Реферат: Украинский опыт в Антарктиде
Перші припущення про відкриття Антарктиди древніми мореплавцями з’явилося у 1956 році після видання карти, яка, як припускали, належала турецькому адміралу Пірі Рейсу, і датується 1513 роком. Пізніше її автентичність була поставлена під сумнів. Однак існують і інші карти цієї епохи, безумовно автентичні. В першу чергу це карта Оронтіуса Фінеуса, створена у 1531 році, і така сама карта Герхарда Меркатора, що відноситься до 1538 року. На них видно повні обриси материка в районі Південного полюса, деякі його деталі дивовижно схожі з реальними. [1].
Перші антарктичні дослідження проводилися мореплавцями, яких в першу чергу приваблювали не нові знання, а можлива нажива. Їх імена увійшли в історію в назвах антарктичних земель: Кергелен, Палмер, Біско, Уеделл, Кемп та багато інших. Так до 40-х років ХІХ століття тюлені, які населяли острови Південного океану, були практично знищені заради їх жиру та шкір, і зараз занесені до “Червоної книги”. Після винайдення гарпунної пушки у 1867 році у водах Південного океану почала зменшуватися і кількість китів. [1].
Але не варто стверджувати, що лише бажання наживи вабило людей до невідомої південної землі. У 1839 році французький мореплавець Ж. Дюмон-Дюрвіль попрямував в антарктичні води з єдиною метою – знайти південний магнітний полюс. В 1840-1841 році з великою науковою програмою обстежив Антарктиду Дж.Росс. В 1874 році в антарктичних водах працювало океанографічне парове судно “Челленджер”.
Невивчена, холодна та загадкова земля приховувала у собі багато невідомого і вабила дослідників всього світу. Попереду в них був тяжкий шлях підкорення та освоєння суворої, але безмежно красивої та таємничої Антарктиди.
1.2. Географічне положення та коротка характеристика природних умов
Антарктида – унікальний материк з багатьох точок зору, що насамперед визначається її географічним положенням. Практично вся територія материка, окрім півночі Антарктичного півострова, лежить південніше південного полярного кола. Геометричний центр материка, що отримав назву полюса відносної недосяжності, розташований на 77° 15' пд.ш., 104° 39' сх.д. поблизу станції “Восток” порівняно близько до Південного полюса. [14].
Розташування значного масиву суші, оточеного водами океану, насамперед призвело до утворення гігантського льодового покриву, який переховує під собою складні гірські споруди, захоплює значні ділянки материкової відмілини, маскує прибережні острови і фіорди, місцями заповнює просторі западини глибиною більше 2 км. За сучасними даними, максимальна товщина Антарктичного льодового покриву перевищує 4.5 тис. км, а його об’єм складає 24.9 млн. км3 (за деякими оцінками - 21 млн. км3 ). Масштаби цього грандіозного зледеніння яскраво описують Л. Дубровін та А. Козловський у своїй книзі “Советские антарктические”. Ними зазначається, що антарктичного льоду цілком достатньо, аби покрити всю нашу планету шаром товщиною в 50 м, а сушу шаром товщиною біля 160 м. Запасів Води в Антарктичному льодовому покрові вистачило б на живлення всіх рік Землі (при тій водності, яку вони мають зараз) протягом 500 років і навіть більше. Рівень Світового океану в результаті танення льодового покрову Антарктиди піднявся б більше ніж на 60 метрів. [4].
Потужний льодовий покрив визначив багато географічних особливостей материка, навіть такі, як його форма та розміри. Зокрема, можна по-різному визначати площу Антарктиди: площа безпосередньо материка – 11900000 км2 , з шельфовими льодовиками та приєднаними ними до материка островами – 13643000 км2 , зі всіма островами та шельфовими льодовиками – 13661000 км2 , площа з материковою відмілиною – 16355000 км2 , без шельфових льодовиків, але зі всіма островами – 12238000 км2 . [14].
