Северный Ледовитый океан
Все наши 6 северных морей — Баренцово, Белое, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское — входят в состав Северного Ледовитого океана, а биогеографически, за исключением самого юго-западного уголка Баренцова моря, в арктическую биогеографическую область.
Все эти моря представляют собой водоёмы эпиконтинентальные, т. е. расположенные на материковой отмели, хотя в данном случае край материковой ступени лежит глубже обычного и опускается до 400–500 м. Центральная часть Северного Ледовитого океана занята глубокой впадиной с круто поднимающимися склонами и глубинами до 5 180 м.
Общая площадь Северного Ледовитого океана составляет около 13 млн. кв. км, а центральная глубинная часть 4,9 млн. кв. км. Таким образом, краевые эпиконтинентальные моря составляют по площади около 62% всей поверхности Северного Ледовитого океана, и ширина их в некоторых местах достигает 1 000 км.
Наиболее характерная особенность Полярного бассейна — это плавучие льды, сохраняющиеся на большей части его поверхности в течение круглого года, и низкая температура воды. Подавляющая масса вод, а придонные слои почти на всей площади бассейна в течение всего года сохраняют температуру 1,5—1°,8 ниже нуля. Только в южной и юго-западной части Баренцова моря, в поверхностных слоях Белого моря, вдоль побережий и в южной части Чукотского моря имеет место более или менее значительный прогрев вод, но и тут температура выше 8–12° редкость.
Ледовый режим, как мы увидим дальше, коренным образом воздействует на распределение и развитие жизни в этих арктических водоёмах, на развёртывающиеся в них явления биологической продуктивности и на промысловые их богатства. Немногие из морских водоёмов претерпевали в течение четвертичного времени столь резкие изменения, как Северный Ледовитый океан. Изменялась глубина окраинных водоёмов, вплоть до полного их обсыхания, или, наоборот, моря наступали на сушу и покрывали значительную её часть, и колебания уровня моря имели амплитуду до 800— 900 м. В конце плиоцена море значительно наступило на сушу (рис. 181), что повторилось также и в конце ледниковой эпохи, в силу таяния громадных масс льда.
Перед самой ледниковой эпохой море отступило настолько, что и Баренцово море, и наши краевые сибирские моря стали сушей, а берег моря ушёл далеко на север (рис. 182).
Как мы увидим дальше, колебания уровня моря и связанные с этим колебания режима наложили резкую и своеобразную печать на фауну моря. Одновременно с колебаниями уровня моря происходили и изменения климата. То он становился крайне суровым, гораздо более суровым, чем ныне, и жизнь в арктических морях замирала. То сменялась эпоха, и климат менялся в сторону потепления, масса льдов стаивала, открывались свободные от льдов поверхности моря, жизнь становилась разнообразнее и богаче. Значительное потепление имело место в плиоцене, когда уровень моря стоял высоко, Северный Ледовитый океан гораздо шире сообщался и с Атлантическим, и с Тихим океанами, и гораздо сильнее шёл обмен между их фаунами; менее значительное потепление было и в послеледниковое время, 6–8 тысяч лет назад. При колебаниях уровня дна полярных морей, особенно таких, которые измеряются сотнями метров, на всей площади Северного Ледовитого океана и на его глубинах должны были происходить очень значительные изменения температурного и солевого, а вероятно, и газового режима.
Если бы проливы, соединяющие Северный Ледовитый океан с Атлантическим, стали мельче на 200–300 м, приток тёплых атлантических вод значительно сократился бы, нагромождения льдов стали бы больше, уменьшился бы и сток в Атлантику арктических вод. Всё это должно было бы вызвать не только ухудшение климатических условий, но и уменьшение солёности. Какой степени достигало опреснение, сказать пока трудно, но, очевидно, должны были образовываться системы сильно опреснённых, а частично, может быть, и совсем пресных морских водоёмов. В сложной системе положительных (трансгрессий) и отрицательных (регрессий) колебаний уровня моря эти системы полузамкнутых, а иногда и замкнутых водоёмов могли получать сообщение то с Атлантическим, то с Тихим океанами, снова осолоняться, получать соответственную морскую фауну и опять в дальнейшем опресняться.
Для многих участков Полярного бассейна вдоль побережий Европы и Азии рельеф дна таков, что даже незначительное приподнимание его должно было обусловить образование замкнутых и полузамкнутых и обязательно при этом опреснённых водоёмов. Таковы в первую очередь Баренцово, Белое и Карское моря.
Совершенно очевидно, что исходно морская фауна этих претерпевших постепенное и длительное опреснение частей моря должна была частично погибнуть, а частично приспособиться к существованию в сильно опреснённой, а иногда, возможно, и совсем пресной воде.
