Особенности природы Северного Ледовитого океана

Мощность земной коры в пределах подводной окраины материков изменяется от 35 км на шельфе до 15 км на материковом склоне.

Срединно-океанические хребты. Северным продолжением Срединно-Атлантического хребта является хребет Геккеля высотой около 3000 м над ложем. Для него характерно кул и сообразное расположение рифтовых гребней и долин. Местами над хребтом выделяются отдельные вершины вулканического генезиса. Хребет Геккеля отличается малой шириной и представлен лишь рифтовой зоной. По рифтовым трещинам на поверхность выходят ультраосновные породы. К рифтовой зоне хребта приурочены эпицентры землетрясений. Эта сейсмическая зона продолжается далее к востоку в виде системы Колымо-Алеутских разломов. К северу от Новосибирских островов, от 80° с. ш. и 140° в. д., начинается грандиозный подводный хребет Ломоносова — своеобразное горное сооружение, имеющее структурную связь со складчатой системой Верхоянского хребта. Протяженность хребта 2000 км. Минимальная глубина над хребтом 489, а относительная высота хребта 3000 м. Хребет Ломоносова — массивное глыбовое сооружение с крутыми склонами, расчлененными подводными каньонами, и выровненной поверхностью гребня хребта. Гребень хребта покрыт осадками мощностью до 300 м.

Хребет Менделеева — менее протяженный и не столь  резкий по очертаниям. Ранее считалось, что он более древний, чем хребет Ломоносова. Однако современные сведения дают возможность утверждать, что оба хребта образовались в каледонское время.[14]

Ложе океана. Ложе Северного Ледовитого океана представлено несколькими котловинами, разделенными подводными океаническими хребтами. Многие исследователи считают, что глубоководные котловины океана образовались в местах погружения древних обширных платформенных структур.

Узкая котловина  ложа океана, прилегающая к баренцевоморскому и карскоморскому шельфам, носит название котловины Нансена (5449 м). Котловина Нансена отличается от других котловин большим расчленением рельефа. Предполагается, что фундаментом ее значительной части является погрузившаяся палеозойская платформа. Дно котловины занято плоской абиссальной равниной.

Севернее котловины  Нансена расположена котловина  Амундсена (4490 м). В западной ее части  рельеф холмистый, а в центральной  и восточной выровненный. В пределах этой котловины находится Северный полюс.

Обращенный к  Северной Америке край котловины Амундсена примыкает к хребту Ломоносова. За хребтом Ломоносова расположена часть ложа океана с очень сложным рельефом. Здесь основную часть ложа занимает Канадская, или Бофорта, котловина — самая обширная котловина ложа Северного Ледовитого океана. Ее глубина 385 м. На севере котловина осложнена хребтом Бофорта. Между хребтами Ломоносова и Менделеева лежит котловина Макарова, характеризующаяся расчлененным рельефом и представляющая собой межгорную впадину между хребтами. Особенностью котловин Нансена, Амундсена, Макарова и Канадской является большая толщина осадочного слоя.[2]

По геологическому строению дна и особенностям рельефа  в Северном Ледовитом океане выделяют три части: Северо-Европейский бассейн (моря Гренландское, Норвежское, Баренцево  и Белое), Арктический бассейн (глубоководная центральная часть океана) и моря, расположенные в пределах материковой отмели (Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское, Бофорта, Баффина).[6-2]

Донные отложения. В Северном Ледовитом океане изучен только самый поверхностный (до 4 м) слой донных осадков. Здесь не было глубоководного бурения.

Донные отложения  океана представлены мощной терригенной  толщей, сформированной выносами рек, с малым количеством органогенных осадков. Терригенные отложения  образованы крупным и мелким песком и песчаным илом.

