Геологическое строение Северной Земли весьма сложное и находится в неразрывной связи с строением всего Таймырского полуострова вообще. Свиты пород, слагающие архипелаг, относятся к древним и древнейшим по возрасту, имеют большую мощность, измеряемую тысячами метров, и отлагались в условиях глубокого открытого моря, занимавшего огромные пространства всего Таймыра и Енисейско-Ленской области. По мере накопления осадков море мельчало, вместо глубоководных однообразных свит зеленоватых сланцев начали отлагаться известняки с фауной кораллов и других низших беспозвоночных. Окаменелые их остатки и позволили в настоящее время установить, что возраст этой известняковой толщи относится к верхнему силуру. Море продолжало мелеть, известняки перекрылись пестроцветными свитами мергелей, глин и песчаников с прослоями гипса, отлагавшегося в лагунах и заливах прибрежной части усыхавшего и отступавшего моря. Отложение огромной толщи рыхлых осадков вызвало прогиб здесь земной коры и частичное плавление слагавших ее пород, опустившихся в глубокие горизонты, где температура была достаточно высока, чтобы вызвать плавление. В результате большая часть твердых и крепких пород земной коры оказалась здесь замещенной рыхлыми пластичными отложениями морского дна. Последние были не в состоянии противостоять сжимающим усилиям корового свода и стали собираться в складки. Так на месте глубокого моря возникла обширная горная страна с высокими складчатыми хребтами. Она занимала все пространство Таймырского полуострова и Северной Земли, простираясь значительно дальше к северу, чем в настоящее время. В дальнейшем, в течение ряда геологических эпох, горы были уничтожены процессами выветривания, смыты до основания, так что в настоящее время наблюдаются лишь их корни. Превращенная из горной в увалистую с мелкими возвышенностями, страна подверглась уже в сравнительно недавнее геологическое время мощному сплошному оледенению, захватившему весь север Европы, Азии и большую часть Северной Америки. Мощность ледникового покрова измерялась в то время многими сотнями и даже тысячами метров, причем двигался он, главным образом, на юг, достигая 60–62° сев. широты. К концу ледниковой эпохи земная кора в районе Таймыра и Северной Земли была разбита рядом трещин, по которым отдельные части переместились по отношению друг к другу, так что некоторые участки опустились ниже уровня моря и были затоплены, образовав пролив Вилькицкого и Шокальского. Оледенение же вследствие смягчения климатических условий было уничтожено, и лишь кое-где часть сохранилась и в настоящее время. Такова в грубо-схемаческих чертах упрощенная история геологического развития Северной Земли.
Вдоль осей главных складок, расположенных на Северной Земле, по восточному берегу острова Октябрьской революции, Комсомольца и в средней части острова Большевик наблюдаются выходы изверженных пород. Появились они в результате внедрения в ядра горных складок при их образовании расплавленных масс из глубинных подкоровых частей земли.
При застывании выделявшиеся газы, пары и горячие растворы отлагали по трещинам в виде жил различные минералы, в том числе и рудные, а также подвергали минерализации и сами окружающие породы.
Процессы смыва, уничтожившие древние горные хребты Северной Земли, вскрыли изверженные породы и связанные с ними рудные жилы и минерализованные участки. Такие рудные участки наблюдались во многих местах, еще больше встречено продуктов разрушения их в виде вынесенных ледником валунов. Поиски этих месторождений, а тем более разведка — задача будущего.
Климат. Произведенные экспедицией метеорологические наблюдения в течение двух лет, конечно, далеко недостаточны, чтобы дать полную характеристику климатических условий Северной Земли, однако общее представление эти материалы все же создают. Метеорологическая станция была расположена на острове Домашнем в открытом море, вдали от горных массивов и ледниковых щитов самой земли. Это имело большое преимущество, так как гарантировало от возмущающих влияний ледников и гор, которые, как показали наши маршруты, достаточно велики, чтобы существенно исказить наблюдения станции.
Данные нашей станции от этих воздействий свободны и действительно характеризуют весь район в целом.
Таблица II
Климат Северной Земли является типично полярным с морскими умеренно холодными температурами зимой и весьма низкими летом. Средняя годовая достаточно низка — 13,8° за 1931 год. Приняв август 1932 года средним между июлем и сентябрем (+ 1°,1), получим годовую и для этого года—13°,6, цифра, достаточно близкая к первому году. Наиболее холодным месяцем года был январь с средней температурой — 33°,1 и —28°. Наинизшая температура за два года была — 46°,9 22 января 1931 года. Между тем на материке в пунктах, расположенных гораздо южнее, январские температуры местами много ниже. Например, Булун, лежащий на реке Лене, почти на 1000 км южнее, под 70°45′ сев. шир., имеет январскую среднюю температуру — 40°, а минимальные —60° и ниже. Зато лето на острове Домашнем весьма холодное. В первый год лишь один июль был с положительной температурой, во второй год таких месяцев было три, но следует заметить, что это вероятно не типично, так как год по всем признакам был аномально теплый. Наивысшая температура за два года +5,0° была 6 сентября 1932 года. В 1931 году 24 июля было +4°,9. Обычно же в летний, наиболее теплый месяц июль температура держится в пределах+1°, +2°, спускаясь ночью до 0° или ниже. На материке в это время гораздо теплее. В том же Булуне средняя месячная температура за июль равна +11°,9, а бывают дни, когда температура поднимается до +20° и выше. На самой Северной Земле, особенно в глубине островов, климат отличается более резкими колебаниями температур, чем на островах С. Каменева. Зима там холоднее, а лето теплее. Пересекая остров Октябрьской революции в первой декаде июля 1931 года, мы там застали уже начало таяния, на морском же побережьи и на островах Каменева температуры держались еще ниже 0°.