Более толстый лед, казалось бы, обеспечивает большую грузоподъемность, что, естественно, очень важно при выполнении грузовых операций всех видов, производящихся на морском льду. На деле все оказывается иначе. Слои припая, образованные из смеси пластин внутриводного льда и морской воды, обладают меньшей плотностью и прочностью из-за «рыхлой» упаковки ледяного конгломерата. Это особенно характерно для формирующихся в теплое время года нижних горизонтов, которые по своим прочностным характеристикам имеют показатели в четыре-пять раз меньшие, чем другие слои.
Однако на этом загадки, преподносимые внутриводным льдом, не кончаются. В январе 1971 г. на участках припая, сформировавшихся вблизи акватории стационарной полыньи моря Дейвиса, Н. В. Черепанов обнаружил прослойки льда с очень характерным кристаллическим строением. В отличие от прослоек внутриводного льда, образованного дискообразными пластинами, толщина которых убывает от берега в сторону кромки припая, эти прослойки образовывали наиболее мощные скопления у кромки, выклиниваясь в сторону берега. Черепанов пришел к выводу, что лед этого типа идентичен по происхождению льду, формирующемуся в Арктике в районах стационарных полыней. А последующий кристаллооптический анализ шлифов – тонких срезов льда – подтвердил это предположение.
Лед этого типа формируется из очень мелких изометрических кристаллов внутриводного льда, возникающих в условиях сильного выхолаживания водной поверхности. От очага своего образования они разносятся подо льдом течениями, образуя при смерзании в его толще прослойки, состоящие из плотно пригнанных друг к другу мелкозернистых кристаллов. За счет однородности строения, плотной упаковки и незначительного количества солевых и воздушных включений слои этого льда отличаются очень высокой прочностью, превосходящей, например, прочность конжеляционного льда в весенне-летний период иногда в пять-шесть раз. Гидролог, набивший руку на бурении льда, без труда улавливает изменение его структуры: бур будто наталкивается на преграду, а выходящая по канавке бура стружка приобретает матовый оттенок, причем ее количество резко уменьшается.
Описанными выше процессами и явлениями далеко не исчерпываются все секреты и загадки, отгаданные и неотгаданные, определяющие формирование морских антарктических льдов. По сути дела, антарктический припай – это слоеный пирог из льдов самых различных типов, то есть самого разного строения и самых разных свойств. На рисунке схематически изображен срез толщи припая, образовавшегося у шельфового ледника Лазарева (по данным кристаллооптического анализа). Вся-то толщина льда 48 см, а даже неспециалист может насчитать как минимум шесть слоев, резко отличающихся друг от друга. И каждый слой хранит в себе информацию о целом комплексе гидрометеорологических процессов и явлений, сопровождавших его рождение и рост, смену условий. К сожалению, количественно оценить все эти явления мы пока что не умеем.
Если учесть общий характер распределения толщины льда по площади припая, толщину снега, распределение подо льдом пластин внутриводного льда, ориентировку отдельных его пластин, вмерзших в лед, и другие признаки, то «биографию» этого льда по его вертикальному срезу можно прочитать следующим образом.
Формирование льда в бухте началось в период интенсивного накопления снега на поверхности воды с образованием снежуры толщиной до 10 см. На это указывает слой льда на горизонтах 6-16 см, представляющий собой классический образец водно-снежного льда. Накопление снега, скорее всего, было обусловлено приходом циклона, а не стоковым ветром. Во-первых, краевая часть ледника носила следы воздействия довольно высоких волн, во-вторых, стоковый ветер выносит в океан уже измельченную снежную пыль, и лед, образующийся из нее, должен иметь и более плотную упаковку кристаллов, и более однородное строение.
Снегопад не прекратился и после начала образования припая, молодой лед под тяжестью снега стал притапливаться, а слой снега стал пропитываться морской водой, фильтрующейся через припай, заливаемый штормовым волнением. Верхний слой толщиной 6 см имеет все признаки инфильтрационного снежно-водного льда, но отсутствует очень характерная горизонтальная слоистость – видимо, произошел лишь один цикл оседания льда. Высокая соленость льда, почти 19‰ (сравните: морская вода 34-35‰), объясняется интенсивным поступлением морской воды в результате штормового волнения – и сравнительно низкой температурой воздуха, обусловившей быстрое смерзание воды со снегом с захватом большого количества рассола. Чаще всего соленость снежно-водного льда бывает в два раза меньшей.