На больших  глубинах находятся неорганические и органические илы, встречаются  глубокомощные включения с примесью известкового материала. В глубоководных  впадинах распространены хорошо отсортированные  глинистые илы.[4] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

III Климат и гидрологические условия Северного Ледовитого океана

3.1   Климат 

Положение Северного  Ледовитого океана за небольшими исключениями внутри полярного круга определяет главную особенность его климатических  условий: преобладание отдачи тепла по сравнению с его поступлением от Солнца. Особенно это проявляется зимой, в условиях полярной ночи, которая продолжается, как известно, от одних суток у полярного круга до 176 на полюсе. Но и в течение полярного лета приход тепла ничтожно мал по сравнению с расходом в основном из-за его отражения поверхностью ледяного покрова, площадь которого в сентябре достигает 7 млн. км2. Основным источником тепла, попадающего в атмосферу над Северным Ледовитым океаном и в его водные массы, являются воды теплых течений, поступающих из Атлантики через Северо-Европейский бассейн и частично — из Тихого океана через Берингов пролив. Не меньшее значение имеет относительно теплый воздух, выносимый циклонами, формирующимися в этих регионах в течение всего года. 

Зимой над Арктическим  бассейном, покрытым практически весь год мощными (более 4 м) дрейфующими  льдами, и над Гренландией с  ее ледяным панцирем устанавливаются  антициклональные условия, температура  может снижаться до -40 ° С и ниже. Окраинные моря Сибири и межостровные воды Канадского Арктического архипелага покрываются льдом, температура воздуха над всей акваторией отрицательна, для окраинных частей океана характерны штормовые ветры значительной силы. Общая площадь ледяного покрова Северного Ледовитого океана в марте достигает 11 млн км2. Свободными от льда остаются только Норвежское и частично Гренландское и Баренцево моря, через которые проникают ветви теплого Северо-Атлантического течения: Ирмингера — в Баффинов залив, Норвежское и его продолжения (Западно - Шпицбергенское и Нордкапское) — на север и на восток соответственно. Над этими бассейнами со стороны Исландского минимума распространяются циклоны, иногда достигая приполюсных районов Арктического бассейна, а также Карского моря и даже Новосибирских островов. Температура воздуха над южной частью Норвежского моря 2 °С, но над большей частью Канадского архипелага она почти так же низка, как над Арктическим бассейном. Подо льдом температура воды в поверхностном слое близка к точке замерзания. 

Летом высокое атмосферное давление сохраняется над покрытой льдами Гренландией. Отдельные антициклональные ядра существуют и в других местах, но в целом давление над Северным Ледовитым океаном понижается, и усиливается циклоническая деятельность. Сильного прогревания воздуха не происходит. Над Арктическим бассейном температура летних месяцев равна -2 ° С, над окраинными морями Азии, освобожденными от зимнего ледяного покрова, 4...6 °С, над Норвежским морем 10... 12 °С. Наиболее холодным остается Канадский Арктический архипелаг: там преобладающая температура короткого летнего периода -10...-12 °С, выше 0 °С она вообще не поднимается. 

Не происходит также существенного прогревания  поверхностных вод в течение  летнего периода. Подо льдом температура  их повышается лишь на десятые доли градуса, на открытых пространствах  до 0,5 °С. На открытой поверхности морей  вода может прогреваться до 2...8 °С. 

С прекращением ледостава на реках и исчезновением  ледяного покрова в окраинных  морях Сибири при преобладающих  ветрах с континента в сторону  океана в его водах образуется избыток воды, порождающий стоковое течение, которое, пополняясь водой со стороны Тихого океана через Берингов пролив, приобретает постоянный характер. Пересекая океан, оно направляется в Атлантику через пролив между Шпицбергеном и Гренландией. Это Трансарктическое течение, усиливаемое ветрами со стороны Гренландии в Атлантический океан, является главным путем выноса плавучих льдов и айсбергов на юг, давая начало Восточно-Гренландскому течению, играет немалую роль в общем охлаждении Канадского Арктического архипелага и северо-восточных частей Северо-Американского материка.[1,13] 

