© Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

11. Льды в океане.

Лёд – это твёрдая фаза воды, одно из её агрегатных состояний. Чистая пресная вода замерзает при температуре, почти равной нулю (ниже нуля всего на 0,01-0,02°C). В то же время вода, очищенная в лабораторных условиях до максимально возможной степени и находящаяся в спокойном состоянии, может быть охлаждена без образования льда до температуры минус 33°C. Но мельчайший кусочек льда или иной крошечный предмет, помещенный в такую переохлаждённую воду, мгновенно вызовет бурное образование льда.

Нормальная океанская вода, солёность которой равна 35 ‰ , замерзает при температуре минус 1,91°C. При солёности 25 ‰ (Белое море) вода замерзает при температуре минус 1,42°C, при солёности 20 ‰ (Чёрное море) – при минус 1,07°C, а в Азовском море (солёность 10 ‰) поверхностная вода замерзает при температуре минус 0,53°C.

Замерзание пресной воды не изменяет её состава. По-другому обстоит дело при замерзании морской воды. Замерзание начинается с образования тонких, вытянутых ледяных кристалликов, в которых совершенно нет соли. Постепенно, когда начинают смерзаться комочки этих кристалликов, в лёд попадает соль.

Солёность морского льда, т.е. солёность воды, образующейся при его таянии, составляет в среднем около 10% солености океанской воды. С течением времени и этот показатель снижается, и многолетний лёд может быть почти пресным.

Объём льда на 9 процентов больше объёма воды, из которой он образовался, т.к. в кристаллической решетке льда упаковка молекул воды упорядочивается и становится менее плотной. Поэтому плотность морского льда меньше плотности морской воды и колеблется в пределах 0,85-0,94 г/см³. Вот почему плавучие льды возвышаются над поверхностью воды на 1/7 – 1/10 своей толщины.

Прочность морских льдов заметно ниже, чем пресноводных, но она возрастает с понижением температуры и солёности льда. Наибольшую прочность имеют многолетние льды.

Лёд толщиной 60 см, образующийся на пресноводных водоёмах в разгар зимы, может выдерживать нагрузку до 15-18 тонн, если, конечно, эта нагрузка приложена не сосредоточенно, а в виде, скажем, грузовой платформы на гусеничном ходу, опорная поверхность которой равна примерно 2,5 м².

✦ На этом месте мы сделаем небольшое отступление, но совсем не лирическое. Ладожское озеро, как известно, имеет лишь слабое отношение к океанам и океанским льдам. Но мы хотим напомнить, что в 1941-1942 годах по этому озеру была проложена ледовая «Дорога жизни», которая спасла жизнь многих десятков тысяч людей. С героической и драматической историей строительства и эксплуатации этой легендарной дороги жизни обязательно должны ознакомиться наши молодые читатели.

✦ В океанах лёд образуется в высоких и умеренных широтах. В приполярных районах льды сохраняются по нескольку лет. Эти многолетние, так называемые паковые льды наибольшей толщины достигают в центральных районах Северного Ледовитого океана – до 5 метров. Таяние морских льдов начинается тогда, когда их температура превысит минус 23°C. В Арктике летом толщина льда за счёт таяния его верхних слоёв может уменьшиться на 0,5-1,0 метр, но за зиму снизу может намёрзнуть до 3-х метров льда. Эти многолетние льды постепенно выносятся течениями в умеренные широты, где относительно быстро тают. Считается, что продолжительность жизни арктического льда, образующегося у берегов России, составляет от 2 до 9 лет, а антарктические льды существуют ещё дольше. Наибольших размеров ледовый покров в океанах достигает в конце зимы: в Арктике он к апрелю занимает площадь около 11 млн.км², а к сентябрю в Антарктике – около 20 млн.км². Если говорить о постоянном ледовом покрове, то он составляет 3-4 процента всей площади Мирового океана.

