6.4.4. Северный Ледовитый океан

  Географическое положение и размеры. Северный Ледовитый океан - самый маленький из всех океанов. Он находится между Евразийским и Североамериканским материками. Впервые его определил как отдельный океан 1650 г. голландский географ и Вареніус назвал Гиперборейским. В 1845 г. Лондонское географическое общество переименовало его на Северный Ледовитый.

  По современным исследованиям, граница между Северным Ледовитым и Атлантическим океанами проходит южными окраинами протоков Гудзонова, Дэвиса, Датской, через Фарерские и Фолклендские острова к мыса Стад на Скандинавском полуострове. Границей с Тихим океаном считается Берингов пролив от мыса Дежнева через острова Демидова до мыса Принца Уэльского. Его площадь 14,75 млн. км², из них на моря приходится менее как 8,9 млн. км². Этот океан - наймилкиший из всех. Его средняя глубина 1225 м., максимальная - 5527 м в Гренландском море.

Глубины до 200 м. в нем занимают 39,6% от всей его акватории, а наибольшие глубины (свыше 3000 м.) составляют лишь 17,4%.

   Расположен океан преимущественно за полярным кругом. Среднюю его часть занимает Арктический, или Центральный полярный бассейн. Это самая суровая часть океана, практически всегда покрыта льдом. Через сложные климатические и ледовые условия океан труднодоступный для исследования.

  Острова. Северный Ледовитый океан по количеству островов занимает второе место среди океанов. Однако типичных океанических островов здесь нет. Все они расположены в пределах материковой отмели и построены со структур континентального типа. Только остров Исландия, находящаяся на грани Северного Ледовитого и Атлантического океанов, вулканического происхождения. Общая площадь островов около 4 млн. км². Среди них много крупных, площадью более 50 тыс. км², в том числе крупнейший остров мира - Гренландия. Мелкие острова океана также разнообразны, однако все - материкового происхождения.

  Моря. Группы островов и условные внешние края шельфа является пределами мелководных частей океана, его морей. Европу омывают Норвежское и Гренландское моря. На восток от них, на широком шельфе Евразии, - Баренцево море. Дальше на восток, за барьером большого острова Новая Земля, находится Карское море. Архипелагом Северная Земля оно отделено от моря Лаптевых. На востоку от Новосибирских островов лежит Восточно море, а за островом Врангеля - Чукотское море, что омывает берега Евразии и Северной Америки. Североамериканский материк омывается морями Бофорта, Линкольна, Баффина и Гудзоновою заливом. Все моря Северного Ледовитого океана окраинные, и лишь Белое море глубоко входит в сушу и соединено с Баренцевым морем, внутрішньоматерикове.

  Рельеф. Если о рельеф Северного Ледовитого океана мы знаем немало, то о геологическом строении наши представления преимущественно схематические и гипотетические. Они опираются на данные геофизических исследований, полученные преимущественно с дрейфовых станций. Глубокое бурение началось недавно и только в прилегающей к части Атлантики (в Гренландском, Норвежском и Баренцевом морях), к тому же в зоне шельфа.

  В рельефе океана хорошо видно, что в пределах Баренцева, Карского, Лаптевых, Східносибірського и Чукотского морей шельф имеет ширину до 1200 км. (Баренцово-Карский шельф). Минимальная его ширина - вокруг побережья Северной Америки, Гренландии и Норвегии, где она составляет от 50-100 до 300 км. Мощность земной коры в пределах шельфа достигает 40 км. Это преимущественно затоплены денудационные равнины, залегающих на глубине 200-250 км и хранят следы четвертичного материкового оледенения. Внешний край шельфа гористый. Особенности его ярко проявляются в архипелагах Шпицберген и Земля Франца-Иосифа.

  Рельеф канадского шельфа тесно связан с розломною тектоникой. Ее действие обнаружена в сложных контурах берегов, островов и глубоководных желобов, таких, как Смит-Линкольн, Мод, Мак-Клур и др.

