Антарктида: ключ до вивчення глобального клімату

Антарктида для кліматологів це одночасно і індикатор сучасного стану клімату, і архів даних про кліматичне минуле Землі. Якщо крижаний материк розтане, то на нашій планеті зміниться циркуляція атмосфери та океану, а рівень моря зросте на десятки метрів. Про все це розповідає географ Олексій Єкайкін у другому випуску подкасту Terra Cognita, підготовленому за підтримки Російського географічного товариства.

Антарктиду відкрили у 1820 році, і ще 75 років після цього на материк не ступала нога людини. Тепер люди тут є постійно, тут побудовано безліч наукових станцій, а за результатами лазерної альтиметрії це чи не найдосліджене місце на планеті. Однак тут досі багато місць, куди не ступала людина.

Довгий час вважалося, що Антарктида дуже стабільний материк з величезним запасом холоду. Нині ми знаємо, що все не так просто.

Наприклад, наприкінці XX століття на Антарктичному півострові було дуже сильне потепління. Температура тут піднімалася у кілька разів швидше, ніж у середньому на планеті. Наразі ситуація стабілізувалася. Причини цього потепління остаточно не зрозумілі, але швидше за все воно пов'язані з динамікою течії Західних Вітрів у Південному океані.

Останні 20 років у Західній Антарктиді дуже швидко зменшується маса льоду. Це з зростанням температури океану. Тепла вода призводить до підтавання шельфових льодовиків, які підпирають основний крижаний покрив. Підпірка слабшає і крига внутрішніх льодовиків швидше стікає у бік океану.

При цьому загального кліматичного тренду для Антарктиди немає. Це великий материк, на ньому дуже виражена секторність кліматичних умов та змін.Були спроби усереднити дані за температурою та порівняти їх із глобальними кривими — широко відомою «клюшкою» (про неї ми докладно писали у матеріалі «Священна ключка»). Для Антарктиди побудувати такий графік не виходить: інструментальні ряди спостережень ведуться лише 60 років і дані дуже нерівномірно розподілені.

Льодовики Антарктиди накопичувалися під час льодовикових періодів останніх 14 мільйонів років. За цей час Земля зазнавала циклічних коливань клімату, але загалом холодала, тому Антарктида мала стати більш стабільною. Із сучасним антропогенним потеплінням ми вийшли далеко за межі природних кліматичних коливань та запустили на материку нові процеси, які не завжди розуміємо до кінця.

Антарктида та Світовий океан

У XX столітті зростання рівня світового океану наполовину було з тепловим розширенням води. Другим чинником були гірські льодовики. Вони малі, розташовані в нижчих широтах і швидко реагують на зміну температури. Потім підключилася Гренландія – зараз це основний чинник. Є думка, що вона пройшла точку неповернення, танення льодовикового покриву тут необоротне. Зараз до процесу починає підключатися Антарктида – поки що її внесок невеликий, але це довгостроковий тренд.

Якщо розтануть усі гірські льодовики світу, рівень моря підвищиться на півметра, весь лід Гренландії дасть 6-7 метрів, а якщо розтане Антарктида, рівень океану зросте на 65 метрів. Цей процес займе сотні та тисячі років, але, якщо він почнеться, зупинити його вже не вдасться. На даний момент Антарктида вже суттєво втрачає масу.

Теплова бомба

Антарктида як така – важливий кліматичний чинник для Землі. Якщо її усунути, зміниться клімат на всій планеті.По-перше, зміниться альбедо поверхні (відображає здатність), Земля поглинатиме значно більше тепла, перебудується циркуляція океану та атмосфери у південній півкулі.

Якщо подивитися карту течії світового океану, ми побачимо тільки картину на поверхні води, але найцікавіше відбувається на дні. В океанах є так звана термохалінна циркуляція (або «океанічна конвеєрна стрічка»), яка працює як гігантська та складна петля. Донні води для нижньої частини цієї петлі формуються лише у кількох регіонах планети. Одне з таких місць - море Уедделла в Південному океані, там холодна і солона антарктична вода занурюється вниз. Друга така точка — північна Атлантика, де біля берегів Гренландії утворюється донна протитечі Гольфстріму. Завдяки цій циркуляції є глобальний обмін енергією, що діє протягом сотень років.