Завдяки такому колосальному зледенінню і порівняно невеликій щільності льоду Антарктида є самим високим материком на Землі. Її середня висота складає більше 2 км, в той час як середня висота Азії (самого високого з інших континентів планети) рівна 960 м. Понад чверті площі Антарктиди знаходиться на висоті близько 3 км. Поверхня Антарктиди являє собою саме велике на Землі плоскогір’я, площа якого в п'ять-шість разів перевищує площу Тібету. [4].
Трансантарктична гірська система, що перетинає весь материк від північно-східного краю Землі Вікторії до східного узбережжя моря Уедделла, ділить льодяний континент на дві частини: Східну і Західну Антарктиду. В центральній частині Східної Антарктиди поверхня льодяного плато досягає найбільшої висоти, піднімаючись в районі полюсу відносної недосяжності до 4000 м над рівнем моря і вище. [4].
Поверхня льодового покрову Західної Антарктиди знаходиться на значно меншій висоті над рівнем моря. Узбережжя Західної Антарктиди, як і узбережжя Східної Антарктиди, оточують гірські системи. Але в межах Західної Антарктиди гори, що підносяться над льодовим покровом, є і в глибині континенту. Такі, наприклад, гори Елсуерт, серед яких знаходиться масив Вінсон. Найбільш висока точка цього масиву, що досягає 5140 м над рівнем моря, вважається в нинішній час самою високою на Антарктичному континенті. Таким чином, по максимальній висоті Антарктида переважає як Австралію (2230 м), так і Європу (4807 м). [4]/
Якщо б розтопити льодовий покрив Антарктиди, перед нами з’явився б величезний масив суші зі складним рельєфом, гірськими системами, рівнинами і значними депресіями в глибині материка, подібними Прикаспійській низовині і западині озера Байкал. Ту частину материка, що складена корінними, скельними породами, прийнято називати кам'яною Антарктидою. Середня висота кам'яної Антарктиди складає біля 400 м. [4].
Цікаво відзначити, що із загального об’єму Антарктичного материка, на частку кам’яної Антарктиди припадає всього лише одна чверть. Таким чином, льодом складені три чверті материка (надводної його частини). Це повністю виправдує ще одну назву Антарктиди — льодовий континент. [4].
В деяких місцях на узбережжі Антарктиди льодовий покрив відступає. Це видно по слідах діяльності льодовика на сучасних оголених виходах скельних порід, а також по пониженню рівня льоду біля нунатаків і підтверджується даними геодезичних вимірів в прибережній зоні. В той же час розрахунки, виконані математиками, що розробляють моделі антарктичного льодового щита, говорять про те, що в нинішній час висота льодового покрову в глибині материка зростає, а значить, обсяг його збільшується. Якщо ці розрахунки вірні, той в нинішній час в центральних районах Антарктиди льодовий покров потовщується, а на периферії, навпаки, стає тонше і відступає. [4]/
Враховуючи те, що в термальному балансі земної поверхні помітну роль відіграє потік тепла, що іде з надр нашої планети, відомий радянський океанолог професор Н. Н. Зубов, що займався теплофізичними розрахунками, ще в 1959 г. дійшов думки, що товщина льодового покриву не може бути безмежною: коли вона досягає певного критичного значення, лід знизу починає танути, бо незважаючи на низьку температуру на поверхні льодового щита холод не проникає достатньою мірою до нижньої межі льодовика і потік геотермічного тепла починає витрачатися на танення. По розрахункам ученого, критична товщина льодового покрову Антарктиди і Гренландії повинна складати приблизно 2 км. Пізніше гляціологи І.А.Зотіков і П.А.Шумський вказали на ще одне джерело тепла, яке обумовлює підвищення температури льоду і може призвести до його танення. Це рух льодового покрову, тертя його об скельну поверхню ложа і виділення тепла в результаті внутрішніх деформацій, що виникають при русі. Оскільки максимальні швидкості руху льодового покрову відзначаються на його периферії, то це джерело тепла найактивніше проявляється поблизу узбережжя Антарктиди. [4], [5].
