Вулкан на материке антарктика. Энциклопедия Географического общества Австралии

Вершина Эребуса — самого активного вулкана Антарктики

Предлагаем вниманию читателей вторую часть статьи «Антарктида удивляет», посвященную наиболее интересным общим сведениям о вулканах белого континента, которых там оказалось великое множество.

Антарктида для многих ассоциируется с большим белым пятном на космических снимках или на глобусе, а также с невероятным холодом, айсбергами и пингвинами. Но на этом континенте гораздо больше интересного. В начале этого года предлагаем вниманию читателей подборку наиболее удивительных общих сведений о нем.

Постоянная активность вулкана наблюдается с 1972 года. Институт горной добычи и технологии штата Нью-Мексико, США организовал здесь станцию наблюдения за вулканом. В кратере вулкана имеется уникальное лавовое озеро.

Карта острова Росса

Корабль и вулкан были названы в честь Эреба, древнего греческого бога, родившегося из Хаоса.

Эребус находится на пересечении разломов земной коры и является одним из активнейших вулканов планеты. Из этих разломов периодически происходят мощные выбросы глубинных газов, в том числе водорода и метана, которые, достигая стратосферы, разрушают озон. Минимальная толщина озонового слоя наблюдается над морем Росса, где и расположен Эребус.

В географии Антарктиды преобладает её Южнополярное расположение и, следовательно, наличие льда. Антарктический континент, расположенный в Южном полушарии Земли. Омывается Южным океаном или, в зависимости от определения, южной частью Тихого, Атлантического и Индийского океанов. Площадь составляет более 14 миллионов км2. Антарктида — самая большая ледяная пустыня в мире.

Около 98 % территории Антарктиды покрыто Антарктическим ледяным щитом, крупнейшим в мире ледяным покровом, а также крупнейшим резервуаром пресной воды. Толщина льда в среднем составляет не менее 1,6 км, и он настолько массивен, что в некоторых районах углубил континентальную коренную породу более чем на 2,5 км ниже уровня моря; также встречаются подледниковые озера с жидкой водой (например, озеро Восток). Шельфовые ледники и возвышенности заполняют ледяной покров по периферии. Нынешний антарктический ледяной щит составляет 90 процентов от общего объёма льда Земли и 70 процентов её пресной воды. В ней содержится достаточно воды, чтобы поднять уровень мирового океана на 200 футов.

В сентябре 2018 года исследователи из Национального агентства геопространственной разведки опубликовали карту местности Антарктиды с высоким разрешением (детализация вплоть до размера автомобиля, а в некоторых районах и меньше), получившую название «Эталонная модель рельефа Антарктиды» (REMA).

Есть три обширных каньона, которые тянутся на сотни километров, прорезая высокие горы. Ни один из каньонов не виден на покрытой снегом поверхности континента, поскольку они погребены под сотнями метров льда. Самый большой из каньонов называется Фундаментным желобом и имеет более 350 км в длину и 35 км в ширину. Впадина Патуксент имеет длину более 300 км и ширину более 15 км, в то время как Смещенный рифтовый бассейн имеет длину 150 км и ширину 30 км. Все эти три впадины лежат под так называемым «ледяным водоразделом» и пересекают его — высоким ледяным хребтом, который тянется от Южного полюса до побережья Западной Антарктиды.

Современная жизнь в Антарктиде

В геотермальных подледных озерах Антарктиды, как уже упоминалось, встречаются микроорганизмы. В поверхностных пресноводных озерах прибрежных антарктических оазисов обитают не только бактерии, но и , веслоногие рачки, . Иногда залетают птицы (

Живые организмы на лишенных льда и снега участках представлены в основном , сильно угнетенными мхами, обычно не образующими сплошного покрова, водорослями и бактериями.

На более теплом Антарктическом полуострове встречаются не только бактерии, водоросли, лишайники и мхи, но и грибы, папоротникообразные и цветковые растения (рис. 23, 24), правда последних имеется только 2 вида – на этом полуострове начала активно формироваться . Возможно, через 100 лет там появятся первые

На побережье материка и в водах вокруг него (рис. 25) обитают , альбатросы, буревестники, поморники, крачки, капские голубки, ржанки, бакланы, , синие киты, рыбы, кальмары, крабы и другие ракообразные, морские лилии, морские звезды, морские «пауки», гребневики, голотурии, ногохвостки, многощетинковые черви, губки и др. Все значимые пищевые цепи прибрежных экосистем начинаются в океанических водах, богатых

Интересно, что в Антарктиде обитает и единственное полностью сухопутное животное. Это насекомое, характерное только для этих мест, – бескрылый антарктический комар-звонец, питающийся бактериями и водорослями. Жизненный цикл этих комаров длится около года, перезимовывают их личинки и куколки. Личинки обитают во мху, между корней трав, в почве в трещинах скал, в птичьих гнездах, под покровом снега, в мелких водоемах с зелеными водорослями и даже на телах пингвинов.

Во второй части статьи мы расскажем о вулканах, которыми, как ни странно, богат белый континент.

