Антарктида

Площадь Антарктиды 13 975 тыс. км² (вместе с шельфовыми ледниками и присоединёнными к материку островами и ледниковыми куполами общей площадью 1582 тыс. км² ), площадь с шельфом (материковой отмелью) 16 355 тыс. км² . Антарктида находится в пределах антарктического пояса. Береговая линия общей протяжённостью свыше 30 тыс. км в восточной части слабо расчленена и проходит близ линии полярного круга; в западной части – более изрезана. Берега почти повсеместно представляют собой ледниковый обрыв высотой несколько десятков метров. В сторону Южной Америки вытянут узкий Антарктический полуостров, северная оконечность которого, мыс Прайм-Хед (63°05´ ю. ш.), – самая северная точка Антарктиды. Это самый высокий материк на Земле (средняя высота 2350 м, средняя высота суши Земли около 900 м), т. к. сложен в основном льдом, который почти втрое легче горных пород. Средняя высота коренной подлёдной поверхности около 400 м, высшая точка Антарктиды – гора Винсон (высота до 5140 м).

Постоянного населения в Антарктиде нет. На материке и прибрежных островах действуют Антарктические научные станции, на некоторых из них (например, на чилийских) оборудованы посёлки для длительного проживания (в том числе женщин и детей). В 2020 г. в Антарктиде работали 6 российских круглогодично действующих станций («Новолазаревская», «Мирный», «Восток», «Беллинсгаузен», «Прогресс», «Молодёжная»).

Первая православная церковь в Антарктиде построена на о. Ватерлоо (Южные Шетландские острова) недалеко от российской станции «Беллинсгаузен» по благословению святейшего патриарха Алексия II. 15-метровый храм из кедра и лиственницы, вмещающий до 30 человек, освящён во имя Святой Троицы 15 февраля 2004 г. Церковь Святой Троицы – самый южный храм в мире – является Патриаршим подворьем Троице-Сергиевой лавры. Неподалёку находятся часовни Святого Иоанна Рыльского на болгарской станции «Святой Климент Охридский» и Святого равноапостольного князя Владимира на украинской станции «Академик Вернадский».

Правовое положение Антарктиды регулируется международным Договором об Антарктике^[1] 1959 г.

Бо́льшая часть Антарктиды представляет собой обширное ледниковое плато (высота свыше 3000 м). По особенностям рельефа (коренного и ледяного) и геологического строения различают Восточную Антарктиду и Западную Антарктиду, разделённые Трансантарктическими горами. Рельеф коренной (подлёдной) поверхности Восточной Антарктиды характеризуется чередованием высокогорных поднятий и глубоких впадин, самая глубокая из которых располагается к югу от берега Нокса.

Основные поднятия в центральной части Восточной Антарктиды: горы Гамбурцева и горы Вернадского, достигающие подо льдом высоты 3390 м. Частично перекрыты льдом Трансантарктические горы (высота до 4530 м, гора Керкпатрик). Советское плато (высота до 4004 м) к северу понижается, образуя широкую Долину МГГ, названную в честь Международного геофизического года (1957–1958). Вдоль побережья тянутся горные хребты Земли Королевы Мод, Принс-Чарльз и др.

Рельеф Западной Антарктиды значительно ниже, но более сложен. Многие хребты и вершины (т. н. нунатаки) в глубине Антарктиды и вдоль побережья выходят на дневную поверхность, особенно на Антарктическом п-ове. Поблизости от хребта расположена самая глубокая впадина подлёдного рельефа –2555 м. Антарктида – область обширного материкового оледенения. Под воздействием ледниковой нагрузки земная кора Антарктиды прогнулась в среднем на 0,5 км, что стало причиной аномального (по сравнению с другими материками) положения шельфа, опускающегося здесь до глубины 500 м.