Глобальне потепління, яке ми зараз спостерігаємо в атмосфері, це мала частина тепла, яке отримує Земля за рахунок антропогенного парникового ефекту. До 90 відсотків всього зайвого тепла, яке виробляється людиною, поглинає Південний океан. У районі Антарктики вода опускається вниз і забирає тепло вглиб океану. Поки що океан накопичує тепло, а потім він перенесе його в північну півкулю і там віддаватиме його назад. Це теплова бомба, яку ми закладаємо зараз – ефект ми спостерігатимемо сотні років. Навіть якщо зараз ми повністю зупинимо викиди CO₂, цей процес не зупинити.

Крім того, вуглекислий газ живе у атмосфері сотні років. Тому просто переставши викидати його у повітря, ми не зможемо зупинити ні парниковий ефект, ні поглинання тепла океаном. Мало просто звести викиди нанівець, треба навчитися ще й забирати вуглець назад.

Викопні атмосферні опади

У 50-х роках минулого століття було відкрито ізотопний метод: вчені знайшли зв'язок між концентрацією важкого ізотопу 18 Про та температурою. Спочатку метод використовувався для вивчення морських донних опадів, а потім вчені зрозуміли, що те саме вірно для води, і почали застосовувати його для дослідження льодовикових кернів Антарктиди. Лід Антарктиди - це, по суті, викопні атмосферні опади, він зберігає інформацію про температури минулого.

Крім самого льоду, досліджуються бульбашки повітря, законсервовані в кернах – це єдиний прямий спосіб зрозуміти газовий склад давньої атмосфери. Наприклад, можна подивитися, скільки парникових газів було в повітрі в минулі епохи та порівняти з їхніми сьогоднішніми даними.

Найдовша безперервна низка спостережень по льодовикових кернах Антарктиди — 800 тисяч років. Є окремі зразки льоду, яким понад мільйон років, а найдавнішому зразку взагалі 2,7 мільйона. Дані керни добре корелюють з іншими палеогеографічними методами.

Тимчасовий дозвіл методу падає з віком льоду, залежить від швидкості накопичення крижаної товщі та змінюється від регіону до регіону. У Гренландії акумуляція льоду велика, тому детальність методу дозволяє з точністю до року описати голоцен (поточне міжльодовик, або останні 12 тисяч років) і більшу частину останнього льодовикового періоду. В Антарктиді лід накопичується повільніше, тому роздільна здатність нижче — останні міжльодовикові періоди тут описані з точністю в десятки і сотні років.

У будь-якому випадку з такою детальністю рядів ми навряд чи можемо пропустити моменти зростання CO₂ у минулому. Оскільки вуглекислий газ зберігається довго в атмосфері, сигнал від нього зберігається в кернах.Згідно з цими даними, за останній мільйон років моментів з концентрацією CO₂ вище, ніж зараз, не було: концентрація вуглекислого газу змінювалася від 180 до 280 ppm (часток на мільйон), а зараз вона вже – 400 ppm. Температури при цьому бували вищими, але на відміну від сучасного тренду, потепління були регіональними і швидкості зміни температури були в кілька десятків разів меншими, ніж зараз. Таким чином, поточні зміни клімату є унікальними, і ні ми, ні жива природа не встигаємо до них адаптуватися.

Особливості природи Антарктиди

Згадайте
Що таке оаза?
Які закономірності формування клімату різних областях Землі?
Що таке кліматограма?

Ви дізнаєтесь
1. Про особливості крижаного покриву Антарктиди.
2. Про геологічне минуле материка.
3. Про рельєф континенту.
4. Які чинники впливають формування клімату материка.
5. Чому органічний світ Антарктиди пов'язаний із океаном.
6. Як впливає Антарктида на природу Землі.