  Материковый склон Северного Ледовитого океана гораздо шире, чем в других океанах, и имеет складчатое строение. Так, в Чукотском и Восточно-Сибирском морях есть по две своеобразные ступеньки - погружены участки шельфу. их называют аваншельфом. Материковый склон канадской части океана уже и круче, расчленен широкими плоскодонными каньонами.

  Материковое подножие занимает 900 тыс. км² и представляет собой наклоненную, слабоволнистую аккумулятивную равнину.

Шельф, материковый склон и материковое подножие занимают 2/3 площади океана. Подводные окраины материков в Баренцевом море является продолжением Восточно-европейской платформы, в Карском - Западносибирской плиты, в море Лаптевых - Сибирской платформы, в Восточносибирском и Чукотском морях - мезозойских структур, в море Бофорта - Североамериканской платформы.

  Рельеф европейского и азиатского шельфов очень осложнен многими подводными долинами, что является продолжением речных долин на суше. До континентального склона простираются долины Северной Двины, Печоры, Оби, Енисея, Хатанги, Оленька, Яны, Индигирки и Колымы. Они находятся на глубинах от 70 до 90 м. их образование связано с понижением уровня океана, которое происходило дважды. Первый раз Полярный бассейн опустился на 270-300 м. в миоцен-плиоценовый этап, второй раз на 120-140 м. - в позднем плейстоцене.

  Океаническая впадина делится хребтами на восемь котловин: Канадская, Макарова, Подводников и Амундсена, Нансена, Гренландскую, Норвежскую и Лофотенську, глубины которых колеблются в пределах 2200- 5500 м. Это преимущественно плоские и волнистые абісальні равнины.

  На дне океана вздымаются три основные хребты. С Атлантического океана сюда заходит Срединно-Арктический хребет, который имеет такую самую природу, что и Срединно-Атлантический, потому что является фактически его продолжением и также имеет рифтовой долине и поперечные разломы. Он состоит из отдельных, очень сдвинутых от общей оси (рифтовой долины) хребтов. На север от Исландии тянется хребет Кольбейнсей, за ним - хребет Мона, далее хребет Книповича, который переходит в хребет Гаккеля. Общая длина Срединно-Арктического хребта около 4500 км. Высота его меняется от 1 до 3,5 км., а ширина составляет несколько сотен километров. В направлении дельты Лены он сужается. Параллельно до хребта Гаккеля через середину океана простирается хребет Ломоносова, а по ним - хребет Менделеева.

  Если Срединно-Арктический хребет образовался вследствие излияния мантийного вещества (после спредингу), то хребет Ломоносова - это глыбовых структура континентального типа высотой около 3000 м. с крутыми склонами и каньонами, а хребет Менделеева - старый, значительно ниже срединно-океанический, сейчас не активен.

  Земная кора в пределах океанической впадины, кроме хребта Ломоносова, - океанического типа. Она имеет мощность от 5 до 15 км. На осадочные породы приходится от 1 до 4 км.

  Из всех океанов Северный Ледовитый самый молодой. Сначала в конце юрского и начале мелового периодов сформировалась Канадская котловина, затем - котловина Макарова, и только на начала кайнозойской эры - Норвежский, Гренландская и Лофотенська котловины.

  Полезные ископаемые обнаружены в основном на океаническом шельфе. Сюда тянутся Западно-сибирский и Печорский нефтегазоносные бассейны, а также месторождения шельфов Аляски, Гренландии и Норвегии. На побережье морей Лаптевых, Східносибірського и Чукотского известны россыпи оловянных руд (касситерита). Предполагается, что в рифтовых долинах срединного хребта являются полиметаллические руды.

  Донные отложения исключительно теригенного происхождения; в основном это наносы крупных рек Евразии и Северной Америки. Толщина осадочного слоя 1000-3500 м. Шельф покрыт преимущественно песком, а материковый склон и подножие - отсортированным илом (глиной). В глубоководных впадинах местами залегают конкреции марганца, на склонах хребтов - фракции песка. Карбонатных отложений мало, потому что они хорошо растворяются в воде.

