Айсберги: образование, распространение, опасность и методы защиты,
перспективы использования
Санкт-Петербург,
2007 г.
Содержание:
1.Общие сведения………………………………………3
2.Гляциология…………………………………………..5
3.
Опасность и методы защиты…………………………….....6
4.
Использование ……………………………………………....8
5. Литература……………………………………………………9
Общие сведения
Айсберг - ледяная гора, крупная глыба ледникового льда, плавающая или сидящая на мели в океане, море или приледниковом озере. Образуется вследствие обламывания (под влиянием гидростатического давления воды, приливов, течений и ветра) концов ледников, спускающихся в воду. Главные очаги образования айсбергов., дающие наибольшее их количество и самые крупные экземпляры, - шельфовые ледники (шельфовые льды – частично лежат на шельфе, частично на воде) Антарктиды и северных островов Канадского Арктического архипелага, а также ледники Гренландии. В зависимости от плотности льда и воды от 83 до 90% объёма айсбергов находится под водой. Над поверхностью воды айсберги поднимаются в среднем на 70 м (Арктика) - 100 м (Антарктика). Под влиянием неравномерного таяния айсберги время от времени опрокидываются. Гренландские айсберги выносятся Восточно-Гренландским и Лабрадорским течениями до 40-50° северной широты, в отдельных случаях - южнее; антарктические айсберги достигают 45-60° южной широты, в 1894 их наблюдали даже под 26° южной широты, т. е. в тропическом поясе. Направление дрейфа айсбергов зависит главным образом от океанических течений, поэтому айсберги часто движутся против ветра.
Антарктические айсберги редко продвигаются далеко на север в Индийский океан и южную часть Тихого, где проходят основные судоходные пути, хотя их и встречали в 160 км к югу от Австралии. В Южной Атлантике айсберги дрейфуют с Фолклендским течением от мыса Горн к мысу Доброй Надежды. Северная часть Тихого океана отделена от Северного Ледовитого (за исключением узкого Берингова пролива) и свободна от айсбергов. 10-15 тыс. айсбергов ежегодно откалываются от западно-гренландских ледников, много их поступает из восточной Гренландии и с северо-восточного арктического побережья Канады. Лабрадорское течение переносит эти айсберги на юг, вдоль Ньюфаундленда, а затем Гольфстрим влечет их через Атлантику в северо-северо-восточном направлении. С апреля по август айсберги в изобилии встречаются на оживленных североатлантических судоходных линиях и круглый год могут наблюдаться в районах к северу от 43° с.ш. Иногда на юге они попадались вплоть до широты Азорских островов.
Иногда плавучие ледяные горы напоминают своими очертаниями средневековые замки или сторожевые башни. Их называют пирамидальными. Встречаются и столообразные айсберги – вершины их имеют вид больших плоских полей.
Антарктические айсберги плавают по огромной территории холодных южных морей, не стесненных материковыми границами, иногда поднимаются до южных побережий Африки и Австралии. Форма этих айсбергов имеет свои особенности: зачастую это так называемые столообразные айсберги – плоские ледовые поля, мало возвышающиеся над водой. Будучи обломками шельфового льда, они имеют солоноватые нижние слои, но основная их масса – пресный чистейший лед. Они покрывают поверхность арктических островов и Антарктического материка и постепенно сползают в отдельных местах к океану. Иногда такой ледниковый покров растекается и по поверхности моря, образуя так называемые шельфовые прибрежные ледники. От них-то и отрываются временами большие столообразные ледяные поля, которые под действием ветров и течений отправляются странствовать по океаническим просторам, становятся «морскими бродягами».
Пирамидальные айсберги рождаются в ледниках, спускающихся к океану с гор. Незабываемое зрелище, представляет собой момент, когда от такого ледника, нависшего над морем, откалывается гигантская глыба. Айсберг рождается под раскатистый грохот, напоминающий орудийные залпы. В Гренландии есть знаменитый ледник Якобсхавн, от которого ежегодно уходят в далекие морские путешествия десятки миллионов кубических метров ледяных гор. Много таких ледников и на берегах Новой Земли, Аляски, Шпицбергена.
