Ледовый покров

Как известно, обычная вода замерзает при нулевой температуре. Содержание растворенных солей несколько снижает температуру замерзания, и морская вода нормальной солености (3,5 г солей в 1 л воды) замерзает при температуре -1,9°С. Поэтому районы со среднегодовой температурой ниже этого значения постоянно покрыты льдами, кроме того, на периферии этой области с постоянным ледовым покровом образуются сезонные ледовые поля, увеличивающие площадь покрова зимой и стаивающие летом. Область сезонного оледенения значительна. В Антарктиде площадь стабильного ледового покрова составляет примерно 5 млн. км², а зимой этот покров уже занимает площадь в 20 млн. км² (рис. 5).

Рис. 5. Карта полярных областей Мирового океана (а - арктическая, б - антарктическая). Области: 1 - постоянного оледенения; 2 - сезонного оледенения; 3 - рассеивания свободно плавающих льдов - айсбергов

Толщина морского льда зависит от среднегодовой температуры, толщины деятельного слоя воды и амплитуды сезонных колебаний. В Антарктике средняя толщина морского льда составляет всего 1 м, в Арктике - 2 м. Однако в областях со стабильным ледовым покровом толщина льда обычно больше 3-4 м. При сжатии ледовых полей образуются торосы, при этом льдины громоздятся одна на другую, образуя многослойный лед толщиной 15-20 м.

Образование ледового покрова сильно меняет тепловой режим моря. Во-первых, возрастает альбедо - отражение от льда, обычно покрытого снегом. Во-вторых, низкая теплопроводность льда способствует аккумуляции подводного тепла, приносимого глубинным тепловым потоком и течениями, и таким образом препятствует полному промерзанию бассейна.

Остановимся кратко на физико-химических свойствах воды. Прежде всего выясним, почему лед плавает. Объясняют это тем, что максимальная плотность воды в 1 ^г/_см³ достигается при положительной температуре (для дистиллированной воды 3,98°С), поэтому лед при нулевой температуре и ниже легче воды и, обладая плотностью около 0,9 ^г/_см, свободно плавает на воде. При замерзании морской воды растворенные в ней соли "вымораживаются" и в результате образуется практически пресный лед. В этих условиях при плотности соленой морской воды 1,02 ^г/_см³ плавучесть льда еще выше.

Обычно в зимний период образуются огромные ледовые поля, часто прикрепленные к берегам континентов или островов. У берегов, в области стабильного ледового покрова, толщина льда может достигать нескольких метров - это так называемые паковые льды. Однако плавучие льды наибольшей толщины образуются при откалывании ледниковых "языков", спускающихся в океан. Такой ледник какое-то время сохраняет связь с ледником на суше. Затем под действием приливов, цунами и других факторов образуется трещина и часть ледника начинает самостоятельное плавание в виде айсберга.

Практически все ледники полярных областей являются поставщиками айсбергов. Образуются они у побережья Гренландии и Северной Канады, однако крупнейшие айсберги связаны с шельфовыми ледниками Антарктиды.

В соответствии со значениями плотностей и законом Архимеда высота надводной части айсберга в 6-7 раз меньше высоты подводной. Даже трудно себе представить полные размеры айсберга высотой 137 м (над водой), встреченного дизель-электроходом "Обь" в 1962 году. Еще внушительнее горизонтальные габариты айсбергов, крупнейшие из которых достигают размеров 100x400 км. Естественно, что такие гиганты многие десятилетия плавают в полярных широтах, иногда течения выносят их даже в умеренные; среднюю продолжительность "жизни" айсберга оценивают в 13 лет.

По подсчетам ученых, одновременно в Мировом океане плавает около 250 тысяч айсбергов, в том числе 200 тысяч в Антарктиде и 50 тысяч в северном полушарии. Только в Антарктике от ледового континента отрывается и уносится в виде айсбергов в умеренные, более теплые широты ежегодно около 1,63х10¹² т льда.