Сухие долины и пустыни Антарктиды

Примерно 0,2–0,3% (около 40 тыс. кв. км) площади Антарктиды всегда свободны от снега и льда (в основном в Трансантарктических горах, в западной части материка, на некоторых островах и участках побережья). Это могут быть отдельные оголенные скалы, горные гребни и вершины (нунатаки), так называемые сухие долины и пустыни с песчаными дюнами (рис. 13, 14). Например, в некоторых местах Сухих долин Мак-Мёрдо на Земле Виктории атмосферные осадки не выпадали уже более 2 млн лет. Сильные ветры, дующие там со скоростью до 320 км/ч, также не способствуют накоплению снега и льда и, более того, вызывают испарение влаги.

Вулканы Антарктиды и будущее планеты

Итак, мы привели лишь некоторые примеры действующих вулканов Антарктики, многие из которых до сих пор не открыты.

По мнению некоторых американских исследователей, на большой глубине под белым континентом существуют некие «горячие точки» в мантии планеты. Движения магмы приводят к усилению давлений в трещинах вулканических и гидротермальных систем и подледным извержениям.

Из-за идущего глобального потепления ледяной панцирь Антарктиды когда-нибудь может все-таки начать истончаться. Тогда, по мнению, например, Роберта Бингхэма из Эдинбургского университета, давление льда на скрытые под ним вулканы уменьшится и обстановка может сильно дестабилизироваться: спящие и, казалось бы, потухшие вулканы, снова могут начать действовать. И если активизируется целая вулканическая провинция, то массовые извержения будут способствовать увеличению скорости таяния льдов Антарктиды не только непосредственно над вулканами но и путем ускорения сползания ледников в океан по «смазке» из увеличившегося количества талой воды подо льдом. И все это будет способствовать дальнейшему повышению уровня Мирового океана, затоплению значительных участков суши на других материках, росту количества и силы ураганов, штормов и осадков на Земле. А увеличенные в размере айсберги, отколовшиеся от Антарктиды, будут чаще доплывать до маршрутов движения международных судов и угрожать их безопасности.

Но это лишь один из возможных сценариев развития событий, причем, возможно, в очень далеком будущем. Пока же ученые продолжают вести мониторинг климатической, вулканической и глубинной сейсмической обстановки в пределах Антарктики.

Ледниковый щит и коренной рельеф Антарктиды

На космических снимках Антарктида похожа на невыразительное белое пятно (рис. 6), поскольку ледяной панцирь по большей части скрывает под собой коренной (подледный) рельеф, средняя абсолютная высота которого составляет 410 м. Зачастую горы высотой более 3 км полностью скрыты подо льдом толщиной более 1 км, а ведь эти массивы по размерам бывают сопоставимы, например, с Альпами. И лишь макушки некоторых гор, которые могут быть значительно выше 4 км над уровнем моря, выступают над ледяным покровом (рис. 7).

Антарктический лед содержит 70–80% от запасов всей пресной воды на планете и составляет 90% всех льдов суши. Интересно, что если считать лед минералом, то размер Антарктиды всегда меняется. К концу антарктической зимы (совпадающей с нашим северным летом) площадь материка практически удваивается в размерах по сравнению с концом лета (совпадающего с нашей северной зимой), а летом лед на побережье частично тает, откалывается и уходит в море, где постепенно тает. Самый большой из зарегистрированных айсбергов, отделившихся от белого континента, достигал 295 км в длину и 37 км в ширину.

Почти весь материк пересекают Трансантарктические горы средней высотой 2–3 км (максимальной высотой 4,7 км), длиной почти 4 тыс. км и шириной 200–600 км. Они разделяют Антарктиду на две части (западную и восточную) с различным происхождением и разным геологическим строением (рис. 8, 9).

Восточная Антарктида представляет собой очень древнюю континентальную платформу, ранее входившую в состав Гондваны. Там встречены породы кристаллического фундамента возрастом 2,5–3 млрд лет и более, но они покрыты более молодым осадочным чехлом возрастом 350–190 млн лет с ископаемыми остатками вымерших теплолюбивых растений и животных. Подледный рельеф восточной части континента по большей части сглаженный, равнинный, но все же там имеются плоскогорья, горы высотой до 3–4 км и глубокие впадины (см. рис. 9). Южный полюс находится приблизительно в 480 км от Трансантарктической горной цепи. Высота его ледяной поверхности составляет около 2,8 км над уровнем моря, а толщина льда в этом месте – чуть больше 2,8 км. Там располагается американская круглогодичная научная станция Амундсен-Скотт (рис. 10). Кстати, между ней и крупной научной станцией Мак-Мёрдо (располагающейся на острове у побережья) в 2002–2007 годах за 12 млн долларов США было проложено Трансантарктическое шоссе длиной 1450 км, по которому гусеничные тягачи с жилыми вагончиками на лыжах движутся 10 дней и доставляют на Южный полюс и обратно людей и все необходимые грузы (рис. 11, 12). Эта дорога была создана путем выравнивания снега и засыпания расселин в леднике. Часть «шоссе» требует технической поддержки каждый сезон, но оно необходимо, поскольку авиаполеты на Южный полюс в антарктических условиях не всегда возможны.

Коренной рельеф Западной Антарктиды более сложен (см. рис. 9), перепады высот там больше, горы чаще выступают над ледниковым покровом. Именно там находится самая высокая точка материка – пик Винсон в составе одноименного горного массива (4892 м над уровнем моря) и наиболее глубокая впадина подледного рельефа (2555 м ниже уровня моря). Западная часть континента включает в том числе множество гористых островов, часто соединенных между собой льдом, покрывающим морские воды (см. рис. 9, 12).