В настоящее время Берингов пролив имеет глубину не свыше 40 м, и поперечное сечение всего 2,5 кв. км, однако через него из Берингова моря в Чукотское вливается около 20 тыс. куб. км воды в год. Сечение всех проливов между Гренландией и Скандинавией — около 370 кв. км и наименьшая глубина этих проливов 440 м. Из Атлантического океана в Норвежское море вливается свыше 150 тыс. куб. км воды, имеющей температуру 1,5–4° и выше и обогревающей Северный Ледовитый океан как бы своеобразным водяным отоплением.
Компенсационным течением через Девисов пролив и к востоку от Гренландии вливаются в Атлантический океан холодные воды Северного Ледовитого океана, выносящие вместе с собой около 2 500 куб. км плавучих льдов (около одной пятой части всего запаса арктических плавучих льдов), которые покрывают в зимнее время 11 млн. кв. км Северного Ледовитого океана, т. е. 85% всей его поверхности. Что же происходит с той крайней ветвью атлантических вод, которая, обогнув с запада Шпицберген, движется затем на восток, мимо Земли Франца-Иосифа и Северной Земли и дальше вдоль краёв континентальной ступени (рис. 183). Обогнув Шпицберген, тёплая атлантическая вода уходит под верхний холодный и несколько опреснённый слой воды и движется на восток на глубине 200–1 000 м, что очень хорошо можно видеть, если представить себе как бы поперечный разрез через это течение (рис: 185).
И верхний слой, и глубже лежащие воды имеют температуру ниже нуля, а тёплая атлантическая струя +2, +2°,5. Эти тёплые воды двигаются очень медленно — путь от Шпицбергена до Чукотского моря они проходят в 5 лет, постепенно перемешиваясь с выше- и нижележащими водами и отдавая им своё тепло.
Верхний холодный слой мощностью в 100–200 м имеет солёность 30—32‰ и температуру 1,5—1°,7 ниже нуля. Этот опреснённый слой получается за счёт больших масс пресной воды, изливаемой мощными реками в Северный Ледовитый океан (4 000–5 000 км3). Таковы основные показатели гидрологического режима центральной части Арктического бассейна.
Все эти моря представляют собой водоёмы эпиконтинентальные, т. е. расположенные на материковой отмели, хотя в данном случае край материковой ступени лежит глубже обычного и опускается до 400–500 м. Центральная часть Северного Ледовитого океана занята глубокой впадиной с круто поднимающимися склонами и глубинами до 5 180 м.
Общая площадь Северного Ледовитого океана составляет около 13 млн. кв. км, а центральная глубинная часть 4,9 млн. кв. км. Таким образом, краевые эпиконтинентальные моря составляют по площади около 62% всей поверхности Северного Ледовитого океана, и ширина их в некоторых местах достигает 1 000 км.
Наиболее характерная особенность Полярного бассейна — это плавучие льды, сохраняющиеся на большей части его поверхности в течение круглого года, и низкая температура воды. Подавляющая масса вод, а придонные слои почти на всей площади бассейна в течение всего года сохраняют температуру 1,5—1°,8 ниже нуля. Только в южной и юго-западной части Баренцова моря, в поверхностных слоях Белого моря, вдоль побережий и в южной части Чукотского моря имеет место более или менее значительный прогрев вод, но и тут температура выше 8–12° редкость.
Ледовый режим, как мы увидим дальше, коренным образом воздействует на распределение и развитие жизни в этих арктических водоёмах, на развёртывающиеся в них явления биологической продуктивности и на промысловые их богатства. Немногие из морских водоёмов претерпевали в течение четвертичного времени столь резкие изменения, как Северный Ледовитый океан. Изменялась глубина окраинных водоёмов, вплоть до полного их обсыхания, или, наоборот, моря наступали на сушу и покрывали значительную её часть, и колебания уровня моря имели амплитуду до 800— 900 м. В конце плиоцена море значительно наступило на сушу (рис. 181), что повторилось также и в конце ледниковой эпохи, в силу таяния громадных масс льда.
Рисунок 181. Карта периода наибольшего наступания моря на сушу в четвертичное время (по Саксу).
Перед самой ледниковой эпохой море отступило настолько, что и Баренцово море, и наши краевые сибирские моря стали сушей, а берег моря ушёл далеко на север (рис. 182).
Рисунок 182. Карта периода наибольшего отступания моря в четвертичное время.