  Климат. Географическое положение океана в полярной зоне определяет его климатические особенности. Летом солнечный свет падает под острым углом, зимой его нет. Поэтому радиационный баланс в целом отрицательный. Это есть причиной образования устойчивого ледяного покрова, что сохраняется в течение года и усиливает суровость климата. Над океаном формируются холодные воздушные массы, которые очень влияют на климат нашей страны. Однако они значительно теплее, чем антарктические. Это обусловлено действием теплых течений с Атлантики. Как не парадоксально, но Северный Ледовитый океан не охлаждает, а греет огромные пространства суши Северного полушария.

  Ранее считалось, что Арктика - это район устойчивых антициклонов. Как свидетельствуют исследования последних лет, сюда во все времена года время от времени проникают циклоны, принося с собой облачность, осадки и сильные ветры. Но здесь преобладает антициклональная погода. Существует тенденция к муссонной изменения ветров: зимой преобладают ветры южных румбов, летом - северных. В приполюсовій части ветер неустойчивых направлений. Наибольшую скорость они имеют в холодное время и только над Східносибірським морем и морем Бофорта летом. На побережьях, особенно вдоль горных массивов, нередко возникают сильные, порывистые ветры (до 50 м/с.) типа фен или бора.

  Средняя суточная температура воздуха зимой колеблется от-С до -40 °С, а летом от 0 до +10 °С. Самые низкие температуры (-53 °С) формируются над Арктическим бассейном, проливами Канадского Арктического архипелага и морями карским и Лаптевых. Над центральной частью Арктического бассейна столбик термометра не поднимается выше +8 °С. В прибрежных районах воздух порой прогревается до +28 °С. Характерной особенностью термического режима атмосферы над океаном является инверсия, когда температура с высотой не падает, а повышается, что не наблюдается в других океанах. Лишь на высоте нескольких сотен метров устанавливается нормальное распределение температуры.

  Абсолютная влажность воздуха в Арктике за низкие температуры очень мала. Относительная влажность, наоборот, очень высока: 95-97% летом, 75-85% зимой. С высокой относительной влажностью связаны частые туманы, которые иногда держатся 4-5 суток. В среднем за год в Арктике бывает до 140 дней с туманами. Больше всего их в летние месяцы (июль-август).

  Облачность довольно большая. В летнюю пору она везде составляет 8 баллов, а в районе полюса - 9,5 балла. Зимой облачность уменьшается до 4-5 баллов. Облака низкие, преимущественно слоистые и слоисто-кучевые.

Атмосферные осадки бывают в течение всего года и составляют 75-285 мм. Распределение осадков в целом имеет зональный характер. Меньше всего их в районе полюса (5-10 мм. на месяц) - ведь там преобладает антициклональная погода. На юг количество осадков увеличивается, достигая на побережье 20-40 мм. в месяц. Выпадают они преимущественно в твердом состоянии, формируя на поверхности льда снежный покров высотой 30-35 см. Частые метели и торосы вызывают неравномерное его залегания. Летом снег тает или сходит совсем. В районе полюса он лежит до 320 дней, а в районе сезонной льда - 60-70 суток. Испарение с поверхности океана незначительное: 60 мм. вблизи полюса, 100 мм в прибрежной зоне. В Норвежском море под влиянием теплого течения испарение увеличивается до 1000 мм. В целом над океаном преобладают осадки над испарением.

  Гидрологические особенности. Изолированность Северного Ледовитого океана, постоянная сплошная лед, а также большой сток пресных речных вод существенно влияют на ход гидрологических процессов.

