что скрывается под льдом антарктиды
Что прячется подо льдами Антарктиды и как она стала ледяным материком
Чуть больше 200 лет назад, а именно 28 января 1820 года, русские моряки Фаддей Беллинсгаузен и Михаил Лазарев открыли один из самых малоизученных материков на сегодняшний день — Антарктиду. Недавно ученые выяснили чуть больше о ее прошлом. Рассказываем полную историю Антарктиды.
Читайте «Хайтек» в
Антарктида — какая она сейчас?
Антарктида — континент, расположенный на самом юге Земли. Ее центр примерно совпадает с Южным географическим полюсом. Омывается Атлантическим, Индийским и Тихим океанами. Многие считают Антарктиду ледяной пустыней. Но это не совсем верно. Да, льда там и правда много, но формации его настолько разные и красочные, что на пустыню это совсем не похоже. Например, айсберги Антарктики — самые большие и красивые на планете, в Арктике таких не увидишь. Многие сравнивают айсберги с ледяными скульптурами — их формы могут быть самыми причудливыми.
Также там есть целые «здания» из айсбергов — с «окнами», «арками», «колоннами» и пещерами. Цвет ледяных «скульптур» и «архитектуры» — всех оттенков синего, от голубого до бирюзового и даже сиреневого. Даже в пасмурную погоду можно увидеть мерцание айсберга, идущее откуда-то изнутри. А на солнце синева льда сияет так, что без солнцезащитных очков не взглянешь.
Сейчас на Антарктиде холодно. Но не везде. Рекорд низкой температуры и вправду зарегистрирован на континенте Антарктида (около –90 °С), но глубоко внутри восточной части континента. Если же вы решите открыть для себя Антарктиду, то сделаете это, скорее всего, в западной части континента, на Антарктическом полуострове. И вот здесь вас ждет сюрприз — настоящее антарктическое лето, с шумным многообразием жизни и +15 °С на солнце. Пик «жары» приходится на конец декабря — начало января.
А что было в прошлом?
А прошлом Антарктида сильно отличалась от ледяного материка, который существует сейчас.
В юрский период, 180 млн лет назад, Антарктида была частью Гондваны. Этот древний суперконтинент распадался и больше не существует. 180 млн лет Гондвана, состоящая из Африки, Антарктиды, Австралии, Индии и Новой Зеландии, начинает распадаться. Динозавры правят миром уже почти 30 миллионов лет. После начинают появляться первые цветущие растения, а также млекопитающие и птицы. Южная Атлантика рождается вместе с распадом Гондваны.
С наступлением меловой эры, около 100 млн лет назад, Антарктиду покрывают обширные леса. В основном они состоят из огромных папоротников и хвойных деревьев. Примерно 96 млн лет назад Австралия и Новая Зеландия отделились от Антарктиды, и она начала свое одиночное плавание. Около 70 млн лет на материке господствует полутропический климат, а сам он продолжает дрейфовать на юг. 65 млн лет назад астероид врезался в землю у побережья Юкатана, Мексика. Ученые уверены, именно это и убило динозавров. Они больше не господствующий вид — на их место пришли млекопитающие.
Во время палеоцена, 60 млн лет назад, на Антарктиде становится заметно холоднее. На материке господствует прохладный умеренный климат, как в современной Великобритании. Массовое вымирание в конце мелового периода оставляет пустые ниши, которые раньше занимали ныне мертвые динозавры, гигантские морские рептилии и другая флора и фауна. Чтобы заполнить эти ниши, появляется множество новых видов.
Во время эоцена, около 40 млн лет, появляются первые большие ледяные шапки. Антарктида обосновывается над Южным полюсом. Считается, что отчасти это связано с тем, что климат планет Земля становится холоднее по мере падения уровня углекислого газа в атмосфере.
Эпоха олигоцена (38-26 млн лет назад) окончательно закрепило за Антарктидой звание самого холодного, ветренного и южного материка на Земле.
А 25 млн лет назад, во время миоцена, весь антарктический континент покрывается льдом. Спустя 20 млн лет назад формируется Антарктическая конвергенция — зона Южного океана, окружающая Антарктику, в которой холодные, текущие на север воды встречаются с более теплыми водами Тихого и Атлантического океанов.