Карта подледного рельефа (см. рис. 5) показывает, что поверхность земли подо льдом примерно на третьей части Антарктиды находится ниже уровня моря. Но все же это материк, а не архипелаг, поскольку толщина земной коры здесь в несколько раз больше, чем под дном океана, что характерно и для всех остальных материков. Просто в течение многих миллионов лет по мере роста мощности ледникового покрова земная кора прогнулась под его тяжестью на 500–1000 м. Ученые считают, что в случае гипотетического быстрого исчезновения ледяного панциря площадь Антарктиды сократится на треть. Ее западная часть превратится в архипелаг, а восточная останется частично затопленным материком. Но затем поверхность из-за снятия нагрузки постепенно вновь поднимется в среднем на 800 м и коренное ложе континента опять целиком окажется выше уровня моря. Вот только уровень при исчезновении антарктических льдов повысится почти на 60 м и по всей Земле будут затоплены огромные участки суши. Однако, к счастью, несмотря на глобальное потепление, некоторое повышение температуры наблюдается в настоящее время только в Западной Антарктиде, а в Восточной даже отмечен некоторый ее спад, поэтому в целом маловероятно, что в   таяние ледников этого материка существенно усилится. А более интенсивное разрушение шельфовых ледников из-за глобального потепления, возможно, уравновесится увеличением количества снега, выпадающего на ледниковый покров.

Вулкан Десепшен

Большой интерес представляет открытый в 1820 году вулканический остров Десепшен (Десепьсьон) в составе Южных Шетландских островов. Он находится недалеко от Антарктического полуострова.

Кратер действующего вулкана Десепшен находится под слоем льда мощностью до 100 м, лежащим на дне огромной затопленной диаметром около 5 км (защищенной от ветров естественной гавани Порт-Фостер), которая возникла около 10 тыс. лет назад в результате мощнейшего взрывного извержения с выбросом примерно 30 куб. км расплавленных пород.

Остров Десепшен представляет собой края этой кальдеры (рис. 34, 35). Его самая высокая точка возвышается над уровнем моря, по разным данным, на 539 или 576 м. Наружный диаметр острова, имеющего подковообразную форму, составляет около 14 км. Видимо, благодаря геотермальному теплу и морскому полярному климату со среднегодовой температурой воздуха всего минус 2,9 град. лишь 57% его поверхности покрыто ледниками. И там достаточно хорошо для антарктики развиты флора и фауна (мхи, лишайники, печеночники, цветковое растение колобантус кито, клещи, мухи, тихоходки, ногохвостки, нематоды, ракообразные, брюхоресничные черви, коловратки, пингвины, поморники, чайки, капские голубки, качурки, крачки, ржанки, морские млекопитающие).

В историческое время вулкан Десепшен был особенно активен в XVIII–XIX столетиях. Первые из извержений этого вулкана, которые видели люди (со зверобойных судов), произошли в 1825–1828 годах. В XX веке его активность наблюдались в 1906–1910 и 1967–1970 годах.

С 1940-х годов там начали вести мониторинг ученые из Великобритании и Аргентины, а в 1950-х годах открылась и станция Чили.

При извержении 1967 года в северной части кальдеры возникла трещина длиной 5 км и вблизи берега образовался небольшой остров. Лава из кратера под ледником поднималась, плавила лед, смешивалась с водой и быстро застывала, но из-подо льда выдавилось такое количество талой воды и грязи, что были уничтожены британская и чилийская научные станции (а также некоторые временные поселения китобоев), к счастью без человеческих жертв. Довершило эти разрушения аналогичное событие 1969 года. Очень сильным было также извержение 1970 года. В 1992 году произошла деформация поверхности земли в некоторых местах острова и на какое-то время повысилась температура грунтовых вод в районе аргентинской вулканической станции.

При этом было замечено, что дно гавани Порт-Фостер поднимается примерно на 30 см/год на фоне тенденции к увеличению сейсмичности острова.

Интересно также отметить, что в заливе Уэйлерс в пределах гавани постоянно выходят геотермальные воды (рис. 36). Горячие источники хорошо известны также на антарктических островах Херд, Кергелен, Росса и других.

Сейчас за деятельностью вулкана Десепшен постоянно следят только представители Аргентины и Испании (последние подключились в 1989 году), научные станции которых остались невредимыми после прошлых извержений.

Астероиды и метеориты, падавшие на Антарктиду

В Антарктиде можно найти множество упавших на нее космических тел или следов их падения, но мы расскажем лишь о двух наиболее известных из них.

Под ледниковым панцирем на Земле Уилкса был обнаружен самый крупный на Земле ударный астероидный кратер (гравитационная аномалия диаметром около 300 км и кольцевая структура подледного рельефа вокруг нее диаметром 482 км). Этот кратер предположительно образовался при падении на Землю астероида диаметром не менее 48 км примерно 250 млн лет назад. Пыль, поднятая тогда в атмосферу, привела к многовековому похолоданию и, по одной из гипотез, к пермско-триасовому вымиранию живых существ планеты (но после его окончания наступило время процветания динозавров). Более того, удар того астероида вполне мог подтолкнуть распад суперконтинента Гондвана, создав тектоническую трещину и вызвав смещение Австралии на север.