Як ви думаєте
Які чинники вплинули формування унікальної, не схожої інші материки, природи Антарктиди?

Мал. 210. Крижаний щит Антарктиди
(Вигляд з космосу)

Крижаний покрив Антарктиди. Антарктида - крижаний материк (рис. 210). Невже це справді так? Ні. Антарктида така сама частина суші, як будь-який інший материк, тільки вкрита товстим шаром льоду. Площа цього крижаного покриву майже дорівнює площі Антарктиди, а середня товщина становить понад 2 км. У деяких місцях товщина криги перевищує 4 км!

Шар льоду завтовшки 4 км! Ви тільки уявіть собі це! Звідки в Антарктиді стільки льоду, тобто замерзлої води? Лід Антарктиди ніколи не був рідкою водою. А звідки він у такій кількості утворився? Зі снігу.Адже сніг, що випав узимку, в Антарктиді не тане, оскільки і влітку температура повітря негативна. Тому наступної зими на цей шар снігу випаде новий сніг, який теж влітку не тане. І так відбувається довгі роки, десятиліття, сторіччя та тисячоліття. Старий сніг під тиском свіжіших шарів ущільнюється і з часом перетворюється на лід. Скільки часу знадобилося, щоб накопичилася така величезна кількість льоду? На думку вчених, приблизно 20 млн років - такий вік крижаного покриву Антарктиди. У цьому покриві зосереджено близько 63% усієї прісної води планети. Уявіть: усі річки та озера містять менше 1%, а льоди Антарктиди – 63% прісної води планети.

Лише близько 3% площі Антарктиди буває вільно від льоду. Коли посеред вічних льодів ви бачите такі ділянки, це здається дивом, подібним до оаз в пустелі. Тому позбавлені крижаного покриву території в Антарктиді теж почали називати. оазисами. Звичайно, в них немає буйної рослинності, як в оазах Сахари.

Площа крижаного покриву майже дорівнює площі Антарктиди, а середня товщина становить понад 2 км. У деяких місцях товщина криги перевищує 4 км! Антарктичними оазами називаються вільні від снігу та льоду ділянки материка.

Мал. 211. Трансантарктичні гори

Мал. 212. Російський мандрівник Федір Конюхов на вершині масиву Вінсон

Геологічна будова та рельєф. Що ж в Антарктиді під льодом? А там звичайний рельєф. Є гори та рівнини різного віку та висоти.

Від берегів моря Уедделла до моря Росса простягнувся могутній гірський хребет. Трансантаркті́чеські гори (рис. 211).

Він ділить материк на дві частини, що відрізняються рельєфом та геологічною будовою: Західну і Східну Антарктиду. В Антарктиді є молоді гори і навіть діючий вулкан. Тут розташована найвища точка Антарктиди під назвою масив Ві́нсон. Його висота 5140 м (рис. 212).

Значна частина Антарктиди є частиною стародавнього континенту Гондвана. Тобто за геологічною будовою та складом гірських порід ця частина материка схожа на Африку, Австралію, Індію. Тому в східній частині Антарктиди можуть знаходитися значні родовища кам'яного вугілля, залізняку та руд інших металів, алмазів, золота, урану.

Однак видобуток корисних копалин в Антарктиді не ведеться. Не тільки тому, що це дуже важко, а ще й тому, що 1959 р. було укладено міжнародний договір, який забороняє проводити в Антарктиді будь-які роботи, окрім наукових.

Материк ділиться на дві частини, що відрізняються рельєфом та геологічною будовою: Західну та Східну Антарктиду. Найвища точка Антарктиди – масив Вінсон. Його висота 5140 м-коду.

клімат. На берегах Антарктиди, де знаходиться більшість науково-дослідних станцій, не так уже й холодно. За антарктичними поняттями не холодно. Взимку, звичайно, температура опускається до -30 ° С, та ще з вітром, зате влітку температура піднімається майже до 0 ° С! Тепло! Але це стосується узбереж материка. А у внутрішніх районах...