Самым крупным из антарктических считают айсберг, обнаруженный исследователями в 1964 году. Образовавшийся после разлома шельфовых ледников Эмери и Западного, этот гигант достигал 175 км в длину и 75 км в ширину, а его площадь составляла 12 тыс. кв. км. Айсберги, подобные этому, поднимаются над водой на сотни метров. А поскольку примерно 6/7 их высоты скрыто под водой, то их несет подповерхностное течение, направление которого не всегда совпадает с поверхностным. Поэтому айсберги часто меняют курс, что увеличивает опасность столкновения с ними.
При длительном дрейфе в айсбергах зачастую образуются целые системы сквозных промоин. Такие айсберги называют поющими: в ветреную погоду они неожиданно издают фантастические звуки.
Способность генерировать звуки обнаружена и у льдов, не имеющих заметных полостей. Полярные льды в напряженном состоянии многоголосо звучат, подобно огромному органу. Характер звучания льда зависит от температуры окружающего воздуха, но природа этого явления пока остается загадкой. Еще в начале нашего века в айсбергах видели лишь угрозу, теперь люди начинают активно использовать их для различных целей. Основная задача – использовать эти гигантские ледяные «консервы» как источники водоснабжения.
Особенно важно это для безводных побережий Австралийского и Южноамериканского континентов, сравнительно близких к Антарктическому бассейну. Конечно, дальняя транспортировка айсбергов – дело сложное и непривычное. Немало трудностей связано и с тем, чтобы заставить айсберги таять в нужном режиме. Однако по предварительным расчетам стоимость талой воды из прибуксированных айсбергов все равно оказывается намного ниже опресненной морской. Кроме того, эта вода сразу пригодна для питья.
И еще одно, несколько неожиданное свойство айсбергов и многолетних толщ материковых льдов обнаружили ученые. Оказалось, что это идеальные «кладовые памяти» нашей планеты. Вследствие циркуляции воздушных масс мельчайшие частицы взвешенных в воздухе примесей отлагаются повсеместно на земной поверхности, но практически нигде, кроме ледяных массивов, они недоступны последующему наблюдению. В Антарктиде лед наращивался многие тысячелетия и теперь толщина его достигает примерно четырех с половиной километров. Здесь надежно законсервированы земная и космическая пыль, вулканический пепел, микроорганизмы и даже воздух давно минувших времен. Все это позволяет понять ход природных процессов, познать далекое прошлое нашей планеты. Ученые все глубже изучают «память» ледяных покровов Земли, постигают значение ее для познания общепланетарных явлений стабильности климата, процессов перераспределения энергии на Земле и т.д. Хотя ледяные монолиты не образуют непрерывного слоя, их начинают выделять в отдельную сферу – гляциосферу, наравне с атмосферой, гидросферой и литосферой. Льды планеты, составляющие десятую часть ее поверхности, – один из важнейших компонентов окружающего мира.
А как тают айсберги?
Они разрушаются неодинаково в тех местах, где образуются и в тех местах куда выносятся. В районах мощных океанических течений – Ламбардорского и Гольфстрима – они изучены наиболее тщательно. В лабрадорском течении летом вода холодная, а воздух над морем тёплый. Следовательно, таяние начинается с верхней, надводной части. В Гольфстриме вода весной гораздо теплее, чем воздух и айсберг тает, прежде всего, снизу в подводной части. Летом в Гольфстриме и вода и воздух тёплые и айсберги тают быстро с них как с гор на суше бегут ручьи, отламываются большие и малые куски, айсберг теряет равновесие, переворачивается. Замечено, что высота айсберга уменьшается в день иногда более чем на 3 м; видели айсберг, ставший за день ниже на 10 м. Обычно айсберг движется от моря Баффина до района к югу от Большой Ньюфаундлендской банки примерно пять месяцев. За это время высота его уменьшается вдвое, а общая масса -- в 10 раз.
Когда море неспокойно разрушению айсбергов способствуют механические силы, главным образом волны. Теперь размыв сосредотачивается не в надводной и не подводной части ледяной горы, а в той, что ближе всего к поверхности воды. Вот откуда появляются седловидные формы айсбергов и льдин.
Перемещаясь в более теплые воды, айсберг оплавляется снизу, в результате чего центр тяжести его перемещается выше центра, к которому приложено выталкивающее действие воды. Такой айсберг теряет равновесие и с шумом переворачивается.