А в горах Алан Хиллс был обнаружен метеорит ALH 84001, который был отколот астероидом от Марса примерно 4 млрд лет назад (рис. 21). Но на льды Антарктиды этот метеорит упал только 10 тыс. лет назад. Интересно, что на его поверхности были обнаружены окаменелые микроскопические структуры, которые могли быть бактериями, жившими на Марсе миллиарды лет назад, когда там еще, возможно, была жидкая вода (рис. 22). A LH 84001 уникален, поскольку остальные метеориты с Марса, найденные на Земле, уже не относятся ко времени возможного существования на нем воды и бактерий.

Необычный белый континент

Антарктида – самый южный и самый холодный материк Земли, на котором нет ни одного государства, но имеется около 90 научных станций и баз и на котором не добываются полезные ископаемые, хотя их там масса. Официально она была открыта русскими мореплавателями Фаддеем Беллинсгаузеном и Михаилом Лазаревым в 1820 году, хотя как гипотетический континент она была нанесена уже на карты античного ученого Клавдия Птолемея (150 г. н.э.), турецкого адмирала Пири-реиса (1513 г.) и на ряд других карт XV–XVIII веков.

Название «Антарктида», употребляемое с 1890-х годов, имеет греческое происхождение и означает «напротив севера».

Этот континент омывают воды Атлантического, Индийского и Тихого океанов (рис. 1), хотя Международная гидрографическая организация в 2000 году предложила называть воды к югу от 60 град. ю.ш. Южным океаном.

Площадь Антарктиды составляет около 14,11 млн кв. км (из них шельфовые ледники занимают примерно 0,93 млн кв. км и острова – 0,08 млн кв. км). Южный географический полюс находится в 660 км от условного центра материка. Его береговая линия имеет длину более 30 тыс. км, является слабо изрезанной и в основном представляет собой ледниковые обрывы высотой до нескольких десятков метров.

В пределах Антарктиды располагаются точки самой низкой температуры воздуха (до минус 93,2 град. по Цельсию), самого низкого количества атмосферных осадков (в среднем всего 18 мм в год, т.е. в 4 с лишним раза меньше, чем в Сахаре), самой низкой относительной влажности воздуха, самого сильного ветра (до 250–320 км/ч) и самой интенсивной солнечной радиации на планете. Средняя температура зимой здесь колеблется от минус 60 до минус 70 град. по Цельсию, а летом – от минус 25 до минус 45 град. И лишь на побережьях зимой бывает от минус 8 до минус 35 град., а летом – от нуля до плюс 5 град. Напомним, что зима в Южном полушарии длится с июня по август, а лето – с декабря по февраль.

Антарктида – самый высокий материк Земли, средняя высота ее поверхности над уровнем моря составляет более 2 км (что почти в 3 раза больше средней высоты поверхности всех остальных материков). Однако основную часть этой высоты составляет постоянный ледниковый покров толщиной в среднем 2,5 км, а в некоторых центральных частях континента – до 4,3 км. В среднем ледниковый щит имеет форму купола с уменьшением толщины и увеличением крутизны поверхности ближе к побережью, где он во многих местах обрамлен . Поэтому при накоплении льда под действием силы тяжести происходит его медленное «течение» к океану, где лед в конце концов откалывается в виде  (примерно 2500 куб. км в год). От центра материка, где плотность осевшего холодного воздуха у поверхности сильно повышается, в сторону побережья дуют сильнейшие : в зимний сезон (с апреля по ноябрь) – круглые сутки, а в остальное время – ночью.

Фото Трансантарктических гор

Физически Антарктида разделена надвое Трансантарктическими горами, недалеко от перешейка между морем Росса и морем Уэдделла. Западная Антарктида и Восточная Антарктида примерно соответствуют западному и восточному полушариям относительно Гринвичского меридиана.

Западная Антарктида покрыта Западноантарктическим ледяным щитом. Было некоторое беспокойство по поводу этого ледяного покрова, потому что существует небольшая вероятность того, что он разрушится. Если это произойдет, уровень океана поднимется на несколько метров за очень короткий промежуток времени.

Антарктида без своего ледяного покрова. На этой карте не учитывается, что уровень моря повысился бы из-за таяния льда, равно как и то, что суша поднялась бы на несколько сотен метров за несколько десятков тысяч лет после того, как вес льда перестал давить на сушу.

Побережье принцесс Астрид и Рагнхильд

Побережья долин Банзаре, Сабрина и Бадд Лоу

Вулканы, которые возникают под ледяным покровом, известны под термином «Гляциовулканизм», или подледниковые вулканы. В статье, опубликованной в 2017 году, утверждается, что исследователи из Эдинбургского университета недавно обнаружили 91 новый вулкан под Антарктическим ледяным щитом, добавив к 47 вулканам, которые уже были известны. На сегодняшний день в Западной Антарктиде выявлено 138 возможных вулканов. Знания о вулканах Западной Антарктида ограничены из-за наличия Западно-Антарктического ледяного щита, который в значительной степени покрывает Западно-антарктическую рифтовую систему — вероятный центр вулканической активности. Исследователям трудно правильно определить вулканическую активность из-за обширного Ледяного покрова.

Восточная Антарктида значительно больше Западной Антарктиды и точно так же остается широко неисследованной с точки зрения ее вулканического потенциала. Хотя есть некоторые признаки вулканической активности под Восточно-антарктическим ледяным щитом, в настоящее время по этому вопросу не имеется значительного объёма информации.