Климатические особенности Северного Ледовитого океана, являющиеся следствием его  приполярного положения, а также  его размеры и характер связей с другими океанами определяют соленость  его поверхностных вод, которая  в целом ниже средней океанической и значительно изменяется в течение года. Главные причины этого — опресняющее воздействие речного стока крупных рек Евразии и Северной Америки и таяние льдов в летнее время. Средние показатели солености колеблются от 30 до 32 %о, наибольшие значения (34-35 %о) характерны для районов Земли Франца-Иосифа и Шпицбергена, что связано с выносом соленых вод из Атлантического океана. В летнее время соленость понижается, особенно у берегов материков (до 20-10 %с). Зимой под покровом льдов соленость возрастает, а на значительных глубинах достигает 34,5-35 %о.

Благодаря своему географическому положению Северный Ледовитый океан получает гораздо  меньше солнечной энергии, чем другие океаны, расположенные в более  низких широтах. Следствием этого является настолько низкая температура его поверхностных вод, что, за исключением районов у берегов Норвегии и Мурманского побережья, океан круглый год почти полностью скован льдом. Однако ледяной покров неоднороден и состоит из ледяных глыб различного размера. [3]

3.2 Особенности гидрологического  режима

Водо- и  теплообмен Северного Ледовитого океана с прилежащими океанами в значительной мере обусловлен его положительным пресным балансом; крупнейшие реки, впадающие в Северный Ледовитый океан (Северная Двина, Обь, Енисей, Хатанга, Лена, Колыма, Макензи и др.), приносят в океан около 5000 км³ пресной воды ежегодно. Такое количество воды могло бы образовать в Северном Ледовитом океане слой толщиной около 40 см, т. е. в 3 раза больше, чем в среднем по Мировому океану. Распреснённые (солёность менее 32°/_оо) материковым стоком и холодные (с температурой ниже -1 °С) поверхностные воды и льды выносятся мощными Восточно - Грендланским течением и Лабрадорским течением в Атлантику. Общий сток этих течений около 250 тыс. км³ в год. Вынос компенсируется притоком тёплых (до 10 °С) и высокосолёных (34,9-35,2^о/_оо) вод из Атлантического и Тихого океанов: из первого - ветвями Северо-Атлантического течения - Норвежским (135 тыс. км³) и Ирмингера, и из второго - Беринговоморским течением (с последним поступает лишь около 30 тыс. км³ в год). 
 
  Основными водными массами Северного  Ледовитого океана являются поверхностные, промежуточные, глубинные и донные. В отличие от Арктического бассейна, 95% объёма которого занимают мало измененные промежуточные - тихоокеанские, тёплые глубинные - атлантические и донные воды из Норвежского моря, более 80% объёма Северо-Европейского бассейна занимают воды местного образования - холодные промежуточные и донные воды. Последние являются самыми холодными (до -1,3 °С) и самыми плотными среди донных вод Мирового океана. Тёплые атлантические воды Норвежского течения и его ветвей – Западно-Шпицбергенского и Нордкапского течений - занимают не более 8% объёма Северо-Европейского бассейна. 
 
  Одна из главных особенностей гидрологического режима Северного Ледовитого океана - мощный ледяной покров, занимающий в марте площадь 11,4 и в сентябре 7 млн. км². Благодаря тёплым течениям круглый год свободны ото льда только Норвежское и незначительная часть Гренландского и Баренцева морей. Районы Северного Ледовитого океана, освобождающиеся летом ото льда, зимой покрыты в основном однолетними льдами различной толщины (от 0,8 до 2 м) и торосистости; высота надводной части торосов в среднем колеблется от 2 до 3,5м, достигая 5 м. 
 