При спокойном море и отсутствии ветра айсберг с подтаявшей нижней частью начинает раскачиваться, что является признаком предстоящего переворачивания. Когда айсберг находится в состоянии неустойчивого равновесия, даже работа машин находящегося поблизости корабля может дать толчок к переворачиванию.
Таяние айсбергов на южной границе северных морей вызывает некоторое понижение солености воды. В этом же районе в процессе таяния айсберги сбрасывают на дно морей захваченные ими части морен, а иногда и довольно крупные куски скал.
В средней полосе Советского Союза имеются следы подобной деятельности айсбергов, относящиеся к периоду, когда территория нашей страны была дном моря. Аналогично происходит вынос окатанной гальки на дно арктического бассейна. Примерзая ко льду у берегов, галька вместе с льдинами уносится впоследствии в океан и опускается на его дно после таяния льда.
Гляциология
Гляциология (от лат. glacies — лёд)— наука о путях образования льда, его эволюции и разнообразии. О формах нахождения льда на земной поверхности (ледники, снежный покров, ледяные пещеры и др.), подземных льдах, плавучих льдах (айсберги), их строении, составе, физических свойствах, происхождении и развитии, геологической и геоморфологической деятельности, географическом распространении.
В задачу Гляциология (в этом смысле слова) входит изучение условий и особенностей происхождения, существования и развития ледников, исследование их состава, строения и физических свойств, геологической и геоморфологической деятельности и различных аспектов взаимодействия с географической средой. Гляциология тесно связана с физикой и механикой и широко пользуется их методами наряду с методами геологических и географических наук, к циклу которых она принадлежит.
Начало Гляциология как науке о ледниках положил швейцарский естествоиспытатель О. Соссюр сочинением «Путешествие в Альпы» (1779—96). В 19 в. наметился общий круг проблем Г., но систематических материалов о ледниках не хватало, методы исследований были примитивны и знания о физике льда недостаточны. Поэтому первый этап развития Гляциология был преимущественно описательным и характеризовался накоплением сведений главным образом о формах оледенения стран умеренного климата. Многие закономерности горного оледенения не всегда обоснованно распространялись на все др. типы ледников.
Большое значение для становления Гляциология имели труды Л. Агассиса, Д. Форбса, Дж. Тиндаля, Ф. Фореля, С. Финстервальдера, А. Гейма, Р. Клебельсберга, Х. Рейда и др. за рубежом и исследования Н. А. Буша, В. И. Липского, В. Ф. Ошанина, К. И. Подозерского, В. В. Сапожникова, Б. А. Федченко, П. А. Кропоткина и др. в России, где изучение ледников проводилось со 2-й половины 19 в. в основном по инициативе Русского географического общества (здесь была создана т. н. ледниковая комиссия под руководством И. В. Мушкетова). Практическое значение Гляциология обусловлено широким распространением ледников на Земле (около 11% суши) и тем, что большое количество пресной воды (27—29 млн. км3) заключено в ледниках. Изучение оледенения позволяет более рационально использовать водные ресурсы рек, берущих начало в ледниках, предотвращать катастрофы, связанные с жизнью ледников (сели, наводнения и др.), производить учёт хозяйственно-пригодных территорий, высвобождающихся в связи с колебаниями ледников, и т.д.
Созданы специальные учреждения для изучения льда и ледников в СССР, Швейцарии, США, Канаде, Италии, Франции, Великобритании, Японии, Аргентине и др. В 1894 организована Международная ледниковая комиссия (ныне Комиссия снега и льда Ассоциации научной гидрологии Международного союза геодезии и геофизики).
Опасность и методы защиты
Айсберг в переводе означает «ледяная гора». И в этом нет преувеличения. В океанах встречаются ледяные исполины длиной в десятки и даже в сотни километров. В 1927 году норвежцы встретились с гигантом, длина которого достигала ста семидесяти километров.
Айсберги очень опасны. Ведь даже современный океанский лайнер по сравнению с такой огромной плавающей глыбой льда – игрушка. Правда, сейчас у мореплавателей уже появилась возможность избежать столкновения: современные навигационные приборы, в частности радиолокаторы, позволяют видеть в любых метеорологических условиях. Но история мореплавания знает еще не одну трагедию, связанную со столкновениями с айсбергами. Так, несколько лет назад катастрофа произошла с датским пароходом «Ханс Хедтофт», погибло девяносто пять человек. Тогда же в ньюфаундлендских водах, у берегов Америки, от плавучих глыб льда получили повреждения советские корабли «Чернышевский», «Радищев» и «Ногинск».