Гора Эребус является одним из наиболее заметных мест в изучении вулканизма Антарктики, поскольку это самое южное исторически активное вулканическое место на планете.

Остров Обмана — еще один действующий Антарктический вулкан. Это одна из наиболее охраняемых зон в Антарктике, учитывая её расположение между Южными Шетландскими островами и Антарктическим полуостровом. Как самый активный вулкан на Антарктическом полуострове, он был тщательно изучен с момента его первоначального открытия в 1820 году.

На материковой части Антарктиды есть четыре вулкана, которые считаются активными на основании наблюдаемой фумарольной активности или «недавних» отложений тефры: Гора Мельбурн (2730 м), стратовулкан; Берлин (3500 м), стратовулкан; Кауфман (2365 м), стратовулкан; Хэмптон (3325 м), вулканический кальдера. Риттманн (2600 м), вулканическая кальдера.

Несколько вулканов на прибрежных островах имеют свидетельства исторической активности. Гора Эребус (3795 м), стратовулкан на острове Росса с 10 известными извержениями и 1 предполагаемым извержением. На противоположной стороне континента, на острове Десепшн, вулканическая кальдера с 10 известными и 4 предполагаемыми извержениями, была наиболее активной. Также активными считаются остров Бакл на островах Баллени, остров Пингвин, остров Паулет и остров Линденберг. В 2017 году исследователи из Эдинбургского университета обнаружили 91 подводный вулкан под Западной Антарктидой.

Определение гляциовулканизма — это «взаимодействие магмы со льдом во всех его формах, включая снег, фирн и любую талую воду». Оно определяет особую вулканическую область, которая сосредоточена вокруг льда и его таяния. Этой области науки менее 100 лет, и поэтому она постоянно совершает новые открытия. Гляциовулканизм характеризуется тремя видами извержений: подледниковыми извержениями, надледниковым вулканизмом и вулканизмом на границе льда.

Изучение гляциовулканизма жизненно важно для понимания формирования ледяного покрова. Это также ценный инструмент для прогнозирования вулканических опасностей, таких как выброс пепла после извержения Эйяфьятлайокудля в Исландии.

Земли Мери Берд

Земля Мэри Берд — это невероятно большая часть Западной Антарктиды, состоящая из области под Антарктическим полуостровом. Земля Мэри Берд представляет собой крупное образование вулканических пород, характеризующееся 18 открытыми и подледниковыми вулканами. 16 из 18 вулканов полностью покрыты Антарктическим ледяным щитом. Не было зарегистрировано извержений ни одного из вулканов в этой области, однако учёные полагают, что некоторые из вулканов могут быть потенциально активными.

Мало что было изучено о последствиях вулканического пепла от извержений в пределах Южного полярного круга. Вполне вероятно, что извержение в более низких широтах вызовет глобальную опасность для здоровья и авиации из-за выброса пепла. Циркуляция воздуха по часовой стрелке вокруг системы низкого давления на Южном полюсе выталкивает воздух вверх, гипотетически посылая пепел вверх к стратосферным струйным потокам и, таким образом, быстро рассеивая его по всему земному шару.

Карта Антарктики (на английском языке)

Недавно, в 2017 году, исследование обнаружило свидетельства подледной вулканической активности в пределах Западно-Антарктического ледяного щита. Эта активность представляет угрозу стабильности ледяного покрова, поскольку вулканическая активность приводит к усиленному таянию. Это, возможно, может погрузить Западно-Антарктический ледяной щит в петлю положительной обратной связи с повышением температуры и усилением таяния.

Прошлое Антарктиды

Около 250 млн лет назад на Земле был единственный гигантский континент Пангея (рис. 2). Из-за тектонических движений земной коры под влиянием глубинных процессов в недрах планеты (а также, возможно, из-за врезавшегося в территорию Антарктиды астероида) Пангея через 50 млн лет разделилась на два меньших суперконтинента – Лавразию и Гондвану (см. рис. 2). Лавразия включала Северную Америку, Гренландию, Европу и почти всю Азию. В состав Гондваны входили Южная Америка, Африка, полуостров Индостан, Австралия и Антарктида. Территория последней была покрыта буйной растительностью, на ней обитало множество животных, что подтверждают современные находки костей динозавров, отпечатков листьев на горных породах и пр. (рис. 3–5).

Примерно 65 млн лет назад Лавразия и Гондвана разделились на материки, похожие на современные, но их дрейф продолжался (см. рис. 2). Антарктида постепенно смещалась к южной полярной области, и по мере этого ее климат становился все более холодным и сухим. Кроме того, 55 млн лет назад начала снижаться концентрация углекислого и других парниковых газов в атмосфере, что также способствовало похолоданию.

Примерно 40–35 млн лет назад океан полностью разделил Антарктиду и Австралию, Южную Америку и Антарктический полуостров (см. рис. 2). В результате вокруг Антарктиды возникло холодное циркумполярное течение (течение Западных Ветров), которое изолировало приантарктические воды от более теплой части (эти воды и было предложено называть ом). Постепенно Антарктида стала самым холодным местом на Земле, большинство растений и животных на ней погибло. На ней начал формироваться сплошной ледниковый покров, который примерно 14 млн лет назад (или, по разным данным, от 5 до 35 млн лет назад) достиг размеров, сравнимых с сегодняшними.

