоящие болота, они порой непроходимы даже для гусеничного транспорта: попавший в такое место трактор или вездеход, увязнув в снежно-водяной каше, без посторонней помощи не выберется.

В 1990-х годах российскими учёными было обнаружено подледниковое незамерзающее озеро Восток -- крупнейшее из антарктических озёр, имеющее длину 250 км и ширину 50 км; озеро вмещает около 5400 тыс. кмі воды.

В январе 2006 года геофизики Робин Белл и Майкл Штудингер из американской геофизической обсерватории Ламонт-Догерти обнаружили второе и третье по размерам подледниковые озёра, площадью 2000 кмІ и 1600 кмІ соответственно, расположенные на глубине около 3 км от поверхности континента. Они сообщили, что это можно было бы сделать раньше, если бы данные советской экспедиции 1958--1959 годов были проанализированы более тщательно. Кроме этих данных, были использованы данные спутников, показания радаров и замеры силы притяжения на поверхности континента.

Всего на 2007 год в Антарктике обнаружено более 140 подледниковых озёр.

Органический мир

Биосфера в Антарктиде представлена на четырёх «аренах жизни»: прибрежные острова и льды, прибрежные оазисы на материке (например, «оазис Бангера»), арена нунатаков (гора Амундсена возле Мирного, гора Нансена на Земле Виктории и др.) и арена ледникового щита.

Растения и животные наиболее распространены в приморской полосе. Наземная растительность на лишённых льда участках существует в основном в виде различных видов мхов и лишайников и сплошного покрова не образует (антарктические мохово-лишайниковые пустыни).

Антарктические животные полностью зависят от прибрежной экосистемы Южного океана: из-за скудости растительности все сколь-либо значимые пищевые цепи прибрежных экосистем начинаются в водах, окружающих Антарктику. Антарктические воды особенно богаты зоопланктоном, в первую очередь крилем. Криль прямо или опосредованно является основой цепи питания многих видов рыб, китообразных, кальмаров, тюленей, пингвинов и других животных; полностью сухопутные млекопитающие в Антарктиде отсутствуют, беспозвоночные представлены примерно 70 видами членистоногих (насекомых и паукообразных) и нематодами, обитающими в почвах.

Из наземных животных обитают тюлени (Уэдделла, тюлени-крабоеды, морские леопарды, Росса, морские слоны) и птицы (несколько видов буревестниковых (антарктический, снежный), два вида поморников, полярная крачка, пингвины Адели и императорские пингвины).

В пресноводных озёрах материковых прибрежных оазисов -- «сухих долин» -- существуют олиготрофные экосистемы, населённые сине-зелёными водорослями, круглыми червями, веслоногими рачками (циклопами) и дафниями, птицы же (буревестники и поморники) залетают сюда эпизодически.

Для нунатаков характерны лишь бактерии, водоросли, лишайники и сильно угнетённые мхи, на ледниковый щит изредка залетают только поморники, следующие за людьми.

Существует предположение о наличии в подледниковых озёрах Антарктиды, таких как озеро Восток, крайне олиготрофных экосистем, практически изолированных от внешнего мира.

В 1994 году учёные передали сообщение о быстром увеличении числа растений в Антарктике, что выглядит подтверждением гипотезы о глобальном потеплении климата на планете.

Антарктический полуостров с прилегающими островами имеет самые благоприятные на материке климатические условия. Именно здесь произрастают два вида встречающихся в регионе цветковых растений -- луговик антарктический и колобантус кито.

Статус Антарктиды

В соответствии с конвенцией об Антарктике, подписанной 1 декабря 1959 года и вступившей в силу 23 июня 1961 года, Антарктида не принадлежит ни одному государству. Разрешена только научная деятельность.

Размещение военных объектов, а также заход боевых кораблей и вооружённых судов южнее 60-го градуса южной широты запрещены.

В 1980-е годы Антарктиду объявили ещё и безъядерной зоной, что исключило появление в её водах судов-атомоходов, а на материке -- атомных энергоблоков.

Сейчас участниками договора являются 28 государств (с правом голоса) и десятки стран-наблюдателей.

История изучения континента

Первое судно, пересёкшее Южный полярный круг, принадлежало голландцам; им командовал Дирк Гееритц, плававший в эскадре Якова Магю. В 1559 году в Магеллановом проливе судно Гееритца после шторма потеряло из виду эскадру и пошло на юг. Когда оно спустилось до 64° ю. ш., там была обнаружена высокая земля. В 1675 году Ла Рошем открыл Южную Георгию; в 1739 году был открыт остров Буве; в 1772 году в Индийском океане Ив-Жозеф Керглен, французский морской офицер, открыл остров, названный его именем.