Мал. 213. Кліматограма
антарктичного клімату
на узбережжі материка (а)
та в центрі Антарктиди (б)

У центрі Антарктиди клімат суворіший (рис. 213). Середні температури зими становлять -45 ... -55 °С. Зверніть увагу – це середні температури. Буває й холодніше. Скільки? Градусів на 20-25! У першу ж зимівлю на станції «Схід» було зафіксовано температуру –72 °С. Довгий час ця температура вважалася рекордною для нашої планети, а станція «Схід» стала вважатися полюсом холоду - найхолоднішим місцем на планеті. Однак цей рекорд було побито. В один із зимових днів 1983 р. термометр показав –89,2 °С!

Це майже космічний холод! Холодне сухе повітря ріже горло при кожному вдиху. Варто лише необережно глибоко вдихнути на такому морозі і запалення легень майже гарантоване. Звичні матеріали за такої температури змінюють свої властивості. Гума кришиться, як черствий хліб. Чавун стає крихким, як порцеляна: чавунні труби розбиваються вщент від удару молотком. Бензин перетворюється на желе, що тремтить, а дизельне паливо можна різати ножем, як мармелад. Ось що таке –80 °С. Де ж у Антарктиді так холодно? на Полюс холоду. Все на тій самій станції «Схід». Це, як і раніше, найхолодніше місце на планеті. Зате влітку там всього-30 °С. Полярники кажуть: «Спекотно!» І виходять… засмагати! Їх можна зрозуміти: після -70 ° С як ще можна назвати -30 ° С? Тільки словом «спека» (рис. 214). У нашому помірному кліматі влітку лише на 20 °С тепліше, ніж узимку. А на станції «Схід» – на 40 °С! Ось що таке справжній антарктичний клімат! Він дуже сухий, дуже холодний, і річна амплітуда температур у ньому дуже велика, просто величезна! Такий клімат ми називаємо різко континентальним.

Мал. 214. Влітку в Антарктиді досить «спекотно» (аматорський знімок)

Мал. 215. Починається снігова буря

Характерна риса клімату Антарктиди - це винятково сильні вітри, які дмуть із центральних областей материка до його країв. Їх називають сто́ковими за те, що вони ніби стікають із купола материка вниз до моря. На шляху цих вітрів немає жодних перешкод, тому край материка їх швидкість просто величезна.Антарктида тримає світовий рекорд не лише за холодом, а й за швидкістю вітру. На краю крижаного бані материка зафіксована швидкість вітру 320 км/год. Це майже 90 м/с! Для довідки: вітер вже за швидкості 30 м/с називають ураганним! І вітри дмуть у цих місцях 300 днів на рік! Узбережжя Антарктиди воістину саме́третє місце на Землі (рис. 215).

Антарктида – найхолодніший материк. Тут зареєстровано найнижчу температуру Землі –89,2 °С. Характерна риса клімату Антарктиди - це винятково сильні вітри, які дмуть із центральних областей материка до його країв. Їх називають стоковими.

Тваринний світ. Холодно у Антарктиді. Дуже холодно. І не лише людям. Холодно всім мешканцям материка. Єдиним джерелом тепла є океанічні води. Адже океан замерзає лише згори, а під шаром льоду вода залишається рідкою. А це означає, що її температура трохи нижче 0 °С. Коли поверхня материка остигає до -50 ° С, вода з такою температурою здається теплою. Тому всі мешканці Антарктиди живуть на березі материка і годуються в морі, де завжди є видобуток.

У центральних областях Антарктиди життя немає. Майже як на Місяці. Чому майже? Тому що в снігу мешкає кілька видів бактерій, яким люті морози не страшні. Але погодьтеся, територія, заселена одними бактеріями, здається нам неживою. Адже бактерії не залишають на снігу ланцюжка слідів, вони не гарчать і не в'ють гнізда. Тому вся розмова про тварин Антарктиди стосуватиметься лише її берегової частини.

Найпрекрасніші і найчисленніші мешканці Антарктиди. пінгвіни (рис. 216). Ці птахи, що не літають, незграбно пересуваються по землі, чудово плавають і пірнають.Вони можуть пірнати на глибину до 500 м і перебувати під водою протягом довгих 18 хв.рис.).