Как мы увидим дальше, колебания уровня моря и связанные с этим колебания режима наложили резкую и своеобразную печать на фауну моря. Одновременно с колебаниями уровня моря происходили и изменения климата. То он становился крайне суровым, гораздо более суровым, чем ныне, и жизнь в арктических морях замирала. То сменялась эпоха, и климат менялся в сторону потепления, масса льдов стаивала, открывались свободные от льдов поверхности моря, жизнь становилась разнообразнее и богаче. Значительное потепление имело место в плиоцене, когда уровень моря стоял высоко, Северный Ледовитый океан гораздо шире сообщался и с Атлантическим, и с Тихим океанами, и гораздо сильнее шёл обмен между их фаунами; менее значительное потепление было и в послеледниковое время, 6–8 тысяч лет назад. При колебаниях уровня дна полярных морей, особенно таких, которые измеряются сотнями метров, на всей площади Северного Ледовитого океана и на его глубинах должны были происходить очень значительные изменения температурного и солевого, а вероятно, и газового режима.
Если бы проливы, соединяющие Северный Ледовитый океан с Атлантическим, стали мельче на 200–300 м, приток тёплых атлантических вод значительно сократился бы, нагромождения льдов стали бы больше, уменьшился бы и сток в Атлантику арктических вод. Всё это должно было бы вызвать не только ухудшение климатических условий, но и уменьшение солёности. Какой степени достигало опреснение, сказать пока трудно, но, очевидно, должны были образовываться системы сильно опреснённых, а частично, может быть, и совсем пресных морских водоёмов. В сложной системе положительных (трансгрессий) и отрицательных (регрессий) колебаний уровня моря эти системы полузамкнутых, а иногда и замкнутых водоёмов могли получать сообщение то с Атлантическим, то с Тихим океанами, снова осолоняться, получать соответственную морскую фауну и опять в дальнейшем опресняться.
Для многих участков Полярного бассейна вдоль побережий Европы и Азии рельеф дна таков, что даже незначительное приподнимание его должно было обусловить образование замкнутых и полузамкнутых и обязательно при этом опреснённых водоёмов. Таковы в первую очередь Баренцово, Белое и Карское моря.
Совершенно очевидно, что исходно морская фауна этих претерпевших постепенное и длительное опреснение частей моря должна была частично погибнуть, а частично приспособиться к существованию в сильно опреснённой, а иногда, возможно, и совсем пресной воде.
В настоящее время Берингов пролив имеет глубину не свыше 40 м, и поперечное сечение всего 2,5 кв. км, однако через него из Берингова моря в Чукотское вливается около 20 тыс. куб. км воды в год. Сечение всех проливов между Гренландией и Скандинавией — около 370 кв. км и наименьшая глубина этих проливов 440 м. Из Атлантического океана в Норвежское море вливается свыше 150 тыс. куб. км воды, имеющей температуру 1,5–4° и выше и обогревающей Северный Ледовитый океан как бы своеобразным водяным отоплением.
Компенсационным течением через Девисов пролив и к востоку от Гренландии вливаются в Атлантический океан холодные воды Северного Ледовитого океана, выносящие вместе с собой около 2 500 куб. км плавучих льдов (около одной пятой части всего запаса арктических плавучих льдов), которые покрывают в зимнее время 11 млн. кв. км Северного Ледовитого океана, т. е. 85% всей его поверхности. Что же происходит с той крайней ветвью атлантических вод, которая, обогнув с запада Шпицберген, движется затем на восток, мимо Земли Франца-Иосифа и Северной Земли и дальше вдоль краёв континентальной ступени (рис. 183). Обогнув Шпицберген, тёплая атлантическая вода уходит под верхний холодный и несколько опреснённый слой воды и движется на восток на глубине 200–1 000 м, что очень хорошо можно видеть, если представить себе как бы поперечный разрез через это течение (рис: 185).
Рисунок 183. Проникновение тёплого течения в Северный Ледовитый океан (по Б. Ширшову). Изотермы показаны на глубине 300 м.
Рисунок 185. Температурный разрез по меридиану в высоких широтах Арктики.
И верхний слой, и глубже лежащие воды имеют температуру ниже нуля, а тёплая атлантическая струя +2, +2°,5. Эти тёплые воды двигаются очень медленно — путь от Шпицбергена до Чукотского моря они проходят в 5 лет, постепенно перемешиваясь с выше- и нижележащими водами и отдавая им своё тепло.
Верхний холодный слой мощностью в 100–200 м имеет солёность 30—32‰ и температуру 1,5—1°,7 ниже нуля. Этот опреснённый слой получается за счёт больших масс пресной воды, изливаемой мощными реками в Северный Ледовитый океан (4 000–5 000 км3). Таковы основные показатели гидрологического режима центральной части Арктического бассейна.