  Остальная часть Северного Ледовитого океана (в основном Арктический бассейн) покрыта дрейфующими многолетними льдами, толщина которых достигает 4,5 м. Общий объём льда в Северного Ледовитого океана составляет около 26 тыс. км³. В ряде районов Северного Ледовитого океана встречаются айсберги, особенно много их в море Баффина. В Арктическом бассейне подолгу (по 6 и более лет) дрейфуют т. н. ледяные острова, образующиеся из шельфовых ледников Канадского Арктического архипелага; их толщина достигает 30-35 м, вследствие чего они часто используются для организации дрейфующих станций (например, станция «Северный полюс-6» и др.). Ледовые условия существенно затрудняют мореплавание по Северному морскому пути и Северо-Западному проходу, где судоходство возможно лишь в течение 2-3 летних месяцев, причём, как правило, в сопровождении ледоколов.[11] 
 
  Циркуляция поверхностных вод и льдов в Северного Ледовитого океана определяется в основном ветром, оказывающим также существенное влияние и на водообмен Северного Ледовитого океана с Тихим и Атлантическим океанами. Характерной особенностью циркуляции в Арктическом бассейне является антициклонический круговорот вод и льдов со средними скоростями 2-5 см/сек, а в Северо-Европейском бассейне - циклоническая циркуляция вод со скоростями 10-20 см/сек. Циркуляция поверхностных вод и льдов Северного Ледовитого океана определяется Трансарктическим течением, пересекающий Арктический бассейн в направлении от Чукотского моря до пролива Фрама, Восточным антициклоническим круговоротом к С. от Аляски; холодным Восточно-Гренландским течением, идущим на Ю. вдоль восточного побережья Гренландии, и тёплым Норвежским течением с его ответвлениями. Приливы преимущественно полусуточные, величина их в Северо-Европейском бассейне в среднем не превышает 1 м, в Арктическом бассейне 0,5- 0,6 м. Максимальные приливные колебания уровня (до 6 м) наблюдаются в некоторых заливах (например, в Иокангской губе Баренцева моря).[8,14] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

IV Особенности органического мира Северного Ледовитого океана 

4.1 Флора

Наибольшим богатством отличается органический мир в той  части Северного Ледовитого океана, которая непосредственно сообщается с Атлантическим океаном и где на поверхности или на некоторой глубине ощущается влияние относительно теплых атлантических вод, т.е. в Северо-Европейском бассейне: Баренцевом, Белом и Карском морях. Это касается как видового состава, так и количества биомассы и общей промысловой ее ценности. Для этого региона характерно наибольшее видовое и количественное богатство фито- и зоопланктона, в составе нектона преобладают промысловые рыбы (океаническая сельдь, морской окунь, пикша, треска, палтус), а также рыбы, не имеющие большого промыслового значения, но служащие пищей тюленям, белухам и другим водным млекопитающим. 

Слабое развитие льдов и отсутствие припая в летнее время на мелководьях создают  благоприятные условия для развития относительно богатого органического мира на шельфе и в полосе литорали. Такие условия сохраняются при движении на восток, включая Карское море. Те части океана, которые омывают берега Восточной Сибири, Аляски и Канады, характеризуются нарастанием суровости природных условий и общим обеднением органического мира. Некоторое исключение составляет только Чукотское море, куда через Берингов пролив проникают относительно более теплые воды из Тихого океана, и поэтому происходит некоторое обогащение видового состава зоопланктона. В целом же происходит изменение и обеднение видового состава, а также уменьшение массы живых организмов. Например, если в Баренцевом и Карском морях в составе зоопланктона насчитывается до 175 видов, то в восточных морях — до 90. Исчезают многие промысловые рыбы, характерные для западных морей, и их место занимают лососевые, сиговые, но общая биомасса сокращается, особенно на мелководьях.[9,10] 

Особенно беден  органический мир центральной части  Северного Ледовитого океана, включая море Бофорта, покрытое льдами весь год. Фитопланктон состоит в основном из диатомовых водорослей (70 видов), некоторые из которых приспособились к существованию на поверхности многолетних льдов, зоопланктон также насчитывает не более 80 видов. Беден видовой состав рыб. Плотность биомассы в целом от Атлантики к полюсу уменьшается в 5-10 раз. Но по окраинам Арктического бассейна среди многолетних льдов встречаются моржи, гренландский тюлень и некоторые другие представители водных млекопитающих, промысел которых запрещен или строго регулируется международными соглашениями.