Оазисы, поверхностные реки и озера Антарктиды

Удивительно, но в Антарктиде есть так называемые оазисы (среди которых – и некоторые сухие долины), где температура воздуха на несколько градусов выше, чем на окружающих территориях (зимой на 1–2 град., летом на 5–6 град.), причем не только близко к побережьям. Их общая площадь составляет примерно 10 тыс. кв. км. В некоторых из них по крайней мере часть года встречается незамерзающая вода – ручьи и речки с ледниковым питанием, соленые и пресные озера и даже системы озер. Большинство антарктических научных станций построено именно в оазисах.

Благодаря интенсивной солнечной радиации в летнее время происходит таяние ледников не только вблизи побережья, но иногда и довольно далеко от него (даже при незначительной отрицательной температуре воздуха), особенно рядом с нагревающимся на солнце каменистым грунтом, выступающим надо льдом. Возникающие наледниковые ручьи и речки длиной обычно не более нескольких километров соединяют многочисленные наледниковые озера. Иногда водотоки прокладывают часть своего пути подо льдом и могут быть опасны для вездеходов и людей. Иногда часть своего пути они текут по сухим долинам.

Самая длинная река в Антарктиде – в долине Райт среди сухих долин Мак-Мёрдо, характеризующихся почти круглогодичным отсутствием снега, большим уровнем солнечной инсоляции и довольно высокими летними температурами (максимальная наблюдавшаяся там температура как-то достигла плюс 15 град. по Цельсию). Длина этой реки – около 30 км (рис. 15). Она имеет несколько притоков. Но течет только в конце летнего антарктического сезона (в феврале и марте), а в остальное время промерзает. Там нет рыбы, но есть микроорганизмы и водоросли.

Впадает Оникс, если в нем достаточно воды, в геотермальное озеро Ванда, длина которого составляет 5 км а максимальная глубина – 69 м (рис. 16). Это гиперминерализованный водоем, соленость которого в 10 с лишним раз больше, чем у морской воды (и даже больше, чем у Мертвого моря). Его более глубокие воды не смешиваются с поверхностными. Температура их верхнего слоя даже антарктическим летом не бывает выше плюс 4–6 град. по Цельсию, температура среднего слоя составляет плюс 7 град., а температура на дне достигает плюс 23 град. по Цельсию.

Другие поверхностные антарктические озера также очень своеобразны. Они тоже невелики. Наиболее крупное из них – Фигурное – тянется на 20 км, занимает площадь 14,7 кв. км и имеет глубину более 130 м. А самое глубокое (до 362 м) – озеро . Располагаются такие водоемы в сухих долинах или в температурных оазисах и основную часть года покрыты толстым слоем . Но в летний антарктический период лед вдоль их берегов, а иногда и полностью, тает. Воды таких озер часто стратифицированы (как и у Ванды), то есть у дна наблюдается слой воды с повышенной температурой и соленостью. Иногда (при отсутствии стока) концентрация соли в них настолько высока, что они могут быть полностью свободными ото льда значительную часть года, например

На побережье белого континента есть и озера, образовавшиеся за естественными дамбами из снежников или ледничков. В конце летних сезонов их воды иногда прорываются в море.

Подледные вулканы Антарктиды

Антарктические вулканы в большинстве своем полностью погребены под мощным ледниковым покровом, поэтому изучать их современную активность и извержения прошлого очень сложно. Хотя использование георадарного зондирования с воздуха, бурение скважин с отбором и изучением ледяных образцов керна, которые могут содержать пепловые и аэрозольные следы извержений, дают важную информацию, в том числе в отношении датирования событий (рис. 27). Иногда встречаются и не покрытые льдом обнажения вулканических пород, позволяющие проводить соответствующие исследования (рис. 28).

Ученым удалось выявить многочисленные извержения подледных вулканов по крайней мере за последние 100 тыс. лет.

Например, на Земле Мэри Берд американские исследователи обнаружили действующий подледный вулкан, при взрывном извержении которого 8 тыс. лет назад был пробит ледяной щит и засыпана пеплом (скрытым теперь подо льдом) огромная территория. Причем в 2010 и 2011 годах была уже инструментально зафиксирована некоторая активность этого вулкана, в том числе аномально высокая подвижность ледника над ним. Поскольку он сегодня покрыт толщей льда всего в 1 км, то рано или поздно его извержения могут снова пробить лед над кратером.

А вблизи залива Пайн-Айленд в горах Хадсон британские ученые обнаружили под ледяным щитом вулкан, слой пепла от взрывного извержения которого в IV или III  веке до н.э. покрыл площадь в 23 тыс. кв. км (но потом тоже скрылся под новыми слоями льда). То есть ледниковый покров был тогда тоже полностью пробит и через огромную дыру в нем поднялся столб вулканических газов и пепла на предположительную высоту 12 км.

И сколько еще таких потенциально опасных вулканов скрывает ледяной щит Антарктиды?

Исследования с помощью радаров и другой техники показали, что многие подледные антарктические вулканы до сих пор не разрушены медленно сползающим к морю ледниковым покровом и имеют форму конусов, правда часто с уплощенными верхушками от давления льда, но все же с крутыми склонами. А значит, они вполне могут быть активными или спящими.

Список всех антарктических островов см. в Списке антарктических и субантарктических островов.

