Биография льда
Наконец, отведавши «изюминок» на подходах к побережью, мы добрались либо до самой станции, либо до ее окрестностей, и пора приниматься за выгрузку. Чаще всего это приходится делать со льда, реже – швартуясь к ледяному барьеру. В первом случае это может быть и припай, и хорошее, добротное дрейфующее поле. Когда «хорошего, добротного», как ни бьешься, найти не удается, довольствуешься более или менее приемлемым, тем, что Антарктика пошлет. Лет пятнадцать назад эта «приемлемость» определялась требованиями, предъявляемыми к взлетно-посадочной полосе для самолета АН-2: определенная толщина льда и определенная длина взлетной полосы. Сейчас, когда в основном грузы перетаскивают вертолеты МИ-8, стало намного легче. С поисками большого ровного поля ломаем голову только в том случае, если предстоит выгружать ИЛ-14 и необходима взлетно-посадочная полоса длиной около километра. Полуобрубленный куцый фюзеляж самолета, нелепый на фоне антарктических пейзажей, техники будут без сна и отдыха около двух суток превращать в летательный аппарат: пристегивать плоскости, навешивать киль, гонять двигатели, а потом, когда он взлетит и уйдет на береговой аэродром, все вздохнут с облегчением – и поле выбрали надежное, и зыбь его не взломала. Сработали Умение и Удача.
Главным показателем пригодности льда к нашим сугубо прозаическим и утилитарным целям является его толщина. Существует множество формул, по которым рассчитывается допустимый вес груза и время его стоянки в зависимости от толщины. Вначале гидрологи пользовались чрезвычайно простой формулой, предложенной М. М. Коруновым, в которой нагрузка на лед обратно пропорциональна квадрату его толщины, деленной на сто. Эта несколько старомодная в своей простоте формула в наши дни была чуть-чуть осовременена поправкой на температуру льда, так как механические и пластические свойства льда сильно изменяются в зависимости от температуры.
Характер льда, если за таковой принять его кристаллическое строение, от которого зависят механические свойства, бывает чрезвычайно сложным. Это особенно характерно для морского льда. В начальный период, когда еще только образуется ненадежная ледяная корка, кристаллическое строение льда определяет прежде всего снег, оказавшийся на поверхности воды. Его роль велика и в дальнейшем. Но на рост кристаллов льда, их форму и размеры начинают влиять скорости течения, кристаллы внутриводного льда в толще воды, температура воздуха и другие гидрометеорологические факторы.
За счет того, что морская вода содержит много солей, характер у льда становится еще более сложным: в присутствии солей влияние тех же гидрометеорологических факторов проявляется совсем по-другому. Когда гидрологи на примере арктических морей наконец кое-как научились разбираться в этих нюансах формирования и свойствах морского льда и стали познавать его характер, выяснилось, что в Антарктике некоторые гидрометеорологические факторы влияют на свойства льда иначе. Казалось бы, проблем не должно возникнуть – вода что на севере, что на юге одна и та же, но тем не менее едва ли не первое знакомство с морским антарктическим льдом закончилось трагически. На рейде Мирного вместе с водителем Иваном Хмарой ушел под лед трактор, хотя по всем классическим формулам, применимым к Арктике, этого не должно было произойти – толщина льда полностью гарантировала безопасность.
На первый взгляд, даже трудно предположить, что в результате процесса кристаллизации воды при понижении ее температуры до температуры замерзания из-за воздействия разного рода побочных явлений и факторов морской лед может стать таким многоликим по строению и по свойствам. Жизнь льда, в зависимости от концентрации солей, начинается при температуре от нуля до –1,9°С. В самом простом случае, когда влияния побочных факторов нет, к такому типу ледообразования Б. П. Вайнберг в 1940 г. применил термин «конжеляционный». Лед этого типа имеет весьма характерные признаки и свойства, которые, как уже было сказано выше, прежде всего определяются его кристаллическим строением. Кристаллы – волокна конжеляционного льда, как показано на рисунке, вытянуты по вертикали, причем так называемые базисные пластинки, образующие один кристалл, объединены в блоки. По границам отдельных волокон и блоков в виде вертикальных мелких цепочек концентрируются солевые и воздушные включения. В процессе жизни льда включения солей в виде рассола начинают стекать вниз – это так называемый гравитационный сток, – образуя в толще льда густую сеть вертикальных стоковых русел и каналов. В зимний период лед этого типа обладает высокой прочностью, но с увеличением радиационного прогрева весной и летом – лед на акватории полярных морей сохраняется и летом – скорость этой миграции увеличивается, что в конечном счете приводит к ослаблению льда и потере прочности по сравнению с зимой в несколько раз. И сам тип ледообразования, и все процессы, происходящие во льду впоследствии, типичны и для Арктики, и для Антарктики, но… Все дело в некоторых «но».