Средняя толщина ледникового покрова около 1800 м, максимальная свыше 4000 м. Общий объём льда свыше 25 млн км³ , более 90 % запасов пресной воды на Земле. Антарктический ледниковый покров асимметричен по отношению к географическому полюсу, но симметричен своему центру – Полюсу относительной недоступности (86°06′ ю. ш. и 54°58′ в. д.), который находится на высоте 3720 м в 660 км от Южного полюса. В центральной части материка придонные слои льда близки к температуре таяния. В депрессиях коренного рельефа скапливается вода и возникают подлёдные озёра; крупнейшее – Восток (длина 260 км, ширина до 50 км, толща воды достигает 600 м) находится в районе станции «Восток». Плоская центральная часть ледникового плато на высоте 2200–2700 м переходит в склон, отвесно обрывающийся в сторону моря. Здесь ледниковый покров дифференцируется. В понижениях рельефа формируются выводные ледники (Ламберта, Нинниса, Мерца, Скотта, Денмена и др.), движущиеся внутри материкового ледникового покрова со значительными скоростями.

Концы выводных ледников часто выходят в море, где держатся на плаву. Они представляют собой плоские ледяные плиты (толщиной до 700 м), опирающиеся в отдельных местах на поднятия морского дна. Крупнейший – шельфовый ледник Росса (около 473 тыс. км² ).

Горные ледники встречаются в горных районах с расчленённым коренным рельефом, главным образом вокруг моря Росса, где достигают в длину 100–200 км, а в ширину 10–40 км. Ледниковый покров питается за счёт атмосферных осадков, которых на всей площади за год накапливается около 2300 км³ . Расход льда происходит главным образом вследствие откола айсбергов. Таяние и сток невелики. Баланс вещества (льда) в ледниковом покрове большей частью исследователей принимается близким к нулю. Со 2-й половины 20 в. в Восточной Антарктиде масса льда увеличивается, что, по-видимому, замедляет наблюдаемый подъём уровня Мирового океана.

В тектоническом строении Антарктиды выделяются Восточно-Антарктическая древняя платформа (кратон), Трансантарктический (Росский) раннепалеозойский складчатый пояс и складчатый пояс Западной Антарктиды.

Восточно–Антарктическая платформа являлась фрагментом суперконтинента Гондвана, распавшегося в мезозое, и имеет площадь более 8 млн км² . Занимает бо́льшую часть Восточной Антарктиды. Фундамент платформы, выступающий на поверхность вдоль побережий материка, сложен глубокометаморфизованными породами архея: ортогнейсами с подчинёнными первично осадочными и вулканическими образованиями. Древнейшие на Земле комплексы (около 4 млрд лет) выявлены на Земле Эндерби, в горах Принс-Чарльз. Среднеархейские породы (3,2–2,8 млрд лет) распространены в западной части Земли Королевы Мод, в районе ледника Денмена. Ранне- и среднеархейскиие образования были вторично деформированы в позднем архее (2,5 млрд лет назад). Процессы раннепротерозойской тектонотермальной переработки проявлены на Земле Адели, Земле Уилкса, оазисе Вестфолл и др. Породы, испытавшие метаморфизм гранулитовой фации 1,3–1,0 млрд лет назад (в эпоху гренвильского тектогенеза), формируют Вегенер-Моусоновский подвижный пояс (на восточном побережье моря Уэдделла). В вендско-кембрийское время (600–500 млн лет назад) фундамент платформы вновь подвергся тектонотермальной переработке. С конца протерозоя локально в понижениях начал накапливаться осадочный чехол, который в девоне стал общим для платформы и Трансантарктического пояса. Последний сложен в основном сланцево-граувакковым флишем пассивной окраины древнего Восточно-Антарктического континента. Главная фаза деформаций – бирдморский орогенез на границе рифея и венда (650 млн лет назад). Венд-кембрийские мелководные карбонатно-терригенные отложения испытали заключительную фазу деформаций (росский орогенез) в позднем кембрии. В девоне началось общее погружение Росского пояса и древней платформы с отложением мелководных песчаных осадков. В карбоне развивалось покровное оледенение. В перми накапливались угленосные толщи (до 1300 м). В ранней – средней юре произошла вспышка платобазальтового вулканизма, когда при распаде суперконтинента Гондвана Антарктида отделилась от Африки и Индостана. В мелу прервалась связь с Австралией, в континентальных условиях начал накапливаться постгондванский чехол. В позднем палеогене Антарктида отделилась от Южной Америки и была охвачена оледенением, которое в середине неогена стало покровным.