Вулкан Эребус

Наиболее известен самый активный вулкан Антарктиды и самый южный действующий вулкан на Земле – Эребус, верхняя часть которого значительно выступает над ледниковым щитом, но также покрыта сползающими с него ледниками толщиной до 50–300 м (рис. 29). Он находится на острове Росса в одноименном море недалеко от материкового побережья. На том же острове есть еще 3 больших вулкана, но уже потухших. Там же располагается и самое большое поселение Антарктиды Мак-Мёрдо.

Эребус был открыт в 1841 году английскими мореплавателями под руководством Д. К. Росса и получил свое название по одному из кораблей той экспедиции, названному в честь древнегреческого бога Эреба.

Это стратовулкан возрастом 1,3 млн лет, конус которого сложен слоями застывшей лавы (оливинового базальта, трахита, фонолита и его разновидности кенита), вулканических пеплов, тефры и туфов. Его высота составляет 3794 м над уровнем моря, диаметр – около 70 км.

На Эребусе прослеживается древняя кальдера диаметром примерно 12 км, центральный конус внутри которой имеет наверху более молодую кальдеру диаметром около 3 км, а уже в ней развит новый вулканический конус с активным кратером диаметром 805 м и глубиной 274 м. В активном кратере уже по крайней мере несколько десятков лет постоянно наблюдается жидкое лавовое озеро, а таких вулканов на Земле единицы (рис. 30). Это придает вулкану своеобразное свечение в темное время.

Указанное лавовое озеро заполнено расплавленным кенитом, который в застывшем виде встречается только в породах древнейших гор в африканской Кении, а в разогретом до 900 град. жидком состоянии его извергает на сегодняшний день только антарктический Эребус (рис. 31). Лава подпитывается через жерло со средней скоростью 6 см/год магмой, очаг которой диаметром 300 км выявлен под вулканом на глубине 200 км (вертикальный канал от этого очага уходит далее на глубину до 400 км). Это и поддерживает наблюдаемое с 1972 года непрерывное вялотекущее извержение Эребуса с выбросом в атмосферу вулканических газов, пара и пепла.

Но при этом вулкан все время сохраняет готовность к более сильным, но коротким извержениям. Они были зафиксированы по крайней мере в 1841, 1900, 1908, 1911–1912, 1915, 1947, 1972–1974, 1984, 2005, 2006, 2008, 2011, 2015 годах. Самое сильное из них было в 1972 году. Это был взрыв с разлетавшимися во все стороны на 1,5 км раскаленными вулканическими бомбами диаметром до 10 м и с багрово-черным столбом дыма и пепла над кратером высотой с 8-этажный дом. При таких извержениях лава начинает подниматься выше, но, не успев достичь края кратера, из-за низкой температуры воздуха становится особенно густой и вязкой и застывает. Взрыв же получается, когда давление вулканических газов под ней становится критическим.

Следует отметить, что на Эребусе есть и другие, недействующие, кратеры.

В молодой кальдере вулкана развиты фумаролы. Над ними из замерзшего конденсата постепенно формируются живописные ледяные «башни-дымоходы» высотой до 20 м, испускающие вулканические газы и пар (рис. 32). Внутри них встречаются микроорганизмы, водоросли и даже мхи. Такие структуры можно наблюдать и на других действующих вулканах Антарктиды.

Внутри ледников Эребуса и других вулканов или вблизи них были обнаружены необыкновенно красивые пещеры, протаявшие от выделяющихся горячих газов или термальных вод. Температура в них может достигать плюс 25 град. по Цельсию, а дно может быть свободным ото льда (рис. 33), так что там вполне может встречаться жизнь в виде микроорганизмов. Через трещины во льду туда иногда проникает свет. Встречаются даже целые системы тоннелей и пещер, соединенных между собой. Некоторые из них выходят в море и заполнены в нижних частях водой.

Численность проживающих в Антарктиде исследователей и посещающих ее туристов слишком мала, поэтому там не было зафиксировано ни одного извержения, которое привело бы к гибели людей. Но все же с вулканом там была связана катастрофа, произошедшая не по природным причинам. Новозеландский пассажирский самолет DC-10, показывавший красоты Антарктиды туристам 28 ноября 1978 года, врезался в склон Эребуса. Это случилось из-за неверного составления плана полета, в результате чего самолет сбился с нужного курса на 44 км к востоку. Тогда погибло 257 человек.

Однако вулканы Антарктиды, особенно Эребус, все же представляют реальную угрозу.

Эребус находится на пересечении разломов земной коры, из которых периодически происходят мощные выбросы глубинных газов, в том числе , которые, достигая овый слой. Минимальная толщина этого защитного слоя земной атмосферы наблюдается как раз над , где на одноименном острове расположен этот активный вулкан. И общая «озоновая дыра» (область истонченного озонового слоя) над Антарктикой, по сведениям Всемирного метеорологического агентства, быстро увеличивалась в конце XX века, превысив по площади 25 млн кв. км. В этом смысле Эребус и другие действующие вулканы Антарктиды представляют особенно большую опасность для человечества, поэтому вулканологи стараются по возможности проводить постоянный мониторинг их активности. Правда, следует отметить, что, вероятно, из-за повышения температуры воздуха в стратосфере Земли (по крайней мере ее Южного полушария) в XXI веке площадь этой «дыры» опять стала уменьшаться и достигла 16–18 млн кв. км, так что в глобальном потеплении есть и свои плюсы. Если эта тенденция сохранится, то, по оценкам, нормальная толщина озонового слоя над Антарктидой может полностью восстановиться, но не раньше 2070 года.