Когда Антарктида отделилась от других массивов суши, возникло антарктическое циркумполярное течение, которое привело к тому, что континентальные погодные системы стали более изолированными от остального мира, температура продолжала падать, и ледяная шапка начала расти. Антарктическое циркумполярное течение — холодное поверхностное океаническое течение протяженностью до 30 тыс. км при ширине до 2,5 тыс. км в Южном полушарии, огибающее между 40° и 50° ю. ш. с запада на восток земной шар. Это единственное на Земле течение, которое проходит через все меридианы.
Именно циркумполярное течение изолирует погодные системы Антарктиды от остального мира.
Что скрывается подо льдами Антарктиды?
Довольно долго ученые считали, что Антарктида представляет собой цельный континент, который некогда был един с Австралией, а потом покрылся километровым слоем льда. Но последние данные дали новую почву для размышлений: геология под ледниками говорит о том, что Антарктида состоит из множества древних континентов.
Команда геофизиков из Кильского университета в Германии провела новое исследование ледяного материка. Оказалось, что Восточная Антарктида состоит из нескольких кратонов, которые являются ядрами континентов, существовавших ранее. Кратон — древняя платформа, стабильный участок континентальной коры архейского времени. Кратоны занимают большую часть объема всех континентов, располагаясь в центральной части плит и распространяясь на миллионы квадратных километров. Эти участки земной коры неспособны к преобразованию путем смятия слоев горных пород и их складывания.
По словам ученых, из-за того, что континент настолько удален и погребен подо льдом, Антарктида является чем-то вроде белого пятна на геологической карте. Исследователи использовали данные гравитационного поля Европейского космического агентства (ESA) и стационарного спутника Ocean Circulation Explorer (GOCE), чтобы заполнить пробелы.
В ходе научного проекта ученым удалось удалить лед в виртуальной модели Антарктиды и сосредоточить внимание на литосферных плитах. Кора восточной части материка толще, чем в западной: ее толщина составляет от 40 до 60 километров. Области имеют совершенно четкую границу толщин, что говорит о наличии осколков горных массивов под толщей замерзшей почвы. Чтобы более точно понять форму этих образований, геофизикам необходимо пробурить скважины и получить пробы из породы.
Что скрывается подо льдами Антарктиды?
Антарктида — самый малоизученный материк на планете, за которым закреплены сразу несколько рекордов. Так, именно в Антарктиде дуют самые сильные ветра на планете, именно там была зарегистрирована самая низкая температура — 89 градусов ниже нуля, а еще именно в этом месте расположен самый большой кратер на Земле. Несмотря на то, что поверхность материка-рекордсмена на протяжении нескольких миллионов лет была покрыта льдом и снегом, ученые смогли показать облик цветущей Антарктиды прошлого.
Подо льдами на Южном Полюсе планеты скрывается целый материк
Что находится подо льдами Антарктиды?
Антарктический ледяной щит настолько тяжелый, что поверхность самого холодного материка на планете прогнулась под тяжестью веса льда и снега почти на 500 метров. Еще бы: ледяной щит Антарктиды хранит в себе до 90 % всего льда на Земле! В настоящие дни самый холодный материк планеты начинает постепенно открывать миру свои секреты: в результате глобального потепления его поверхность постепенно обнажается, открывая миру неизученные и таинственные территории.
Одним из наиболее интересных открытий стало обнаружение долины под ледником Берд. В настоящее время долина считается самой глубокой точкой, расположенной внутри континента, так как уникальное место находится на глубине 2780 метров.
Озеро Восток, расположенное вблизи одноименной антарктической станции, в настоящее время находится под толщей льда в 4000 метров. Ученые считают, что несмотря на гигантское давление воды в озере, которое приблизительно равно 300 атмосферам, в этом водоеме могут обитать организмы, наделенные по-настоящему уникальными свойствами. Из-за того, что озеро Восток много миллионов лет находилось в изоляции от внешнего мира, местная фауна может радикально отличаться от уже изученной.
Озеро Восток находится прямо под одноименной станцией в Антарктиде
Как выглядела Антарктида в прошлом?
Найденный в Антарктиде криолофозавр совмещает в себе особенности тираннозавров и аллозавров, достигая в длину более 8 метров
Что произойдет, если льды Антарктиды растают?