216. Рис. Пінгвіни прямують до моря

217. Рис. У морі пінгвіни почуваються чудово

Пінгвіни здатні плавати зі швидкістю 20—25 км/год, а якщо поспішають, то 40 км/год і навіть більше! І така швидкість їм просто необхідна, адже вони прекрасні морські мисливці. тільки для того, щоб наздоганяти видобуток. У морі пінгвін не тільки мисливець, але ще й видобуток. У воді його підстерігають страшніші хижаки. кити-косатки (рис.) і великі тюлені, яких за плямисту шкуру називають морськими леопардами.

218. Рис. Косатка - кит-вбивця

219. Рис. Імператорський пінгвін.

Але всі вороги пінгвінів залишаються в морі. На березі пінгвіни — найбільші хижаки.

Вони і зараз близько підпускають людину, і мало хто з полярників не привіз додому фотографії в оточенні цих симпатичних птахів.рис.).

В Антарктиді мешкає близько 20 видів пінгвінів. Найбільший з них - імператорський пінгвін - досягає зростання 120 см. Імператорські пінгвіни дивовижні тим, що відкладають яйця не навесні, а в розпал зими, коли дмуть страшні вітри, а температура опускається до -50 С. У ці дні батьки зігрівають одне-єдине яйце, не даючи йому замерзнути навіть у люті морози. Але як тільки зима залишається позаду і настає коротке антарктичне літо, пташенята вилуплюються і починають швидко рости, щоб до наступної зими стати вже майже дорослими, здатними витримати зимові холоди.

Імператорський пінгвін - найбільший, але найпоширеніший - це набагато дрібніший пінгвін, який називається пінгвін Аде́чи. Хто б міг його так назвати? І на честь кого? А? Назвав пінгвіна Жюль Дюмон-Дюрвіль на честь своєї дружини Аделі. Це смішний і дуже цікавий птах зростанням близько 50 см. Полярники називають цих пінгвінів пекло́льками. Якщо поблизу наукової станції мешкають ці птахи, то людям ніколи не буває нудно. І пінгвінам також. Люди та птахи ходять один до одного в гості та отримують від спілкування велике задоволення.

Тваринний світ Антарктиди небагатий, але унікальний. Тварини, здатні жити в цих суворих умовах, заслуговують на повагу. Більшість видів антарктичної фауни перебуває під найсуворішою охороною. В Антарктиді не гримлять постріли. Антарктида - це величезний заповідник: полювання тут повністю заборонене.

Антарктиди в житті нашої планети. Ще під час проведення Міжнародного геофізичного року з'ясувалося, що стан атмосфери над Антарктидою впливає рух повітряних мас всієї планети. А це означає, що атмосферні процеси у південному полярному районі формують погоду у багатьох куточках нашої планети. Антарктиду навіть називають «кухнею погоди» Землі (рис. 220).

Льоди Антарктиди містять величезну кількість прісної води. Адже є Землі райони, які відчувають гострий її дефіцит. Існують проекти доставки антарктичних айсбергів до берегів країн із посушливим кліматом.

Надра Антарктиди зберігають величезні незаймані запаси з корисними копалинами. Поки видобуток їх надто важкий, та й не дуже потрібний, адже є родовища у більш гостиних районах планети.Але в міру виснаження запасів ресурсів інших материках значення Антарктиди як джерела з корисними копалинами зростатиме.

І є ще одна дуже важлива річ щодо Антарктиди. Це материк без кордонів. Це материк, у якому немає зброї. Це материк світу, на якому живуть та працюють люди з багатьох держав. Живуть, допомагаючи один одному, завжди готові прийти на допомогу людині, незалежно від того, громадянином якої країни вона є. Можливо, саме тут люди навчаться жити у світі без воєн та ворожнечі?

Антарктиду називають "кухнею погоди" Землі. Льоди Антарктиди містять величезну кількість прісної води. Надра Антарктиди зберігають величезні незаймані запаси з корисними копалинами.

