В огромной Антарктической области общей площадью приблизительно 50 млн. кв. км находится в настоящее время около 50 метеорологических станций, на которых ведутся регулярные наблюдения. Данные этих станций пополняются в течение лета китоловными судами, а также различными антарктическими экспедициями. Первая попытка синоптического анализа южных областей земного шара принадлежит Мейнардусу, который использовал с этой целью наблюдения островных станций, наблюдения южных континентальных станции, судов регулярных торговых рейсов и данные экспедиции Дригальского (1902–1903 гг.).
1 — направление ветров у поверхности, 2 — меняющиеся ветры у поверхности; 3 — высотные ветры, 4 — антарктическая граница ветров
В то время когда «Гаусс» зимовал в паковых льдах, «Дисковери» находился в море Росса. Пользуясь сводками этих двух судов, а также китоловов, плававших в Южном полушарии, и станций на континентах, Гепуэрт в течение двух лет составлял ежегодные синоптические карты для Южного полушария. К ранним попыткам синоптического анализа относится работа Симпсона, который использовал результаты наблюдений баз Скотта и Амундсена для синоптического анализа области моря Росса.
Значительный вклад в работу по синоптическому анализу Южного океана принадлежит Пальмеру (1942), который произвел синоптический анализ Австралии и Южного океане, широко используя отчеты судов в течение полярного 1932–1933 г.
Во время печатания данного обзора вышла в свет прекрасная новейшая сводка по климату Антарктики советского ученого Г. М. Таубера.[4]
Южный океан и его исследования
Воды, опоясывающие Антарктиду, разделяются континентальными массами Африки, Австралии и Южной Америки, вдающимися в высокие широты, на три сектора. В промежутках они сливаются с водами трех больших океанов земного шара. Батиметрическая карта показывает, что воды вокруг Антарктиды покрывают сложную систему «возвышенностей» или хребтов, связывающих континент с северными массами суши и разделяющих широкие депрессии земной коры — «океанические бассейны». Большинство подводных хребтов протягивается вкось от континента, остальные грубо параллельны её берегам.
Оконтуривание этих невидимых горных хребтов морского дна зависит от густоты промеров, а эти промеры распределены очень неравномерно. Применение эхолота за последние десятилетия сделало изучение морфологии дна гораздо более доступным, чем это было в дни механических лотов, но на картах всё же остается ещё много белых пятен.
Морфология дна — это единственный источник данных, на которых основываются выводы о структуре земной коры в южных областях, где такое малое количество коренных горных пород выступает на поверхность из-под оболочки снега, льда и морской воды. Большинство островов Южного океана — это вершины вулканов, покоящихся на подводных хребтах.
Геологи распространили на неизведанный юг представления о структуре, установившиеся для более доступных северных областей суши. Так, предсказание Зюсса о природе дуги Скотия (островной дуги Южных Атилл) возникло из его изучения островных дуг восточного края Тихого океана и Вест-Индии, а Э. Дэвид проводил аналогию между отвесными береговыми утесами Земли Виктории и изрезанными и обрывающимися в море восточными берегами австралийского континента. Позднейшая геологическая съемка Антарктиды (Уедд, 1941; Фербридж, 1949) подтвердила взгляд о сходстве в основном структуры Антарктиды с соседними древними устойчивыми щитами континентов Африки и Австралии. Западная же Антарктида от Земли короля Эдуарда VII до Земли Грейама образует часть круготихоокеанской третичной складчатой зоны. Эта складчатая зона начинается от Новой Зеландии, проходит, вероятно, через о. Макуори, с его третичными подушечными лавами и сейсмической активностью, до островов Баллени; оттуда тянется через устье моря Росса до Земли короля Эдуарда VII, через Землю Мэри Бёрд, Землю Джемса Элсуэрта и Землю Грейама до дуги Скотия (Южных Атилл) и южноамериканских Анд.
Таким образом, расположение хребтов и бассейнов морского дна отражает его геологическую структуру и представляет собой результат подвижек земной коры, имевших место в прошлом. Что касается возраста подводного рельефа, то здесь существуют значительные разногласия. Узкие, с крутыми склонами хребты складчатого пояса краевой зоны Тихого океана относятся к третичной складчатости, другие же структуры Тихого океана датируются некоторыми геологами как очень древние. Довольно детальные исследования осветили и состав донных отложений.
Поверхность субантарктических шельфов покрыта преимущественно грубым обломочным материалом, частично биокластическим; местами обнажаются коренные породы.
Вокруг антарктических островов, как, например, вокруг Южной Георгии и других островов Скотий, шельф покрывается горной мукой, приносимой активными ледниками, а его осадки состоят из илов, содержащих значительные количества диатомей.
Грубые обломки пород, далеко унесенные от их коренных источников айсбергами и освобожденные при их таянии, придают характерную структуру многим осадкам открытого моря. Холодная вода не благоприятствует осаждению и сохранению карбоната кальция, вследствие чего антарктические осадочные породы содержат меньше 10 % извести.
Д-р Хью изучал осадочные породы колонок, вынутых экспедицией «Оперейшен Хай Джамп» со дна моря Росса. Пользуясь методом определения возраста Пиггота и Юри, он определил возраст морских осадков, переслоенных с хорошо отсортированными межледниковыми осадками, и предложил корреляцию фаз оледенения с двумя последними наступаниями льда в Северной Америке.
За поясом терригенных отложений антарктический континент окружен почти непрерывным поясом диатомового ила. Диатомовый ил представляет собой серую или серо-коричневую грязь, становящуюся после высыхания светлосерой, которая состоит из диатомей, изредка радиолярий и спикул губок. В шельфовых отложениях антарктических островов диатомей достаточно многочисленны, что позволяет классифицировать отложения как «диатомовые илы».
Северная граница пояса диатомового ила на дне моря приблизительно соответствует антарктическому слиянию северной границы антарктических поверхностных вод. Севернее этой линии, ниже субантарктических и субтропических поверхностных вод, дно состоит главным образом из глобигеринового ила — осадка из известковых раковин пелагической фораминиферы, но на дне более глубоких аббисальных бассейнов встречаются большие области красной глины.
Глобигериновый ил закартирован (Шотт, 1935) на восточнотихоокеанской возвышенности; к нему примыкает красная глина южнотихоокеанского и тихоокеанско-антарктического бассейнов. Глобигериновый ил окружает Новую Зеландию и Австралию, но замещается глиной в более глубоких частях Тасманова моря и Южноавстралийского бассейна.
Замещению глобигеринового ила красной глиной в глубоких водах способствует растворение известковых раковинок фораминифер по мере того, как они, опускаясь, проходят через холодную тяжелую придонную воду глубин океана, где присутствует углекислота, выделяемая разлагающимися организмами у дна.
В общих чертах изучена и гидрология Южного океана.
Циркуляция вод Южного океана следует по относительно простой схеме, в силу чего границы различных водных масс определены довольно четко. Поверхностная вода течет главным образом на восток и на север под влиянием преобладающих западных ветров. В умеренных широтах она встречается с субтропическими водами трех больших океанов, циркулирующими в направлении против часовой стрелки.
4
Г.М. Таубер. Антарктика, ч. I. Основные черты климата и погоды, Гидрометеоиздат, Л., 1956.