Modern mapping of the Arctic Ocean floor

Толық мәтін

В школьном курсе географии, а также при изучении большого числа географических и картографических дисциплин в учебных заведениях среднего профессионального и высшего образования большое внимание уделяется формированию картографических представлений и картографического образа того или иного объекта или территории.

Особенности географического положения Северного Ледовитого океана (далее – СЛО) в высоких широтах Северного полушария и используемые для карт полушарий и мира некоторые картографические проекции (прежде всего одна из самых распространенных и применяющаяся ещё с XVI в. прямая цилиндрическая равноугольная проекция Меркатора) определяют либо практически полное отсутствие представленности СЛО на этих картах (географический Северный полюс не может быть изображен точкой, превращаясь в линию, в связи с чем, как правило, карту в таких проекциях ограничивают областями до 80–85° с. ш.), либо его искаженное изображение (со значительным преувеличением истинных размеров, когда визуально или по результатам картометрических работ площадь СЛО может даже превосходить размеры остальных океанов). В связи с этим нельзя получить не только полного, но и истинного представления о географическом положении, размерах акватории и конфигурации этого океана и его отдельных частей.

Необходимость более детального рассмотрения современных картографических представлений о СЛО определяется также намеренным изменением и/или искажением (и, соответственно, как результат – вытеснением) их исконных названий, данных многим географическим объектам их первооткрывателями, как правило, российскими первопроходцами, исследователями, мореплавателями и путешественниками. Особенно усилились подобные тенденции в связи с территориальными притязаниями США, Канады, Дании и Норвегии на Северный полюс и участки нефтегазоносного арктического шельфа в Российском секторе Арктики. Достаточно вспомнить, что даже сам СЛО в подавляющем большинстве стран мира называют Арктическим. Так же вместо открытой по некоторым данным ещё в XI в. (по другим – позже, в ХV–ХVI вв.) поморами-промысловиками земли Грумант, на изданных в нашей стране (а также Нидерландах и Германии) картах указывается другое название этого архипелага – Шпицберген, в то время как во всем остальном мире – норвежское наименование Свальбард (с 1925 г.).

В 2018 г. Президент России В. В. Путин в связи с вытеснением русских названий географических объектов иностранными поручил начать подготовку нового атласа мира с исконно русскими названиями [12]. Попытки борьбы с подобными явлениями были предприняты ещё в 2009 г., когда в соответствии с Указом Президента России Д. А. Медведева начала работу специальная комиссия по противодействию попыткам фальсификации истории в ущерб интересам России, к сожалению, упразднённая уже в 2012 г. [12]. Тем не менее, в этом же году даже появилось предложение переименовать СЛО, на протяжении истории человечества неоднократно менявший своё название (Гиперборейский, Скифский, Тартарский, Ледовитый, Северный, Сибирский, Море океан, Море океан Ледовитый; Дышащее, Студёное, Северное, Ледовитое, Северное Полярное море и др.) в Русский [3; 5; 12], правда, не всеми воспринятое однозначно.

Особо важную роль играют представления о наиболее слабо изученном (несмотря на самые малые по сравнению с другими океанами площадь и глубины) компоненте природы СЛО – рельефе его дна. СЛО (см. рис. 1) – самый молодой, самый небольшой по площади и самый мелкий среди океанов Земли. Он занимает 14,75 млн. км², имея объём водной массы в 18,07 млн. км³ [6; 7; 13]. Рельеф дна по сравнению с другими океанами имеет более однородную поверхность, его средняя глубина (1225 м) меньше, чем у других океанов, так как большую часть площади его дна (более 45%) занимают шельф и подводные окраины окружающих его континентов – Евразии и Северной Америки. А самая глубокая точка (5527 м), определенная на настоящее время, находится в Гренландском море [6; 7; 13]. Выходящие на поверхность океана структурные элементы рельефа его дна представлены как одиночными островами, так и их скоплениями (архипелагами). В СЛО находится большое их количество. Это самый большой остров нашей планеты Гренландия, 2 175,6 тыс. км²), архипелаги Канадский Арктический (второй по размеру архипелаг Земли, 1 372,6 тыс. км²) [6; 7; 13], Шпицберген и Земля Франца-Иосифа, острова Северная Земля, Новая Земля, Новосибирские, остров Врангеля и другие, и уступает он в этом отношении только Тихому океану. СЛО омывает берега таких государств, как Российская Федерация, Дания, Исландия, Канада, Норвегия, США.