1. Антарктида вкрита крижаним покривом, середня товщина якого становить понад 2 км. Цей лід утворився внаслідок ущільнення снігу, який не тане влітку та накопичується протягом тривалого часу. Вік антарктичного крижаного щита близько 20 млн. років.
2. За геологічною будовою та рельєфом Антарктида ділиться на дві частини. Західна Антарктида є молодою гірською спорудою. Тут навіть є вулкани, що діють. В основі Східної Антарктиди - давня платформа. Її поверхня є плоскогір'ям.
3. Антарктида – найхолодніший материк. Температура повітря у центральних частинах материка досягає –89,2 °С. Крім того, в Антарктиді дмуть винятково сильні стокові вітри.
4. Тваринний світ Антарктиди зосереджений у береговій смузі. Життя всіх тварин тісно пов'язане з морем. Усі тварини Антарктиди – морські хижаки. Найчисленніші мешканці материка - пінгвіни.
5. Атмосферні процеси в районі південної полярної області дуже впливають на стан всієї атмосфери Землі, тому Антарктиду іноді називають «кухнею погоди» планети.

Антарктичний оазис, Трансантарктичні гори, масив Вінсон, Західна та Східна Антарктида, станція «Схід», Полюс холоду, вітер, пінгвін, кит-касатка, морський леопард, «кухня погоди».

1. Чим відрізняється природа Антарктиди від інших материків?
2. Назвіть тварин Антарктиди.
3. Чому більшість тварин Антарктиди – хижаки?

1. Чому у материка лише одна крайня точка?
2. Як утворюється крижаний покрив Антарктиди?
3. Чому саме в Антарктиді знаходиться Полюс холоду Землі?
4. У чому своєрідність тваринного та рослинного світу Антарктиди?
5. Яким є значення Антарктиди для життя на Землі?

Розрахуйте видалення крайньої північної точки материка від Південного полюса та крайньої точки найближчого до Антарктиди материка.

1. Антарктида було відкрито 1820 р. російської експедицією, яку очолювали

а) Ф.Ф. Беллінсгаузен та М.П. Лазарєв
б) І.Ф. Крузенштерн та Ф.Ф. Беллінсгаузен
в) Н.М. Пржевальський та Ю.Ф. Лисянський
г) Ю.Ф. Лисянський та І.Ф. Крузенштерн

2. Найвищою точкою Антарктиди є

а) вулкан Еребус
б) м. Джексон
в) вулкан Терор
г) масив Вінсон

3. Південного полюса першою досягла експедиція під керівництвом

а) Р. Амундсена
б) Д. Росса
в) Р. Скотта
г) Е. Шеклтона

4. За характером рельєфу Антарктиду поділяють дві частини. Яка частина Антарктиди є найвищою з висотами до 3000—4000 м?

а) східна
б) західна
в) північна
г) південна

5. Західна та східна частини Антарктиди розділені горами

а) Вернадського
б) Гамбурцева
в) трансантарктичними
г) Лазарєва

6. Рослинний та тваринний світ Антарктиди представлений

а) мохами, лишайниками, водоростями
б) луками та моховими болотами
в) пінгвінами, буревісниками, морськими леопардами та тюленями
г) тюленями, пінгвінами та білими ведмедями

7. У яких кліматичних поясах розташована територія Антарктиди? Відповідь запишіть у вигляді послідовності букв у алфавітному порядку.

а) тропічний
б) арктичний
в) антарктичний
г) помірний
д) субтропічний
е) субантарктичний

8. Розставте моря, що омивають територію Антарктиди, у порядку їх проходження від нульового меридіана на схід.

а) Роса
б) Співдружності
в) Амундсена
г) Беллінсгаузена

9. Доповніть затвердження.

Антарктида займає ____ становище. Площа материка становить близько ____ млн км2. Континент більше за площею лише ____.

10. Доповніть затвердження.

Найнижча температура Землі ____ °З було зареєстровано російської науково-дослідної станції ____.