Теоретичні розрахунки підтвердилися в 1967 г., коли в глибині Західної Антарктиди на американській станції Берд була пробурена свердловина, що досягла ложа льодовика. Буровий снаряд зустрівся з кам'яними породами на глибині 2164 м, і, коли він досяг їх, в свердловині з'явилася вода. Рівень її піднявся на 60 м. Таким чином, було доведене, що льодовий покров в Антарктиді дійсно тане, починаючи знизу. Реальна товщина льоду виявилася близькою до теоретично розрахованої Зубовим. Але пізніші дослідження виявили, що товщина льодового покриву Антарктиди в окремих місцях значно товща за передбачену Зубовим. Так на станції Восток вона ймовірно сягає 3,7 км. [4].
За розрахунками І. А. Зотікова і П. А. Шумського, протягом року на нижній поверхні Антарктичного льодового покрову утворюється 76-120 км3 талої води. В масштабі Антарктиди це не так вже й багато: приблизно стільки же води протікає за рік у гірлі р.Дунаю поблизу м.Ізмаїла.
Якась частина талих вод утворює підльодовикові водоймища. Інша частина талих вод, переміщується під льодом, потрапляє в зону, де його товщина менша критичної. В цій зоні талі води знову замерзають і, таким чином, сприяють збільшенню товщини льоду. Остання частина талих вод просочується в глиб земної кори, поповнюючи запаси гравітаційних підземних вод, що складають в Антарктиді приблизно 2 млн. км3 . [4]/
Антарктида – єдиний материк на Землі, на якому немає постійно текучих рік. Лише в літній час, коли відбувається танення снігу і льоду, в прибережній частині льодового покрову і в антарктичних оазисах з'являються тимчасові ріки з талої води, що стікають в океан або озера. За даним В. Д. Клокова, танення льодового покрову в Антарктиді розповсюджується на площу біля 3,5 млн. км2 , що складає одну чверть площі всього материка. [4].
Неймовірно, що незважаючи на акумуляцію Антарктидою близько 80% прісної води Земної кулі, вона залишається материком-пустелею. Практично вся волога материка знаходиться в твердому стані, у вигляді льоду та снігу. Рідка вода в Антарктиді практично відсутня. Вміст вологи у повітрі, річні суми опадів в більшості районів співставні з показниками, що спостерігаються в таких найбільш посушливих районах Землі, як пустеля Сахара, з єдиною різницею, що Антарктида на відміну від Сахари – льодова пустеля. [12].
Потужне зледеніння спричинено виключною суворістю клімату Антарктиди. І при цьому, як би це не здавалося дивним, Антарктида є полюсом сонячної радіації. В літній час, коли в південнополярній області встановлюється полярний день, в центральні райони континенту надходить максимальна на Земній кулі кількість сонячної радіації, що перевищує навіть ту, яку отримує земна поверхня на екваторі. Причиною цьому є ціла низка факторів, зокрема виключна чистота і прозорість повітря над Антарктидою, високе положення материка над рівнем моря. Окрім того, в середині полярного літа Земля, рухаючись по еліптичній орбіті навколо Сонця, знаходиться ближче до нього, ніж в розпал літа північної півкулі. За рахунок цього в літній період Антарктида отримує сонячної енергії на 7% більше, ніж Арктика. Але більша частина сонячної енергії відбивається сніговою поверхнею назад в атмосферу. Велика кількість енергії втрачається також материком під час полярної ночі. За цих обставин врешті решт радіаційний баланс Антарктиди від’ємний. [12].
Такий радіаційний баланс визначає температурний режим в Антарктиді. Земним полюсом холоду вважається район станції Восток, на якій була зафіксована мінімальна температура 23 липня 1983 року –89,2°С. Максимальна температура для цього району становить –13°С. На узбережжі материка внаслідок впливу повітряних мас, які надходять з океану, адіабатичного нагрівання повітря, що дме з материка, внаслідок опускання з більш високих центральних ділянок, температура повітря може підійматися вище 0°С. [4].
