Морская вода, в которой содержатся растворенные соли, замерзает при температуре ниже нуля. Чем больше содержится в воде солей, тем при более низкой температуре она замерзает. В зависимости от солености температура замерзания морской воды колеблется от минус 0,2° до минус 2,2°. При температурах, близких к точке замерзания морской воды, из нее выпадают кристаллы льда (в виде пластинок и игл), состоящие почти из чистой воды. При низких температурах происходит процесс выпадания из морской воды различных солей, причем каждая соль выпадает при свойственной ей температуре.
Во время дрейфа «Челюскина» в ноябре 1933 года вследствие передвижек льда вблизи корабля образовалась целая сеть разводий. Нам удалось проследить на них рост ледяного покрова.
Наблюдения производились в течение 52 суток вплоть до 16 января 1934 года. Для измерения толщи льда делались каждый раз новые проруби, которые после измерения засыпались вынутым из этих же прорубей льдом и сверху слоем снега. Время от времени брались пробы льда на химический анализ и определение некоторых физических свойств. Наблюдения над ростом льда прекратились после того, как поле молодого льда было покрыто сетью трещин. Вести наблюдения дальше не имело смысла, так как неизбежно через трещины сказалось бы влияние температуры воздуха.
Выпавший снежный покров под влиянием ветра покрыл неравномерно ледяное поле, что также отразилось на росте льда. Лед имел разную толщину. В частях поля, покрытых толстым слоем снега, лед оказался на семь-восемь сантиметров тоньше.
Ледяные поля под влиянием ветров и течений движутся, или, как принято говорить, дрейфуют. Сила дрейфа зависит от силы ветра и от скорости течений. Ветры создают в ледяных полях передвижки и перегруппировки.
Как только дрейфующий лед наталкивается на препятствие, например берег, остров, неподвижный лед и т. д., движение льда прекращается. Если ветер не ослабевает, сплошное ледяное поле начинает взламываться. Во льду появляются трещины различных [248] направлений, и лед ломается на более или менее крупные куски. В одних местах льдины расходятся, образуя разводья, в других — нагромождаются друг на друга. В более слабых местах ледяного поля лед дробится. Раздробленные мелкие куски и отдельные, более крупные обломки, двигаясь вперед, наползают друг на друга, образуя огромные валы и гряды битого льда.
Учитывая это обстоятельство, приходилось промеры толщины льда производить на поверхностях, покрытых равномерным слоем снега. Благоприятствовало то обстоятельство, что лишь с одной стороны ледяного поля, около тороса, намело пласт снега толщиной в 45–48 сантиметров. Вся остальная поверхность поля имела ровный снежный покров, не превышающий 20 сантиметров.
В результате наблюдений оказалось:
1. Первые дни рост ледяного покрова идет гораздо интенсивнее. Постепенно спадая, он подходит к одной определенной величине нарастания льда — в среднем немного больше сантиметра в сутки.
2. Нарастание льда в частях, близких к многолетним льдам, идет быстрее, чем в отдалении от них. Так оказалось, что молодой лед около торосов в конце наблюдений был толще на девять сантиметров, чем в середине поля. Влияние многолетнего льда быстро ослабевало, и на расстоянии четырех метров этого влияния на рост льда не наблюдалось.
На всем пространстве ледяного поля, покрытого ровным слоем снега, на 52-е сутки лед имел толщину 58 сантиметров. Около многолетнего массива толщина льда равнялась 67 сантиметрам. На расстоянии двух метров от тороса лед имел толщину 61 сантиметр; на расстоянии четырех метров толщина молодого льда такая же, как на всей остальной площади поля.
Как происходит процесс таяния ледяного покрова?
Часть воды от растаявших под действием солнечных лучей льда и снега испаряется; часть сливается со льда на поверхность моря; часть же воды просачивается сквозь капилляры во льдах, и так как эта вода менее солена, чем морская, и легче ее, то она держится между льдом и морской водой. Из этой пресной воды идет образование кристаллов, которые легко примерзают к нижним поверхностям ледяных глыб. Таким образом льдина как бы «растет вниз», и за период полярного лета весь покрывающий море лед не успевает растаять.
Морской лед имеет различный цвет. Цвет морского льда обусловливается в основном содержанием в нем солей. Молодой лед имеет зеленовато-мутный цвет. Чем старее лед, тем больше голубоватый [249] оттенок он имеет. Многолетние льды имеют чистый бледноголубой цвет и очень прозрачны.
Исследуя физические свойства льда, мы определяли его удельный вес и так называемую полостность, т. е. количество вкрапленного в него воздуха. Определения удельного веса прибором Шулейкина показали, что все многолетние льды имеют удельный вес ниже, чем льды годовалые и молодые.