Западная Антарктида состоит из нескольких блоков (террейнов), сложенных образованиями различного возраста и тектонической природы, которые объединились сравнительно недавно, сформировав фанерозойский складчатый пояс Западной Антарктиды. Выделяют террейны: раннесреднепалеозойский (северной части Земли Виктории), среднепалеозойско-раннемезозойский (Земли Мэри Бэрд) и мезозойско-кайнозойский (Антарктического п-ова, или Антарктанды). Последний представляет собой продолжение Южно-Американских Кордильер. Террейн гор Элсуэрт и Уитмор занимает пограничное положение между складчатыми поясами Западной Антарктиды и Росским; имеет докембрийский фундамент, перекрытый деформированными комплексами палеозоя. Структуры складчатого пояса Западной Антарктиды частично перекрыты осадочным чехлом молодой платформы. Моря Росса и Уэдделла являются развивающимися звеньями Западно-Антарктической мезозойско-кайнозойской (постгондванской) рифтовой системы, заполненной осадками (до 10–15 тыс. м). Под шельфовым ледником моря Росса, на Земле Мэри Бэрд и Земле Виктории выявлены мощные кайнозойские щёлочно-базальтовые вулканиты (траппы). В неоген-четвертичное время на восточном плече рифтовой системы (у берегов Земли Виктории) образовались вулканические конусы Эребус (действующий), Террор (потухший). В голоцене происходит общее поднятие материка, на что указывает наличие древних береговых линий и террас с остатками морских организмов.

Выявлены месторождения каменного угля (район мыса Содружества) и руд железа (горы Принс-Чарльз), а также проявления руд хрома, титана, меди, молибдена, бериллия. Известны жилы горного хрусталя. Отмечаются газопроявления в скважинах. Предполагается, что в недрах Антарктиды подо льдом заключены крупные запасы руд золота, платины, олова, никеля, редкоземельных элементов, алмазов и других полезных ископаемых.

Для Антарктиды и прилегающих океанических пространств южной полярной области характерен самый суровый и сухой на земном шаре антарктический климат. Несмотря на то что в Центральной Антарктиде в течение нескольких зимних месяцев продолжается полярная ночь, годовая суммарная радиация приближается к годовой суммарной радиации экваториальной зоны: станция «Восток» – 5 ГДж/м² , или 120 ккал/м² , а летом достигает очень больших значений – до 1,25 ГДж/м² в месяц, или 30 ккал/м² в месяц. До 90 % приходящего тепла отражается снежной поверхностью, и только 10 % идёт на её нагревание. Поэтому радиационный баланс Антарктиды отрицательный, а температура воздуха очень низкая. Климат центральной части материка резко отличается от климата плато, его склона и побережья. На плато постоянны сильные морозы при ясной погоде и слабом ветре. Средние температуры зимних месяцев от –60 до –70 °С; минимальная температура на станции «Восток», измеренная 21 июля 1983 г., достигала –89,2 °С. На ледниковом склоне часты резкие стоковые ветры и сильные метели; средние температуры от –30 до –50 °С. В узкой прибрежной зоне средние температуры зимой от –8 до –35°С, летом (самый тёплый месяц – январь) от 0 до 5 °С. Стоковые ветры на побережье достигают больших скоростей (в среднем за год до 12 м/с), а при слиянии с циклонами нередко превращаются в ураганные (до 50–60, а иногда до 90 м/с). Из-за преобладания нисходящих потоков относительная влажность воздуха 60–80 %, на побережье и в оазисах до 20 %, а иногда и до 5 %. Облачность незначительна. Осадки почти исключительно в виде снега: от 20–50 в центре до 600–900 мм в год на побережье. В Антарктиде отмечено заметное потепление климата. В Западной Антарктиде идёт интенсивное разрушение шельфовых ледников с откалыванием гигантских айсбергов. Своеобразны антарктические озёра, главным образом в прибрежных антарктических оазисах. Многие из них бессточны, с повышенной солёностью вод, вплоть до горько-солёных. Некоторые озёра даже летом не освобождаются от ледяного покрова. Характерны озёра-лагуны, лежащие между прибрежными скалами и шельфовым ледником, под которым происходит их связь с морем. Некоторые озёра находятся в горах на высоте до 1000 м (оазисы Тейлора, массив Вольтат на Земле Королевы Мод и Виктории на Земле Виктории).