Исследователи считают, что если весь сосредоточенный в Антарктиде лед полностью растает, уровень моря на нашей планете вырастет примерно на 60 метров. В результате такого катаклизма под воду рискуют уйти множество крупных городов, среди которых значатся Лондон, Нью-Йорк, Санкт-Петербург и Сидней. Кроме того, под воду уйдет и часть прибрежных европейских стран, таких, как Нидерланды и Дания. Сама же Антарктида понесет значительные территориальные потери: западная часть континента превратится в архипелаг со множеством островов, сформировав абсолютно новую карту древнего материка.
Антарктида будущего рискует превратиться во вполне комфортный для жизни архипелаг
Согласно официальным данным, на Антарктическом полуострове уже сейчас отмечается появление тундровой зоны. Ученые считают, что в связи с возрастанием средней температуры на планете, на материке вскоре начнут расти деревья, а количество представителей животного мира с каждым днем будет только увеличиваться.
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
Ученые считают, что вулканическая активность может привести, а в далеком прошлом уже привела к вымиранию различных видов животных. Результаты новейших исслед…
«Много лет назад, вскоре после начала моей работы на радио, я приехала в редакцию, чтобы получить задание на тот день. Меня попросили посетить клинику, котор…
В прошлом месяце обсерватория Deep Carbon объявила о поразительном факте: масса микробов, живущих под поверхностью Земли, составляет от 15 до 23 миллиардов т…
Что скрывается под ледниками Антарктиды?
В представлении большинства Антарктида выступает необитаемым континентом, где нет ничего, кроме животных, огромного количества льда и снега да немногочисленных научных станций с командированными сотрудниками. На самом же деле Антарктида куда более сложная, чем может показаться на первый взгляд.
Подо льдами пятого по размерам континента Земли, например, обнаружено более 400 озёр, но учёные добрались только до четырёх из них. Примечательно, что первыми к озёрам под Антарктидой добрались российские учёные — в 2012 году были получены пробы воды озера Восток. В них обнаружили три бактерии, характерные конкретно для этого водоёма. Сейчас микробиологи и генетики не теряют надежды открыть в подлёдном антарктическом озере и другие формы жизни, о которых раньше науке не было известно. Вроде, например, бактерий WPS-2 и AD3 — они обитают в почве с другими организмами и не нуждаются ни в солнечной, ни в геотермальной энергии. При очень скудном запасе питательных веществ они буквально перешли на «воздушную диету», что стало открытием для учёных.
Но подлёдные находки в Антарктиде не ограничиваются только озёрами. Не так давно учёные обнаружили под ледником Туэйтса гигантскую полость площадью примерно 40 квадратных километров и высотой около 300 метров, которая образовалась при таянии примерно 14 миллиардов тонн льда. Для специалистов это тревожный сигнал по ряду причин. Во‑первых, большая часть этого льда растаяла за последние три года. Во‑вторых, подобные полости существенно снижают прочность айсбергов. А это чревато ускорением их разрушения и повышением уровня мирового океана.
Впрочем, не все полости подо льдами образуются из-за таяния льда. Исследователи находили и кратеры, которые наоборот, заполняются водой, создавая новые подлёдные озёра. Отличительной их особенностью является только то, что они не изолированы от мирового океана, а потому вряд ли могут быть местом обитания неизвестных доселе науке форм жизни и с точки зрения открытий не столь интересны для исследователей.
Кроме озёр и полостей в Антарктиде есть и активные вулканы (а всего на континенте найден 91 вулкан) — например, гора Эребус на острове Росса, которая за счёт своей вулканической активности создала достаточно развитую сеть подлёдных пещер. В этих выплавленных во льду вулканическим паром «тайниках» учёные обнаружили несколько последовательностей ДНК, которые не соответствовали каким-либо известным организмам. Это означает, что в этих пещерах могут существовать ещё неизвестные науке виды растений или животных. Причём исследователи настроены весьма оптимистично и не исключают возможности отыскать даже уникальные экосистемы, а не просто отдельные организмы.
Другая загадка, которую континент подкинул учёным — таинственные подлёдные толчки, которые сотрясают Антарктиду каждую ночь. Впрочем, тайна сохранялась недолго. Изучив необычное явление, исследователи пришли к выводу, что ледовая поверхность способна создавать небольшие земле-, а точнее даже льдотрясения. Толчки, зафиксированные сейсмографами, позволили учёным определить, что таким образом проявляет себя таяние льда и вызванные им подвижки поверхности.
