Непосредственные наблюдения за состоянием ледяного покрова Центральной Арктики имеются только со времени плавания «Фрама» в 1893-1896 гг. О состоянии льдов Арктического бассейна в более отдаленном прошлом можно судить лишь по косвенным данным. Важнейшими из них являются: 1) донные отложения; 2) развитие флоры и фауны в бассейне Северного Ледовитого океана; 3) история ледяного шельфа у северных берегов о. Элсмир; 4) отступание края Канадского (Лаврентийского) и Скандинавского материковых ледяных покровов; 5) изменения температуры поверхностных вод Атлантического океана.

То, что известно о донных отложениях Арктического бассейна, говорит о постоянстве условий их накопления за весьма продолжительное время [Hunkins & Kutschale, 1967; Ku Ten-Lung & Broecker, 1967]. Начало отложения верхнего слоя ила, богатого остатками фораминифер, по данным советских ученых, относится ко времени менее 10 тыс. лет тому назад [Белов и Лапина, 1970], по американским данным 25-30 тыс. лет назад и даже более [Hunkins & Kutschale, 1967; Ku Ten-Lung & Broecker, 1967]. В средней части этого слоя, возраст которой 4-6 тыс. лет (климатический оптимум голоцена), количество фораминифер наибольшее [Белов и Лапина, 1970]. Это свидетельствует о большем притоке тепла с атлантическими водами, но не об освобождении акватории Арктического бассейна ото льда, так как тогда заметно изменился бы механический состав отложений.

Об общем постоянстве ледовых условий в Северном Ледовитом океане и его окраинных морях на протяжении всего плейстоцена говорит и история флоры и фауны [Толмачев и Юрцев, 1970; Гурьянова, 1970].

Возраст ледяного шельфа о. Элсмир оценивается в 3000 лет [Crary, 1960], что указывает на большую ледовитость, существовавшую все это время. Предположение о том, что во время средневекового потепления (около X в. н.э.) в Арктическом бассейне растаяли все многолетние льды, маловероятно.

Естественно предположить, как это делает П.М. Борисов [Борисов, 1970], впервые попытавшийся восстановить ход ледовитости Арктического бассейна за последние 20 тыс. лет, что потепления, похолодания и связанные с ними уменьшения и увеличения ледовитости арктических морей и центральной части Арктического бассейна происходили одновременно с отступаниями и наступаниями материковых льдов. Последовательные положения края материковых льдов известны и датированы. Это позволяет определить и моменты времени, когда ледовитость Арктического бассейна достигала больших и малых значений. Оценить же самые значения при таком подходе затруднительно; это можно сделать, по существу, лишь произвольно.

Однако между температурой воды в Атлантике и тепловым состоянием Центральной Арктики должна существовать прямая связь. Адвекция тепла в Арктику из низких широт осуществляется преимущественно благодаря теплому течению Гольфстрим, зарождающемуся в экваториальной части Атлантики. С другой стороны, холодные течения выносят в Атлантику воды и льды Арктического бассейна.

По палеотемпературным исследованиям амплитуда колебаний температуры экваториальных поверхностных вод в плейстоцене была порядка 6° [Emiliani, 1955; Rosholt et al., 1961]. Для восстановления вероятных условий, определяющих ледовитость Центральной Арктики, можно воспользоваться зависимостью между температурой в экваториальной части Атлантики и Центральной Арктике.

Имеющиеся данные наблюдений приблизительно за 80 лет, к сожалению, недостаточны прежде всего из-за малой амплитуды средней годовой температуры за столь короткий промежуток времени. Автором построены графики хода средней годовой температуры на Бермудских островах (32° с.ш., 64° з.д.) и средней температуры зимы (с сентября по май) в Центральной Арктике (90° с.ш.) и корреляция между ними, представленная полем точек и средней линией связи.

Между температурой на Бермудских островах и в Центральной Арктике существует прямая зависимость, хотя и с невысоким коэффициентом корреляции. Амплитуда изменения температуры в Центральной Арктике составляет 3,5°, на Бермудских островах 1,5° (при осреднении хода температуры по скользящим пятилетиям). Амплитуда температуры в экваториальной части Атлантики за то же время, очевидно, еще меньше, порядка 1°.

За четвертичный же период средняя многолетняя температура поверхности воды изменялась здесь от 22° в ледниковые эпохи до 28° в межледниковые [Rosholt et al., 1961].

Для построения кривой связи между значениями температуры в экваториальной части Атлантики и Центральной Арктике, охватывающей всю амплитуду колебаний температуры в четвертичный период, имеется, по существу, только одна точка, соответствующая нашему времени (21,4° на Бермудских островах и -25,4° в Центральной Арктике). Чтобы построить всю кривую нужны, по крайней мере, еще две точки. Для времени наибольшего похолодания температуру воздуха в Центральной Арктике можно оценить довольно уверенно. Современная температура воздуха в Гренландии и Центральной Арктике известна (табл. 1).