 

Рис. 1. Карта Северного Ледовитого океана [11; 13].

 

Особенности расположения океана в северной полярной зоне с постоянными низкими температурами и практически круглогодичное покрытие ледовым покровом (в зимний период до 9/10 акватории [6; 7; 13]) значительно усложняют исследование и картографирование рельефа его дна. Активизация работ в этом направлении произошла с начала XX в., с изобретением эхолота-гидролокатора, позволившего изучать особенности подводного рельефа с использованием ультразвуковых волн [15]. Если первые однолучевые модели эхолотов не давали возможности получения высокоточных масштабных схем исследуемой поверхности, то появившиеся позже их многолучевые аналоги [15] позволили преодолеть эти существенные ограничения [13]. Причем исследования осуществлялись приборами, установленными как на гражданских ледокольных и океанографических судах, так и на военных – атомных подводных лодках. Даже считавшаяся до настоящего времени наиболее подробной версия Международной батиметрической карты поверхности дна СЛО (впервые созданной в 1997 г. в г. Санкт-Петербурге) IBCAO (The International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean) 3.0 (2012 г.) имела незначительную точностью – лишь 7% отраженной на ней общей поверхности дна имели детализацию разрешением 500х500 м, а 93% – относились к малоизученным [13; 16; 18].

Использование новейших принципов математической обработки полученных с использованием многолучевых эхолотов данных [15] позволило создать наиболее детальную в настоящий момент версию цифровой карты IBCAO 4.0 (2020 г.) (см. рис. 2), отличающуюся более значительной детализацией – 200х200 м, и уже для 19,6% поверхности дна СЛО. Это теперь вполне сопоставимо с изученностью рельефа дна остальных океанов [1; 13].

 

Рис. 2. Цифровая модель рельефа Северного Ледовитого океана и прилегающих территорий [13]

 

Поскольку, как уже отмечалось, акваторию СЛО окружают материки Евразия и Северная Америка, на этом основании при рассмотрении рельефа дна его обычно делят на два бассейна: Евразийский и Амеразийский. Между собой эти акватории разделяет хребет Ломоносова, располагающийся в центральной части океана (рис. 1–3).

 

Рис. 3. Физическая карта Северного Ледовитого океана и прилегающих территорий [3].

 

Главные элементы рельефа указанных бассейнов СЛО: Евразийский бассейн с котловинами Амундсена, Нансена и разделяющим их хребтом Гаккеля и Амеразийский бассейн с котловинами Канадской, Макарова, Подводников и разделяющими их хребтами Альфа и Менделеева [6; 7; 13] (см. рис. 1–3).

Котловины Евразийского бассейна. Хребет Гаккеля разграничивает акваторию котловин Евразийского бассейна на две отдельные котловины второго порядка: Амундсена, непосредственно прилегающую к хребту Ломоносова (см. рис. 2), и Нансена, ограниченную на юге Евразийским шельфом. Рельеф котловин образован постепенно уменьшающими свою высоту в направлении севера и северо-запада абиссальными равнинами. Глубина котловины Нансена меньше таковой в котловине Амундсена на 200-500 м из-за разных режимов осадконакопления: в связи со сносом терригенных осадков с близлежащих районов материкового склона и шельфа Евразии. Для участков котловин, которые находятся ближе к материковым склонам, характерен более выровненный рельеф, а для остальных частей – более пересеченный, холмистый. Мощность осадочного чехла в котловине Нансена варьирует от 4,5 до 8 тыс. м. При этом минимальные показатели характерны для окрестностей плато Ермак (между северным склоном архипелага Шпицберген и глубоководной впадиной Нансена в спрединговой системе Гаккеля) и плато Моррис Джесуп северо-восточнее крайней северной точки Гренландии – мыса Моррис Джесуп и северной окраины моря Лаптевых соответственно), в котловине Амундсена – от 3,5 до 4,5 тыс. м (центральная часть бассейна и опять же, северные окраины моря Лаптевых соответственно) [4; 6; 7; 9].

Котловины Амеразийского бассейна. Здесь находится Канадская котловина – наиболее крупная структура океана, с протяженностью от точки географического Северного полюса на юг к материку Северная Америка около 1,6 тыс. км, при ширине до 1 тыс. км. Имеет глубину 4–4,8 тыс. м. Рельеф котловины образован волнистыми и плоскими абиссальными равнинами. Максимальные значения мощности осадочного чехла достигает 15 км и приурочены к району дельты р. Маккензи (бассейн моря Бофорта) [6; 7; 13].