Ледовый покров может состоять не только из припая, т.е. неподвижного, примёрзшего к берегу льда, но и подвижных дрейфующих льдов. При сильном ветре, совпадающем по направлению с морским течением, дрейфующие льды могут проходить расстояние до 100 км в сутки.

Падающий снег часто создаёт на льду большие сугробы. Снег постепенно смерзается, увеличивая толщину ледового покрова. Иногда ураганные ветры ломают лёд, создавая высокие торосы. По такому льду, если говорить об Арктике, может передвигаться разве что белый медведь, да и то с большим трудом.

✦ Но в океане также находится лёд, образовавшийся на суше. Это так называемые айсберги – огромные глыбы пресного льда (нем. Eisberg – ледяная гора). Айсберги поставляются в океан материковыми ледниками полярных широт. Самый большой на Земле ледниковый покров находится в Антарктике. Его площадь составляет 13,98 млн.км², т.е. в 1,5 раза больше площади Австралии. При этом площадь самого материка Антарктиды оценивается в 12,09 млн.км². остальное приходится на льды, покрывающие чуть ли не весь шельф Антарктиды. Средняя толщина антарктического льда составляет 2,2 км, а наибольшая – 4,7 км. Объём льда оценивается в 26 млн. кубокилометров. Огромная тяжесть льда вдавила этот материк в земную кору. В результате значительная часть поверхности Антарктиды лежит ниже уровня моря. Ледник Антарктиды ежегодно получает из снега 2000-2200 км³ льда и примерно столько же теряет на айсберги. Конечно, этот баланс точно подсчитать невозможно. Поэтому в научном мире нет пока однозначного ответа на вопрос о том, увеличивается или уменьшается Антарктический ледник.

Айсберги в океане.

Айсберги в виде огромных глыб, похожие на горы, медленно сползают с материка в море, а затем с грохотом обрушиваются в воду. В Антарктиде наибольший объём льда в виде айсбергов дают два гигантских ше́льфовых ледника, надвигающихся на моря Росса и Уэдделла. Например, ше́льфовый ледник Росса имеет площадь, превышающую 500 тысяч км², а толщина льда здесь достигает 700 метров. В море Росса этот ледник подходит в виде огромного ледяного барьера длиной почти в 900 км и высотой до 50 метров.

Распространение айсбергов

Вокруг Антарктиды постоянно плавает около 100 тысяч айсбергов. Комплексное изучение Антарктиды, в том числе наблюдение за айсбергами, ведут работающие здесь 35 научных станций из разных стран. Россия имеет здесь 8 научных станций, США – 3, Великобритания – 2. Антарктические научные станции имеют также Украина, Польша, Аргентина и другие государства.

Международно-правовой режим Антарктиды и других территорий, расположенных южнее 60° ю.ш., регулируется Договором об Антарктиде от 1 декабря 1959 г.

В Северном полушарии основным поставщиком айсбергов в океан является Гренландия. Считается, что ежегодно от ледников этого острова откалывается до 15 тысяч огромных обломков льда. Отсюда они выплывают в один из самых оживлённых районов Атлантического океана.

Айсберги откалываются также от ледников островов Северного Ледовитого океана – Земли Франца-Иосифа, Новой Земли, Северной Земли, Шпицбергена и Канадского арктического архипелага.

В целом ледники занимают 16,1 млн. км² суши, из них 14,4 млн. км² приходится на ледниковые покровы (85,3% - на Антарктиду, 12,1% - на Гренландию). По площади и объёму воды ледники занимают второе место на Земле после Мирового океана, а по содержанию пресной воды они превосходят все реки, озёра и подземные воды, вместе взятые.

По форме айсберги бывают столообразными и пирамидальными. Столообразная форма характерна для антарктических айсбергов, которые образуются при их отделении от огромной массы льда однородной структуры. Когда ледники движутся сравнительно быстро, форма отколовшихся кусков чаще напоминает пирамиду. По мере неравномерного таяния подводной и надводной частей айсберги принимают различные, самые причудливые формы, а с потерей остойчивости они могут опрокидываться.