Вся Антарктида с прибрежными островами расположена в зоне антарктических пустынь, что объясняет крайнюю бедность растительного и животного мира. В горах прослеживается высотная поясность ландшафтов. В низкогорье, охватывающем побережье с шельфовыми ледниками, оазисы и нунатаки, сосредоточена почти вся органическая жизнь.

Наиболее типичные обитатели Антарктиды – пингвины: императорский, королевский, Адели. В среднегорье (до высоты 3000 м) на скалах, прогревающихся летом, местами растут лишайники и водоросли; встречаются бескрылые насекомые. Выше 3000 м признаки растительной и животной жизни почти не встречаются.

Открытие Антарктиды как материка принадлежит русской кругосветной военно-морской экспедиции под руководством Ф. Ф. Беллинсгаузена и М. П. Лазарева, которые на шлюпах «Восток» и «Мирный» подошли к Антарктиде (16)28 января 1820 г. Русская экспедиция открыла о. Петра I, Землю Александра I и несколько островов в группе Южные Шетландские о-ва. В 1820–1821 гг. английский и американский зверопромысловые суда (под руководством Э. Брансфилда и Н. Палмера) находились вблизи Антарктического п-ова (Земля Грейама). Плавание вокруг Антарктиды и открытие Земли Эндерби, островов Аделейд и Биско совершил в 1831–1833 гг. английский мореплаватель Дж. Биско. В 1837–1843 гг. в Антарктиде побывали три научные экспедиции: французская (Ж. Дюмон-Дюрвиль), американская (Ч. Уилкс) и английская (Дж. К. Росс). Первая открыла Землю Луи Филиппа, о. Жуэнвиля (Жуанвиль), Землю Адели и берег Клари (впервые высадилась на прибрежные скалы); вторая – Землю Уилкса; третья – Землю Виктории и прибрежные острова, а также впервые прошла вдоль ледника Росса, вычислила местоположение Южного магнитного полюса.