Котловину Подводников с запада и востока обрамляют соответственно хребты Ломоносова и Менделеева, на границе с которыми ее глубина достигает 1 тыс. м, при средней в 2,5–3 тыс. м. Рельеф дна образован постепенно снижающимися и субгоризонтальными абиссальными равнинами. Дно котловины покрыто илистыми отложениями [9; 10; 14].

Дно котловины Макарова (бассейна Макарова) имеет глубины в 3,8–4 тыс. м (в настоящий момент максимальная отметка – 3 940 м) и сформировано волнистыми и плоскими абиссальными равнинами. Большая глубина свидетельствует о том, что дно котловины подстилается океанической земной корой [6; 7; 14].

Хребет Евразийского бассейна. В Евразийском бассейне расположен только один хребет–Гаккеля, который простирается на 1,8 тыс. км и представляет из себя типичный срединно-океанический хребет. По нему проходит граница Евразийской и Американской литосферных плит [8]. Для хребта характерна высокая сейсмическая и вулканическая активность [4]. Поднятия образованы системой впадин и приподнятых блоков, при удалении от центральной части хребта они сглаживаются [7]. По гребню хребта проходит рифтовая долина (с глубинами около 2–2,5 тыс. м), в пределах которой активно проявляются геодинамический процесс спрединга, расширения океанического дна при раздвигании литосферных плит [6; 8; 13].

Хребты Амеразийского бассейна. Хребет Ломоносова, сложный геологический элемент, простираясь через весь океан и пересекая весь океан через географический Северный полюс в направлении от Северной Гренландии до Северо-Восточной Азии, разделяет глубокие Евразийский и Амеразийский бассейны [1; 13; 16]. Его протяженность составляет 1,8 тыс. км, ширина – 60-200 км, возвышение над дном океана –3,3–3,7 тыс. м [9]. Имея континентальное происхождение, он в целом представлен системой блоков с крутыми склонами, крутизна которых уменьшается вплоть до перехода в подножия [9]. Исследования последних лет позволили обнаружить на поверхности хребта несколько проходов, через которые перемещаются водные массы, образующие подводные течения [1; 13].

Хребты Альфа и Менделеева обычно рассматривают как единую систему, и в литературе существует двойное название – хребет (поднятие) Альфа–Менделеева (см. рис. 2). Связано это с тем, что на момент открытия (40-е – 50-е г. прошлого века) не было ясного представления о том, соединяются ли хребты, или нет [2; 7; 13]. Система хребтов Альфа – Менделеева гораздо (в 3–4 раза) шире хребта Ломоносова (см. рис. 2), но их морфология схожа. Результаты анализа отобранных осадков хребта Альфа и геофизических исследований хребта Менделеева позволяют предположить, что поднятие было сформировано ещё в нормальную эпоху магнитного поля мелового периода (меловой нормальный, меловой суперхрон или C34, 120–83 млн. лет назад). Также, согласно анализам гравиметрических и сейсмических данных, хребты имеют сходную плотностную и сейсмическую структуру коры, её средняя толщина составляет около 32 км, что гораздо больше средних значений мощности океанической земной коры [6; 7; 13].

Дальнейшие направления изучения особенностей и картографирования рельефа дна СЛО связаны со всеобъемлющим геоморфометрическим моделированием [17] на основе геоинформационных технологий и цифрового моделирования рельефа, а также международным проектом Nippon Foundation–GEBCO Seabed 2030 по созданию глобальной батиметрической цифровой модели рельефа высокого разрешения и точности (с 2018 г.) [19] (работающим в продолжение и развитие GEBCO – General Bathymetric Chart of the Oceans, Carte générale bathymétrique des océans, ГЕБКО – Генеральной батиметрической карты океанов).

Авторлар туралы

Amina Lyurtyaeva

Mordovian State Pedagogical University named after M. E. Evseviev

Email: lyurtyaeva.am@gmail.com

Студент третьего курса направления подготовки «Педагогическое образование» (профиль «Биология. География»)

Ресей, 11a Studentskaya St., Saransk 430007

Sergey Teslenok

Yugra State University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: teslenok-sa@mail.ru

Кандидат географических наук, доцент высшей экологической школы  

Ресей, 16 Chekhov St., Khanty-Mansiysk 628012

Әдебиет тізімі

Қосымша файлдар