  Ледяной покров изолирует водную поверхность от атмосферы, поэтому атмосфера не имеет решающего значения в формировании водных масс и их циркуляции. Главным циркуляционным фактором является поступление воды из Атлантики и Тихого океана, а также материковый сток. Эта вода вместе с влагой от осадков компенсирует расход воды, выносится течениями в Атлантический океан. Приток атлантических, тихоокеанских и материковых вод формирует систему океанических течений. Главная Трансарктический течение зарождается в районе Чукотского моря и широкой полосой движется через Северный полюс до восточных берегов Гренландии. Здесь она усиливается ветрами с острова и далее уже плывет как Гренландская холодное течение. Между Аляской и Трансарктичною генеральной течению возникает местный антициклональний круговорот, что примерно соответствует котловине Бофорта. Второй кругооборот циклональний. Он образуется на запад от этой основной течения и охватывает акваторию до Северной Земли. Возможно, что в образовании этих круговоротов ведущую роль играют конфигурация берегов и рельеф дна.

  Приливные явления усиливаются приливной волной с Атлантического океана. Вдоль берегов морей действуют напівдобові и неправильные приливы с амплитудой до 1 м., но в нескольких заливах она достигает 6 м.

  В водном балансе океана определяющим является обмен водой с Атлантическим океаном. В него поступает около 251 000 км³ воды, чуть больше ее отплывает - 277 000 км³, 30 000 км³ приплывает с Тихого океана.

  Соленость поверхностных вод по сравнению с другими океанами наименьшая (30,6-30,9%) и только вблизи островов Северная Земля и Шпицберген повышается до 32,8-33,2%. С глубиной соленость возрастает и на глубине 2000 м. составляет 34,0%. Такая соленость характерна для всей толщи глубинных вод, она близка к средней солености Мирового океана.

Температура воды определяется балансом тепла. На поверхности океана она везде отрицательная (-1,8 °С), лишь в приатлантической части положительная. С глубиной температура возрастает до -0,6, -1,8°С, а ниже 400 м. снова падает ниже -0,6 °С. Такой теплый термоклин среди холодных вод Арктики обусловлен поступлением теплых вод Атлантики, которые, как соленые и гуще, погружаются под розпріснені поверхностные воды.

  Низкие температуры воды обеспечивают высокую растворимость кислорода. Богатые кислородом воды Канадского Арктического архипелага. Насыщенность вод кислородом в этом районе достигает 100%, местами более. С глубиной содержание растворенного кислорода интенсивно уменьшается, и насыщенность им снижается до 80%.

  Из микроэлементов особое значение имеют соединения фосфора, азота и кремния, поскольку они выполняют важные биологическую и биохимическую функции. Наименьшее содержание биогенных элементов характерен для приатлантической части океана. В притихоокеанському районе содержание биогенов повышается. В центральной части океана в отдельные годы глубинные воды поднимаются к поверхности, вынося с собой значительное количество кремния и фосфатов.

  Водные массы. Основная масса воды Северного Ледовитого океана - это физически и химически видоизмененная вода Атлантики. Как известно, водную массу условно разделяют на поверхностную и глубинную. При докладнішому рассмотрении отличают підповерхневу, промежуточную, глубинную и придонную воды.

  Поверхностные воды - слой воды толщиной 50-100 м. с активным перемешиванием, значительным проникновением света, колебаниям температуры в пределах от -1,0 до -1,6 °С, солености от 30 до 33,5%, малым испарением, содержанием газов.

  Підповерхневі - еще холоднее (до -1,8 °С) и соленые (33,6%о) воды. Образуются при перемешивании поверхностных вод с водами промежуточного слоя. Они залегают на глубине от 25 до 250 м.

  Промежуточные - это атлантические воды, приносимых через Норвежское море течениями и имеют температуру до +2 °С и соленость 35,7- 36,0%о. Они находятся на глубине от 100-250 до 750-900 м.

  Глубинные воды формируются в Гренландском море. Зимой они переливаются через своеобразный порог между Гренландией и Шпицбергеном и сплошным потоком направляются в море Бофорта, достигая его через 12 -15 лет.

  Донни - малоподвижные, застойные, практически не участвуют в общей циркуляции. Накапливаются на дне котловин Нансена, Амундсена, Канадской.

  В поверхностных водах по гидрохимическим признакам выделяют шесть типов водных масс: шпіцбергенський, канадско-гренландский, північноземельський, врангельский, канадский, центральный. Первые два типа формируются в основном из вод атлантического происхождения. Они найсолоніші, содержащих немного биогенов и кислорода.