В 1854 году моряки не раз встречали столообразный айсберг длиной сто двадцать километров и высотой девяносто метров. Подсчитали, что объем его достигал пятисот кубических километров. В течение десяти лет двадцать одно судно сообщало о продвижении этого гиганта в сторону экватора. А в 1904 году судно «Зенит» встретило около Фолклендских островов пирамидальный айсберг высотой четыреста пятьдесят метров.
Многие месяцы и годы странствуют в морях и океанах опасные ледяные горы. Предполагают, что возраст их может достигать десятка лет, если, конечно, течения не вынесут айсберг в теплые воды. Постепенно ветер и туман, волны и теплый воздух разрушают айсберг – он тает, уменьшается, раскалывается на части. Но отдельные осколки ледяных гор, вернее, уже не осколки, а сглаженные волнами округлые льдины весом в несколько тонн – моряки называют их «орехами» – становятся еще опаснее, чем большие горы льда. Айсберг хорошо виден на экране радиолокатора, а такой «орех» остается незамеченным, и поэтому может стать причиной катастрофы.
В 1954 году в одну из штормовых ночей китобойное судно «Слава-5» столкнулось с таким вот «орешком» и получило пробоину. Лишь мужество экипажа спасло судно от гибели.
В ясную погоду благодаря своей блестящей поверхности айсберги видны издалека. Ночью буруны образуют предупредительную белую линию вокруг их основания. В тумане они плохо различимы на расстоянии свыше 90 м, и до изобретения радара обнаруживались с помощью корабельной сирены, звук которой отражался от их поверхности. Гибель первоклассного лайнера «Титаник» в 1912 была результатом неосторожности, и это явилось причиной действующих до сих пор очень строгих правил безопасности мореплавания. В безлунную ночь с 14 на 15 апреля судно продолжало двигаться со скоростью 22 узлов, несмотря на полученные по радио предупреждения о наличии в этом районе плавающих льдов. Оно столкнулось с айсбергом через 40 с после того, как тот был замечен, и затонуло через 2 ч 40 мин, унеся 1513 жизней.
Согласно докладу лорда Мерсея, судно погибло вследствии столкновения с айсбергом, а оно произошло потому, что судно следовало с недопустимо высокой, в данных обстоятельствах, скоростью. Вот и все. А дальше – многочисленные выводы.
«..Никогда больше не станут люди направлять свои суда в ледяные поля, не прислушиваясь к предупреждениям, уповая только на прочность нескольких тысяч тонн склепанных стальных листов. С той достопамятной ночи на трансатлантических лайнерах будут серьезно относиться к ледовым предупреждениям, стараться обойти опасные места или идти умеренным ходом. Никто больше не будет верить в "непотопляемые" суда.
И айсберги не будут больше безнадзорно болтаться по морям. После гибели "Титаника" американское и английское правительства организовали международный ледовый патруль, и сегодня корабли береговой охраны следят за блуждающими айсбергами, которые дрейфуют в сторону морских путей. В качестве дополнительной меры предосторожности на зиму морские пути сдвигают к югу.
И нет больше лайнеров, на которых радиовахты несли бы неполные сутки. На каждом пассажирском судне обязательно предусмотрена круглосуточная радиовахта. Люди больше не будут гибнуть из-за того, что какой-нибудь Сирил Эванс в десяти милях от них закончил вахту и улегся спать.
Многие айсберги оседают на мелях и постепенно тают, однако в периоды солнечной активности Северная Атлантика буквально заполняется этими ледяными плавучими горами, нередко окутанными плотным туманом. Чтобы предотвратить столкновение кораблей с айсбергами, в Атлантике с 1914 года действует специальная служба – Международный ледовый патруль. Он вооружен эхолотами и гидролокаторами, способными выявлять подводные очертания айсбергов. Специальные анализаторы, сигнализирующие о внезапном падении солености и температудяных гигантов. Чтобы сделать айсберги более заметными издали, их обстреливают снарядами, начиненными яркими светящимися красками. Любой корабль, находящийся в опасной акватории, может получить необходимую информацию и снимки ледяного покрова океана с помощью спутников.