Значна висота материка над рівнем моря спричинює пониження тиску, так при атмосферному тиску на узбережжі 1000 гПа, на станції Восток спостерігається тиск близько 625 гПа. З такою ситуацією доводиться рахуватися як членам санно-гусеничних походів, так й полярникам, що працюють на внутрішньоматерикових станціях.
На узбережжі Антарктиди з великою частотою спостерігаються ураганні вітри. Так на станції Русская на узбережжі Землі Мері Берд була зафіксована швидкість вітру 77 м/с, а протягом 15 діб середня швидкість вітру сягала 29 м/с. переважаючі напрямки вітру обмежуються квадратом схід-північ-схід – південь-південь-схід. [4].
Антарктида знаходиться майже повністю всередині Південного полярного кола, а це означає, що на її території, як і в Арктиці, в зимовий час спостерігається полярна ніч, а влітку — полярний день. На самому Південному полюсі періодів зі зміною дня і ночі протягом доби не буває зовсім. Майже за два місяця до весняного рівнодення на полюсі починаються цілодобові астрономічні сутінки, що після цього переходить в навігаційні і громадянські (громадянські сутінки закінчується, коли сонце опускається за лінію горизонту на 6°, навігаційні – на 12°, а астрономічні – на 18°). За декілька днів до рівнодення з-за горизонту з'являється край сонця. Поступово піднімаючись по небосхилу, воно рухається майже паралельно горизонту, описуючи протягом доби повне коло. В день літнього сонцестояння (в південній півкулі 22 грудня) сонце досягає найбільшої висоти - 23°30', після чого починає опускатися. Через декілька днів після осіннього рівнодення воно ховається за горизонтом, і починаються сутінки, що змінюють один одного тепер вже в зворотному порядку, а після цього настає глибока полярна ніч. Без переривання сутінками вона спостерігається на порівняно невеликій території, північна межа якої проходить всього лише в 600 км від полюсу, а зона, де полярна ніч переривається сутінками, має ширину майже 2,5 тис. км. Внаслідок рефракції світла полярний день спостерігається не лише на полярному колі, а й північніше, а полярної ночі на широті полярного кола не буває. [4].
Рослинний світ Антарктиди не такий бідний, як це може здатися недосвідченому спостерігачу. Ботаніки встановили, що окрім мохів, лишайників і квіткових рослин тут є гриби, бактерії і численні види водоростей. Квіткові рослини знаходяться тільки на Антарктичному півострові; в цьому же районі виявлені гриби. Що стосується мохів, лишайників, водоростей і бактерій, то їх можна зустріти на ділянках, позбавлених льодового покрову, майже по всій Антарктиді, навіть поблизу Південного полюсу. [4].
З представників тваринного світу в Антарктиді більше всього птахів. В літні місяці на узбережжі можна зустріти капського голуба, качурку Вільсона, сріблясто-сірого, сніжного, а також антарктичного буревісників. З приходом весни на антарктичних станціях і в колоніях пінгвінів з'являються поморники. Всі ці птахи знаходять засоби до існування в морі, тільки хижий поморник харчується пташенятами пінгвінів та інших птахів. [4].
В глибині материка в літній час птахи гніздяться в гірських районах, утворюючи в деяких місцях великі скупчення. Так, наприклад, на Землі Королеви Мод в 1960 р. була виявлена колонія антарктичних буревісників, в якій налічувалося не менше мільйона птахів.
Інколи в глиб материка залітають і птахи, що живуть на узбережжі. Так на Південному полюсі, де розміщена американська наукова станція Амундсен-Скотт деколи зустрічають поморників. Радянські полярники не раз бачили їх на станції Восток, на полюсі холоду, хоча найкоротша відстань від цієї станції до узбережжя - більше 1300 км, до того же знаходиться вона на висоті 3,5 км над рівнем моря. [5].
На припаї біля узбережжя майже в будь-який час року можна бачити спокійно лежачих тюленів Уэдделла. Інші антарктичні тюлені — крабоїди, тюлені Росса і морські леопарди — зустрічаються рідше. Інколи береги льодяного континенту відвідують самі великі ластоногі — морські слони. Часто в прибережні райони заходять кити.