В прошлом, во время наибольшего похолодания, климат Гренландии был подобен современному климату Антарктиды. В Центральной части материка на высоте 3800 м (полюс относительной недоступности) средняя годовая температура равна -57°, а на высоте 3000 м , соответствующей высоте Гренландии -44°. Если принять, что разность между температурой в Гренландии и в Центральной Арктике в прошлом была такой же, как и теперь, то легко оценить ее вероятные значения (табл. 2).

Во время наибольшего потепления в середине голоцена температура могла повышаться до значений, ныне наблюдающихся на окраине Арктического бассейна между Гренландией и Шпицбергеном, т.е. до -12° в среднем за зиму. Еще более высокая температура привела бы к полному таянию многолетних льдов, чего, по-видимому, не наблюдалось по соображениям, приведенным выше.

Автором построена кривая зависимости между значениями температуры в экваториальной части Атлантики и Центральной Арктике. Пользуясь ею, по палеотемпературной кривой Эмилиани для экваториальной части Атлантики можно построить соответствующую кривую и для Центральной Арктики.

Плейстоценовая амплитуда температуры в экваториальной части Атлантики составляет 6°, в Средней Европе 14°, а Центральной Арктике 28° (на Бермудских островах соответствующая амплитуда принята равной 9°).

По температуре воздуха в Центральной Арктике, пользуясь формулой Н.Н. Зубова [Зубов, 1938; 1945], можно подсчитать предельную толщину многолетних льдов для экстремальных значений температуры по палеотемпературной кривой (табл. 3). Величины эти, разумеется, условны, но дают представление о вероятных изменениях ледовитости. Современные значения средней температуры зимы в Центральной Арктике по наблюдениям за последние 80 лет изменяются в пределах -25° (±2°). При более низкой температуре ледовитость Арктического бассейна была больше современной, при более высокой - меньше. Меньшая ледовитость могла быть во время голоценового климатического оптимума в течение 3-4 тыс. лет. Несмотря на то, что за последние 20 тыс. лет в Арктическом бассейне неизменно сохранялся более или менее сплоченный ледяной покров, площадь его распространения, толщина и объем льдов изменялись в весьма широких пределах в соответствии с климатическими изменениями в Арктике.

ЛИТЕРАТУРА

1. Борисов П.М. Опыт реконструкции ледяного покрова Полярного бассейна в поздне- и послеледниковое время. Северный Ледовитый океан и его побережье в кайнозое. Гидрометеоиздат, Ленинград, 1970, с. 61-70.

2. Гурьянова Е.Ф. Особенности фауны Северного Ледовитого океана и их значение для понимания истории ее формирования. Северный Ледовитый океан и его побережье в кайнозое. Гидрометеоиздат, Ленинград, 1970, с. 126-161.

3. Зубов Н.H. (1938). О предельной толщине морских многолетних льдов. Метеорология и гидрология, № 4.

5. Зубов Н.Н. (1945). Льды Арктики. М.

6. Толмачев A.И., Юрцев Б.А. История арктической флоры в ее связи с историей Северного Ледовитого океана. Северный Ледовитый океан и его побережье в кайнозое. Гидрометеоиздат, Ленинград, 1970, с. 87-100.

7. Crary A.P. (1960). Arctic ice islands and ice shelf studies, p. II. Arctic , vol. 13, № 1.

8. Emiliani С. (1955). Pleistocene, temperatures. J. of Geol., vol. 63, No 6.

9. Hunkins К., Kutschale H. (1967). Quaternary sedimentation in the Arctic ocean . In: "Progress in oceanography", vol. 4, Pergamon press.

10. Ku Ten-Lung, Broecker W.S. (1967). Rates of sedimentation in the Arctic ocean . In: "Progress in Oceanography", vol. 4, Pergamon press.

11. Rosholt G.N., Emiliani C., Geiss G., Koczi F.F., Wangersky P.T. (1961). Absolute dating of deep-sea cores by the Pa²³¹/Th²³⁰ method. J. of Geol., vol. 69, No 2.

12. Wolstedt P. (1958). Eine neue Kurve der Wiirm Eiszeit. Eiszeitalter und Gegenwart, Bd. 5.

Ссылка на статью: 

Чижов О.П. Об изменениях состояния Арктического бассейна со времени максимума последнего оледенения. Северный Ледовитый океан и его побережье в кайнозое. Гидрометеоиздат, Ленинград, 1970, с. 71-75.