Почти одновременно с плаванием Керглена из Англии отправился в первое своё путешествие в Южное полушарие Джеймс Кук, и уже в январе 1773 года его суда «Adventure» и «Resolution» пересекли Южный полярный круг на меридиане 37°33? в. д. После тяжёлой борьбы со льдами он достиг 67°15? ю. ш., где был вынужден повернуть к северу. В декабре 1773 Кук снова отправился в южный океан, 8 декабря пересёк его и на параллели 67°5? ю. ш. был затёрт льдами. Высвободившись, Кук пошёл далее на юг и в конце января 1774 года достиг 71°15? ю. ш., к ЮЗ от Огненной Земли. Здесь непроницаемая стена льдов помешала ему идти далее. Кук одним из первых достиг южно-полярных морей и, встретив в нескольких местах сплошной лёд, объявил, что далее его проникнуть нельзя. Ему поверили и в течение 45 лет полярных экспедиций не предпринимали.

Первое географическое открытие земли южнее 60° ю.ш. (современная «политическая Антарктика», управляемая системой Антарктического договора) совершил английский купец Вильям Смит, наткнувшийся на остров Ливингстон, Южные Шетландские острова, 19 февраля 1819 года.

В 1819 году русские моряки Ф. Ф. Беллинсгаузен и М. П. Лазарев на военных шлюпах «Восток» и «Мирный», посетили Южную Георгию и попытались проникнуть в глубь Южного Ледовитого океана. В первый раз, 28 января 1820 года, почти на меридиане Гринвича, они достигли 69°21? ю. ш. и открыли собственно современную Антарктиду; затем, выйдя за пределы полярного круга, Беллинсгаузен прошёл вдоль него на восток до 19° в. д., где снова его пересёк и достиг в феврале 1820 года опять почти той же широты (69°6?). Далее на восток он поднялся только до 62° параллели и продолжил свой путь вдоль окраины плавучих льдов. Затем, на меридиане островов Баллени, Беллинсгаузен дошёл до 64°55?, в декабре 1820 достиг 161° з. д., прошёл Южный полярный круг и достиг 67°15? ю. ш., а в январе 1821 года достиг 69°53? ю. ш. Почти на меридиане 81° он открыл высокий берег острова Петра I, а пройдя ещё на восток, внутри Южного полярного круга -- берег Земли Александра I. Таким образом, Беллинсгаузен первый совершил полное плавание вокруг Антарктиды на широтах от 60° до 70°.

После этого началось изучение побережья континента и его внутренней части. Многочисленные исследования были проделаны английскими экспедициями под руководством Эрнеста Шеклтона (о них он написал книгу «В сердце Антарктики»). В 1911--1912 годах между экспедицией норвежского исследователя Руаля Амундсена и экспедицией англичанина Роберта Скотта развернулась настоящая гонка за покорение Южного полюса. Первым Южного полюса достигли Амундсен, Олаф Бьяланд, Оскар Вистинг, Хелмер Хансен и Сверре Хассель; через месяц после него в заветную точку прибыла партия Скотта, которая погибла на обратном пути.

С середины XX века началось изучение Антарктиды на промышленной основе. На континенте разными странами создаются многочисленные постоянные базы, круглый год ведущие метеорологические, гляциологические и геологические исследования. 14 декабря 1958 года третья советская антарктическая экспедиция, возглавляемая Евгением Толстиковым, достигла Южного полюса недоступности и основала там временную станцию «Полюс недоступности».

Население

Суровый климат Антарктиды препятствует, её заселению. В настоящее время в Антарктиде нет постоянного населения, здесь расположены несколько десятков научных станций на которых в зависимости от сезона живёт от 4000 человек (русские 150) летом и около 1000 летом (русские ок. 100)

· Антарктида -- последний ресурсный резерв человечества, это последнее место, где человечество сможет добывать минеральное сырье после его исчерпания на пяти обжитых континентах. Геологи установили, что недра Антарктиды содержат значительное количество полезных ископаемых -- железные руды, каменный уголь, найдены следы руд меди, никеля, свинца, цинка, молибдена, встречены горный хрусталь, слюда, графит^[6].

· Наблюдения за климатическими и метеорологическими процессами на континенте, который, подобно Гольфстриму в Северном полушарии, является климатообразующим фактором для всей Земли.

· Антарктида -- это около 80 % мировых запасов пресной воды.

· В Антарктиде изучаются воздействия космоса и процессы, происходящие в земной коре.

· Гляциология, изучающая ледниковый покров, уже сегодня приносит серьёзные научные результаты, информируя нас о том, какой была Земля сто, тысячу, сотни тысяч лет назад. В ледниковом покрове Антарктиды оказались «записаны» данные о климате и составе атмосферы за последние сто тысяч лет. По химическому составу различных слоёв льда определяют уровень солнечной активности на протяжении последних нескольких столетий.

· Антарктида предоставляет уникальный шанс увидеть и изучить микроорганизмы, жившие миллионы лет назад (см.: Восток (озеро)).

· Антарктические базы, особенно российские, расположенные по всему периметру континента, дают идеальные возможности для отслеживания сейсмологической активности по всей планете.

· На антарктических базах проходят тестирование технологии, которые в будущем планируется использовать для исследования, освоения и колонизации Луны и Марса

Антарктида с точки зрения туриста