Вулканический пояс Антарктики

Несмотря на то что территория Антарктиды в целом является довольно тектонически спокойной и почти асейсмичной, на ней, как ни странно, располагается самая большая ледниково-вулканическая провинция в мире. В материковой части и на прилегающих к ней островах на сегодняшний день обнаружено 138 вулканов – потухших, спящих и активных, небольших и гигантских, выступающих над ледниковым покровом и полностью скрытых под ним, базальтовых идных и конусовидных стратовулканов, материковых, островных и подводных. По крайней 18 из них – действующие или спящие, в том числе 7 – подводные.

Большинство вулканов находится вдоль западного побережья материка в пределах одной из самых крупных на Земле щелочных (преимущественно базальтовых) вулканических провинций, существование которой связано с Западно-Антарктической рифтовой системой, протягивающейся на 3,2 тыс. км и имеющей ширину около 700 км. В этой системе литосфера истончена, проходят крупнейшие разломы и тектонические плиты разъезжаются. Это позволяет расплавленной магме подниматься близко к поверхности Земли и даже выходить наружу, что и объясняет вулканическую активность (как и в других рифтовых зонах планеты). Имеется также обширное , возникшего при горообразовании Анд.

В целом вулканический пояс Антарктики прослеживается от субантарктических Южных Сандвичевых островов через Антарктический полуостров и Землю Мэри Берд до Восточной Антарктиды на расстоянии около 5 тыс. км (рис. 26). С некоторыми вулканами (в том числе, вероятно, и с подледными) связаны геотермальные источники минерализованных вод и фумаролы (места выхода вулканических газов). Самым высоким вулканом белого континента является потухший Сидли (Сидлей), высота которого составляет, по разным источникам, 4181 или 4285 м над уровнем моря (это шестая по высоте вершина Антарктиды). А самый большой из обнаруженных кратеров находится под водой и имеет диаметр около 5 км (к счастью, этот гигант является уже потухшим).

Непосредственно наблюдать извержения антарктических вулканов часто не удается, поскольку на белом континенте слишком мало людей. Поэтому в ряде случаев обнаруживать недавнюю вулканическую активность помогают, например, спутниковые снимки. Таким образом были выявлены взрывные и эффузивные извержения проснувшегося в 2001 году вулкана Белинда на антарктическом острове Монтагью в архипелаге Южные Сандвичевы острова.

Подледниковые озера и реки Антарктиды

По результатам радарных и других измерений, ледовый панцирь Антарктиды скрывает под собой многие десятки незамерзающих озер. Но самое крупное из открытых на сегодняшний день – это озеро Восток, которое было обнаружено в конце XX века под российской полярной станцией Восток (рис. 17, 18). Его длина достигает 250 км, ширина доходит до 50 км, площадь составляет примерно 15,8 тыс. кв. км, глубина жидкой воды – 0,5–1,2 км. И эта громадина полностью скрыта под ледниковым покровом толщиной около 4 км. Некоторые исследователи считают, что когда-то это озеро было открытым водоемом, а подо льдом скрылось 15–0,5 млн лет назад. С помощью бурения были взяты пробы воды с поверхности озера – и в них были обнаружены микроорганизмы, в том числе ранее не известные. Огромное давление в этом водоеме (около 400 атм) не позволяет воде замерзать даже при температуре до минус 3 град. Но все-таки Восток скорее всего остается незамерзшим из-за геотермального тепла или даже геотермальных источников на его дне. Температура воды в его глубине предположительно составляет около плюс 10 град.

Всего в Антарктиде обнаружено более 140 незамерзающих подледниковых озер и еще больше соединяющих их рек (рис. 19). Скорее всего, их наличие связано с геотермальным теплом или даже с теплом от мантийных шлейфов (плюмов), возникающих при конвекции аномально горячих участков в пределах мантии Земли. Но это, как считают многие исследователи, не связано с новой или возрастающей угрозой для ледникового покрова Антарктиды, а представляет собой лишь фоновый вклад в таяние ледникового покрова.

Необычный антарктический водопад

Интересен так называемый Кровавый водопад, открытый еще в 1911 году австралийским геологом Гриффитом Тейлором в районе сухих долин Мак-Мёрдо на Земле Виктории (рис. 20). В XXI веке было выяснено, что коричневато-красная вода вытекает через этот водопад из очень соленого озера, располагающегося в нескольких километрах под ледником толщиной 300–400 м (названным позже ледником Тейлора). Это озеро населяют многочисленные (по крайней мере 17 видов) бактерии, способные жить в отсутствие света, кислорода и поступающих извне веществ. В результате жизнедеятельности этих микроорганизмов в воде накапливается двухвалетное железо, которое при выходе наружу окисляется кислородом до трехвалентного (Fe23), что и придает водопаду зловещий цвет.

Вышеупомянутое подледное озеро образовалось 4–1,5 млн лет назад, оказавшись отделенным от океана и закрытым сверху ледником. В процессе формирования оно постепенно испарялось, и его соленость в конце концов повысилась в 4 раза по сравнению с океаном. Поэтому вода в нем не замерзает даже при минус 10 град. и может вытекать через Кровавый водопад даже при минусовой температуре. Но все же случается это довольно редко – только тогда, когда ледник тает и разделившиеся глыбы льда начинают проседать и буквально выдавливать воду из подледникового озера через трещины.