Использование
В 60-х годах в специальных научных журналах появились первые работы, посвящённые использованию антарктических айсбергов как источника пресной воды. В статьях рассматривались различные стороны этой задачи, связанные с техническими проблемами транспортировки ледяных гор через океан и переработки льда в воду. Широкая общественность узнала о возможностях использования антакртических айсбергов для водоснобжения значительно позже, в 70-х годах, когда эта проблема стала обсуждаться на страницах массовых средств информации. Одним из результатов широкого обсуждения идей транспортировки айсбергов было появление некоей фирмы, которая взялась разработать для небольшого княжества, лежащего на пустынном берегу, проект доставки айсберга на привязи. Под разработку проекта были получены сотни тысяч долларов, а потом фирма исчезла. Это было первое «практическое» применение вполне осуществимой идеи транспортировки айсбергов к зонам жажды – пустынным и полупыстынным районам Земли.
Идея транспортировки айсбергов продолжала развиваться. В 1974 году в США был проведён семинар по этой проблеме: В штате Айвова в 1977 году состоялся международный симпозиум по проблеме транспортировки айсбергов. Саудовский принц Мухаммед аль-Фейсал, руководитель Корпорации по опреснению солёной воды в Саудовской Аравии, написала статью, посвящённую этой проблеме, Создана Международная компания транспортировки айсбергов, финансируемая из частных источников Саудовской Аравии, к работе в которой привлекаются известные гляциологи. Фирма вместе с Международным гляциологическим обществом в 1980 году организовала новый международный симпозиум, посвящённый использованию айсбергов, который показал, что многие технические вопросы транспортировки решаются на самом современном уровне, а ряд разработок уже защищены патентами.
Ещё в начале 20 века существовал проект транспортировки небольших айсбергов, продуцируемых ледниками Аляски, к берегам штата Калифорния. И вот во второй половине 20 века этот проект возродился на базе антарктических айсбергов, транспортировка которых к зонам жажды более рациональна, так как они находятся в районах, расположенных ближе к этим зонам, и их размеры существенно больше, чем размеры айсбергов северного полушария. Принципиально многие вопросы транспортировки решены, сейчас отрабатываются технические детали. Однако намечавшаяся экспериментальная транспортировка айсберга к берегам Австралии пока ещё не осуществлена. И всё же лёд из Гренландии и Антарктики вывозят – и продают в виде кубиков для коктейлей с рекламной надписью «самый чистый лёд на Земле».
Поскольку опреснение морской воды требует больших энергетических затрат и стоит очень дорого, то даже если учесть что транспортировка айсбергов тоже не дешёвая, всё равно айсберг – как источник пресной воды намного более выгоден чем опреснение морской воды.
Интересный факт:
В 1942 году в Англии возникла идея создания авианосца из плавающего айсберга. Такой авианосец в принципе должен быть дешев. Ввиду того, что он представляет собой сплошную глыбу льда, ему не страшны торпеды и бомбы. Совместными усилиями Англии и Канады такой ледяной корабль водоизмещением 2 млн тонн был построен. Он имел форму параллелепипеда с толщиной стенок в 9 м и возвышался над водой на 15 м. В верхней части его располагалась взлетно-посадочная полоса размером 600х500 м2. На корабле было смонтировано 16 холодильных установок, которые поддерживали температуру стен около – 15°C. Благодаря работе 20 тысяч сильных моторов айсберг мог перемещаться со скоростью 7 узлов в час. Все надстройки на нем возводились из смеси льда с древесными опилками: материал этот в 4 раза прочнее льда, обладает ковкостью и оказывает примерно такое же сопротивление взрыву, как бетон.
Литература:
1) Арабаджи В.И. Загадки простой воды. М., Знание, 1973, 95 с.
2) Калесник С.В. Очерки гляциологии. М., 1963
3) Лосев К.с. «Антарктический ледниковый покров» М.,Наука, 1982г.
4) Лосев К.с. «Страна вечной зимы» Л., Гидрометеоиздательство, 1986.
5) Котляков В.м. «Снег и лёд в природе Земли» М., 1986г.
|