Айсберги могут достигать огромных размеров. Особенно крупные айсберги образуются из шельфовых ледников Антарктиды. В 1987 году с помощью спутников Земли в районе моря Росса был обнаружен айсберг длиною 153 и шириною 36 км.

От этого же ледника в 2000 году откололся айсберг, получивший название В-15. Этот гигант имел площадь более 11000 км². Если бы льдина такой площади оказалась на Ладожском озере, то она закрыла бы 63% поверхности этого большого (17,7 тыс.км²) озера.

Масса подобных гигантов может исчисляться сотнями миллионов и даже миллиардами тонн. А ведь это чистая пресная вода, нехватку которой уже давно ощущают многие страны.

Дальность плавания айсбергов

Теплоёмкость таяния льда очень велика. Чтобы растопить 1 грамм льда, требуется 80 калорий, не считая тепла, которое необходимо, чтобы согреть лёд до нуля градусов. Не случайно уже давно возникли проекты буксировки айсбергов к берегам таких приморских государств, как Япония, Саудовская Аравия, Кувейт, ОАЭ. Расчеты показывают, что айсберг «средних» размеров: длиной в 1 км, шириной 600 м и общей высотой 300 м за время пути буксировки, например, из Антарктиды в Саудовскую Аравию потеряет не более 20% своего объёма. Начальный вес такого айсберга составил бы около 180 млн. тонн (в воде он значительно меньше). Если буксировка айсберга таких размеров остаётся пока технически непростой задачей, то доставка сравнительно небольших обломков льда объёмом в 200-300 тысяч кубометров вполне выполнима и уже время от времени осуществляется указанными выше странами.

Отколовшись от ледников, айсберги, подхваченные течениями и подгоняемые ветрами, иногда уплывают далеко за пределы полярных областей. Антарктические айсберги достигают южных берегов Австралии, Южной Америки и даже Африки. Айсберги Гренландии проникают в Северную Атлантику до сорокового градуса северной широты, т.е. широты Нью-Йорка, а иногда и южнее, достигая Азорских и даже Бермудских островов.

Дальность плавания айсбергов и время их существования в океане зависят не только от направления и скорости морских течений, но и от физических свойств самих айсбергов. Очень большие и глубоко промороженные (до минус 60 градусов) антарктические айсберги существуют по нескольку лет, а в отдельных случаях даже десятилетий.

Гренландские айсберги тают значительно быстрее, всего за 2-3 года, т.к. они не столь велики по размерам и температура их промерзания не больше минус 30 градусов.

Опасность айсбергов

✦ Какую опасность представляют плавающие ледяные горы для судоходства, объяснять излишне. Не раз столкновения с айсбергами приводили к катастрофам на море. Но ни одна из таких катастроф не может сравниться с трагедией, разыгравшейся в начале XX века в Северной Атлантике.

В наши дни опасность столкновения с айсбергами существенно уменьшилась по сравнению с временами «Титаника». На морских судах, в портах, на искусственных спутниках Земли установлена достаточно надёжная радиолокационная и другая аппаратура для слежения, оповещения и предупреждения об опасности встречи с айсбергами. В северной части Атлантики, где пролегают оживленные морские пути, постоянно находится на вахте специальный ледовый патруль. Он предупреждает капитанов судов о местах нахождения крупных айсбергов. В Международный ледовый патруль входят 16 стран. Его корабли обнаруживают айсберги, предупреждают о местонахождении айсбергов и направлении их движения. В функции ледового патруля входит также борьба с айсбергами, которая ведётся при помощи взрывов, использования зажигательных бомб, тёмной окраски ледяных глыб, например, путём нанесения слоя сажи на поверхность айсберга для ускорения процесса таяния и т.д.

Однако принимаемые меры не могут быть исчерпывающими. Айсберги появляются в океане по законам природы. Никто не может полностью гарантировать морские суда от ледовой опасности. Океан велик и часто таит в себе опасности, к которым всегда необходимо готовиться заранее.