  Гидрохимические характеристики врангелівського и канадского типов формируются водами, поступающими из Канадского Арктического архипелага, морей Бофорта и Чукотского. Общими чертами этих типов вод низкая соленость, высокая насыщенность кислородом и повышенное содержание биогенных элементов.

  Не так четко выражены свойства центрального и канадско-гренландского типов. Этим водам свойственны промежуточные значения характеристик между типами вод приатлантической и притихоокеанської частей океана.

  Зимой льдом покрываются две трети поверхности океана, летом - только половина. Кригоутворення начинается в конце сентября, но наибольшей мощности лед достигает в апреле.

  Наиболее распространенной является паковые льды. Ее поля толщиной 3-4 м., а при торосов до 20-25 занимают всю поверхность вплоть до полюса. Вдоль континентов простирается береговой припай шириной до нескольких сотен километров. Между береговым припаєм и паком преобладает однолетнее дрейфова лед. Летом она значительно разрушается, образуя широкие полыньи. Система таких прорубей от Шпіцбергену до острова Врангеля известна с давних давен. их образования вызывается действием южных ветров, которые отгоняют лед от припаю. Летом здесь активно поглощается солнечный свет, тает лед, развивается планктон, увеличивается количество рыбы и тюленей.

  Лед в океане постоянно дрейфует от берегов Аляски и Чукотки через Северный полюс к Гренландии со скоростью 2-4 км на сутки. Российские и американские полярные станции дрейфуют к проливов между Гренландией и Шпицбергеном или попадают в круговорот и время возвращаются в начальную точку дрейфа. Полный такой круговорот длится примерно пять лет.

  Кроме морского льда в океане случаются айсберги и так называемые ледяные острова. Основная масса айсбергов образуется из ледников Гренландии и острова Элсмир. Ледовые острова - это большие массивы льда, возвышающиеся над морской поверхностью на высоту около 10 м. Некоторые из них достигают 35 км. длины, 20 км. ширины и 50 м. толщины.

  Органический мир. Несмотря на длительную историю исследований, недостаточно изучены состав и распространение жизни в океане. Об этом свидетельствуют новые и новые открытия не известных ранее представителей его жителей. По предварительным подсчетам, флора и фауна океана состоит из 3000 видов, относятся к 1200 родов и 430 семей. Они подобны представителей умеренных широт Атлантического и Тихого океанов, поскольку происходят от них.

Разновидность жизни и биоресурсов уменьшается с запада на восток примерно вдвое. Если в Баренцевом море бентосных видов примерно 2000, то в Чукотском их только 900, а планктонные уменьшаются соответственно от 850 до 400 видов.

  За развитием биомассы Северный Ледовитый океан разделяют на три области: Приатлантических, Сибирско-Канадскую и Центральноарктичну.

  Приатлантическая область наиболее біопродуктивна. В фитопланктоне преобладают диатомовые и ламинарии, а в зоопланктоні - трилобиты, фораминиферы, копеподи и другие рачки. Среди неэтичных представителей промысловое значение имеют треска, пикша, сельдь, сайра, навага, палтус и другие виды рыб.

  Сибирско-Канадская область по видовому составом и биомассой уступает предыдущей области. Наибольшая биопродуктивность ее в прибрежной зоне. В опресненных водах этой зоны распространены нельма, муксун, таймень, сиг, омуль, а в устьях рек - осетр и стерлядь. В Восточносибирском и Чукотском морях промысловое значение имеют хариус, навага, камбала.

  Центральноарктична область самая бедная. Фитопланктон, что порой селится на льду и подо льдом, представлен холодноводними діатомеями, а зоопланктон - гідромедузами и ракообразными.

Почти во всех областях встречаются моржи, тюлени, белухи, белый медведь. Когда-то здесь были киты. На высоких скалистых берегах островов чайки, фульмари, кайры, топорики, бакланы образуют массовые гнездования - «птичьи базары».