После 50-летнего периода затишья интерес к Антарктиде возник в конце 19 в. В Антарктиде побывало несколько экспедиций: шотландская на судне «Балена» (1893), открывшая берег Оскара II; норвежские на «Джейсоне» (1892–1893 и 1893–1894) и на «Антарктике» (1901–1903), обнаружившие шельфовый ледник Ларсена и высадившиеся в районе мыса Адэр; бельгийская под руководством А. Жерлаша, зимовавшая в Антарктиде на дрейфующем судне «Бельжика» (1897–1899), и английская на «Южном Кресте» (1898–1900), организовавшая зимовку на мысе Адэр. В 1901–1904 гг. наряду с морскими исследованиями английская экспедиция Р. Скотта предприняла первое крупное санное путешествие от пролива Мак-Мердо в глубь материка (до 82°17´ ю. ш.); немецкая экспедиция Э. фон Дригальского провела зимние наблюдения у побережья открытой ею Земли Вильгельма II; шотландская океанографическая экспедиция У. Брюса на судне «Скоша» в восточной части моря Уэдделла обнаружила Землю Котса; французская экспедиция Ж. Шарко на корабле «Франсе» открыла берег Лубе. Значительный интерес вызвали походы к Южному полюсу: в 1909 г. англичанин Э. Шеклтон от залива Мак-Мердо прошёл до 88°23´ ю. ш.; следуя от восточной части барьера Росса, норвежец Р. Амундсен впервые (14–16 декабря 1911) достиг Южного полюса; англичанин Р. Скотт совершил пеший поход от залива Мак-Мердо и вторым (18 января 1912) достиг Южного полюса. На обратном пути Р. Скотт и его спутники погибли. Австралийская экспедиция Д. Моусона с двух наземных баз в 1911–1914 гг. изучала шельфовые ледники Восточной Антарктиды. В 1928 г. над Антарктидой впервые появился американский самолёт. В 1929 г. Р. Бэрд пролетел от созданной им базы Литл-Америка над Южным полюсом. С воздуха была открыта Земля Мэри Бэрд. Морская и наземная Британо-австрало-новозеландская экспедиция (БАНЗАРЭ) в 1929–1931 гг. провела изучение берега Нокса и открыла к западу от него Землю Принцессы Елизаветы. В период 2-го Международного полярного года (МПГ) в Литл-Америке работала экспедиция Р. Берда (1933–1935), которая во время санных походов и с самолёта проводила гляциологические и геологические исследования в горах Земли Королевы Мод и Земли Мэри Бэрд. Р. Бэрд провёл одиночную зимовку на первой выносной метеостанции в глубине ледника Росса; в 1935 г. Л. Элсуэрт совершил первый трансантарктический полёт от Антарктического п-ова к Литл-Америке. В 1940–1950-х гг. создаётся международная сеть наземных станций и баз для изучения краевых частей материка. С 1955 г. начались систематические согласованные исследования Антарктиды, в том числе 11 стран создали 57 баз и пунктов наблюдений. В 1955–1958 гг. СССР осуществил две морские и зимовочные экспедиции (руководители М. М. Сомов и А. Ф. Трёшников) на судах «Обь» и «Лена» (начальники морских экспедиций В. Г. Корт и В. Г. Максимов); были построены научная обсерватория Мирный (открыта 13 февраля 1956) и станции «Оазис», «Пионерская», «Восток-1», «Комсомольская» и «Восток». В 1955–1958 гг. англичане совместно с новозеландскими учёными первыми пересекли материк (под руководством В. Фукса и Эд. Хиллари) на тягачах через Южный полюс от моря Уэдделла к морю Росса. Ряд походов по ледниковому щиту был проведён бельгийскими (со станции «Бодуэн») учёными; на станциях «Шарко» и «Дюмон-Дюрвиль» («Дюмон-ДʼЮрвиль») работали французы. В 1957–1967 гг. советские учёные осуществили 13 морских и зимовочных экспедиций, создали ряд новых станций. Из внутриконтинентальных походов санно-тракторных поездов из Мирного наиболее значительны: в 1957 г. на Геомагнитный полюс (А. Ф. Трёшников), в 1958 г. на Полюс относительной недоступности (Е. И. Толстиков), в 1959 г. на Южный полюс (А. Г. Дралкин); в 1963–1964 гг. со станции «Восток» на Полюс относительной недоступности, на станцию «Молодёжная» (А. П. Капица); в 1967 г. по маршруту «Молодёжная» – Полюс относительной недоступности – станция «Новолазаревская» (И. Г. Петров).

Результаты исследований позволили уточнить сложный характер коренного рельефа Восточной Антарктиды, особенности органической жизни и водной массы Южного океана, составить более точные карты. Значительные исследования (в том числе картографические) проведены учёными США в Западной Антарктиде, где кроме стационарных наблюдений были организованы морские экспедиции «Дипфриз» и многочисленные внутриконтинентальные походы на вездеходах. В результате гляциологических и геофизических исследований американские учёные определили характер подлёдного рельефа Западной Антарктиды.

Наиболее плодотворный период советских исследований в Антарктиде пришёлся на 1974–1990-е гг., когда произошёл переход от комплексных национальных программ к долговременным международным проектам. На советских станциях зимовали учёные из ГДР, Кубы, Монголии, Польши, Чехословакии, США и других стран. На американских станциях «Амундсен–Скотт», «Мак-Мердо», австралийских – «Моусон» и «Дейвис – выполняли исследования метеорологи, геологи и геофизики из СССР. Участие СССР в Международном антарктическом гляциологическом проекте (МАГП) включало сверхглубокое бурение льда над озером на станции «Восток» в рамках научно-технического сотрудничества с Францией и США, радиолокационные измерения толщины льда с самолёта, систематические снегомерные съёмки, а также комплексные гляциологические исследования в санно-гусеничных походах. В 1975 г. началась реализация программы «ПОЛЭКС–Юг», направленной на освоение ресурсов Южного океана. Проведена экспедиция по советско-американскому проекту «Полынья Уэдделла-81». Основой для получения данных о природе Антарктиды по-прежнему оставалась сеть постоянно действующих научных станций. В 1989 г. в строй вступила первая зимовочная геологическая научная станция «Прогресс».

В 1990-х гг. в результате сокращения финансирования произошёл спад российских исследований в Антарктиде: уменьшилась численность личного состава экспедиций, закрылся ряд научных программ, законсервированы научные станции и полевые базы. В 1992 г. на основе архива российских океанографических данных совместно с Институтом полярных и морских исследований Альфреда Вегенера (Германия) был издан «Гидрографический атлас Южного океана». Одним из крупнейших событий в океанологии было создание первой российско-американской дрейфующей научно-исследовательской станции «Уэдделл-1» (открыта 12 февраля 1992 на льдине в юго-западной части моря Уэдделла). В соответствии с постановлением Правительства РФ (1998) научные исследования в Антарктике с 1999 г. проводятся в рамках подпрограммы «Изучение и исследование Антарктики» федеральной целевой программы «Мировой океан».

Бурное развитие современных методов исследований привело в начале 21 в. к обновлению научной программы изучения Антарктиды как элемента глобальной системы мониторинга и прогноза состояния окружающей среды. Характерной чертой являлось укрепление международного сотрудничества. Проводились геолого-геофизические работы в горах на международных геотраверсах: ANTALIT в районе ледников Ламберта и Эймери и GEOMOD в центральной части Земли Королевы Мод. В оазисе Бангера собрана уникальная для Антарктиды по представительности и полноте коллекция колонок с непрерывными разрезами донных отложений мощностью до 13,8 м, высокое международное признание получила реализация проекта сверхглубокого бурения на станции «Восток». Пробурив в материковом льду скважину глубиной 3770 м (по другим данным, 3768 м) 5 февраля 2012 г., российские учёные достигли акватории подледникового озера Восток и получили первые пробы озёрной воды. Комплексные палеогеографические исследования ледяного керна позволили детально реконструировать историю климата и атмосферы Земли на протяжении 420 тыс. лет, выделить в них четыре ледниковых периода и пять межледниковых, включая 11-ю морскую изотопную стадию.

С января 2023 г. продолжается выполнение работ по программе 67-й зимовочной и 68-й сезонной Российских антарктических экспедиций (РАЭ) Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ). Изучение глобальных изменений климата продолжает оставаться основной задачей научных исследований наряду с геолого-геофизическими и океанологическими работами в окраинных морях Антарктики. Все операции в Антарктике выполняют научно-экспедиционные суда ААНИИ «Академик Трёшников» и «Академик Фёдоров». С бортов судов учёные параллельно проводят океанографические наблюдения, измерение солёности и температуры донных вод, необходимые для понимания формирования донных вод в Южном океане. В Антарктиде завершена сборка трёх блоков российской зимовочной базы «Восток».

К числу наиболее значимых международных проектов и программ относятся Глобальная система наблюдений за уровнем моря (GLOSS); Программа изучения кайнозойской стратиграфии континентальной окраины Антарктиды (ANTOSTRAT); Программа исследования озонового слоя над Антарктикой (TRACE); Программа наблюдений за биологией морских антарктических экосистем (BIOMASS); Антарктическая сеть геофизических наблюдений (AGONET) и др.