Надо сказать, что перечисленные выше открытия — лишь малая часть того, что учёные узнали об Антарктиде в последние годы. И можно лишь догадываться, сколько ещё тайн хранит под своими льдами этот загадочный континент.
Материалы по теме
А вот ещё:
Самые длинные эксперименты в истории науки
Опыт с капающей смолой продолжается уже почти столетие. За это время упало всего девять капель, и до сих пор никому ни разу не удалось застать этот редчайший момент. Что за злой рок преследует ученых? Давайте выясним и вспомним другие экстремально длительные эксперименты.
Опыт с капающим пеком
Говорят, что стекло медленно «стекает» и за века становится чуть толще в нижней части окна, искажая облик старинных витражей. Насчет стекла это всего лишь легенда, но вот некоторые другие материалы, которые считаются твердыми, действительно текут.
В 1927 г. профессор австралийского Квинслендского университета Томас Парнелл решил продемонстрировать это на примере пека – тяжелого осадка, который остается после перегонки дегтя и применяется, например, для изготовления рубероида. Застывая, эта смолистая масса делается достаточно твердой, чтобы раскалываться при ударе. И тем не менее, она остается жидкостью, хотя и крайне вязкой, а потому способна течь. Только очень-очень медленно.
Расплавив пек на горелке, Томас Парнелл залил его в стеклянную воронку с запаянным горлышком и оставил остывать. В 1930 г. воронку закрепили на штативе, поставили под ней стакан, распечатали горлышко и начали ждать, пока пек медленно стечет вниз. Первая капля упала через восемь с небольшим лет, когда никто не видел.
Пек отличается огромной вязкостью – примерно в 250 миллиардов раз выше, чем у воды – поэтому падение случилось неожиданно. Капля годами формировалась у горлышка и постепенно вытягивалась, пока не оторвалась от основной массы в воронке. До последнего момента все происходит, словно в замедленном кино. Очень-очень замедленном.
Капля пека вытягивается годами, и окончательно сорваться может в любой непредсказуемый момент в течение многих месяцев. Неудивительно, что вторую каплю, упавшую в 1947 г., профессор Парнелл тоже не застал. Годом спустя в возрасте 67 лет он скончался, и хранителем эксперимента оказался его ученик и единомышленник Джон Мейнстоун. Долгие годы он скрупулезно фиксировал падение капель, ни разу не увидев это чудное мгновение. А те продолжали появляться с промежутком около восьми лет: 1954-й, 1962, 1970, 1979, 1988. А вот следующей капли пришлось дожидаться целых 12 лет, до ноября 2000-го.
К этому времени на нее была уже направлена веб-камера, однако подействовал непредвиденный рок, и в нужное время техника не работала из-за внезапного отключения электричества. А ученым пришлось поломать голову над тем, почему восьмая капля падала так долго. Виновником сочли недавний ремонт: после установки кондиционеров воздух помещении стал прохладнее, и вязкость пека слегка понизилась. На это указывают и размеры капли, которая оказалась заметно крупнее предыдущих. Подтвердить или опровергнуть эту гипотезу должна была следующая, девятая капля.
Как и восьмая капля пека, девятая «созревала» больше 12 лет и выглядела крупнее предыдущих семи. Она медленно стекала, коснувшись опоры раньше, чем оборвался мостик, связывавшей каплю с основной массой пека в воронке. Падением назвать это сложно: фактически, капля лишь резко изменила скорость, замедляя свое течение, когда основная масса ее оказалась внизу. Тем не менее, внимание она привлекла огромное, и больше 31 тыс. любопытных добровольцев следили за трансляцией веб-камер. На сей раз запись удалось сделать: момент резкого изменения скорости был зафиксирован 12 апреля 2014 г. В лаборатории тогда, конечно, никого не было.
К тому времени Мейнстоун уже взял помощника Эндрю Уайта, который готовится стать третьим хранителем пека. Чтобы следующая капля могла упасть полноценно, а не стечь, как предыдущие, он решил поднять воронку повыше. 24 апреля он впервые за много десятилетий стал поднимать стеклянный колпак. Неожиданно оказалось, что тот был приклеен к деревянной опоре, и оторвался с места резко, сотрясая всю экспериментальную установку. Так девятая капля окончательно оторвалась, и сегодня мы живем в ожидании десятой.
Andrew Stephenson, The University of Queensland
Скорее всего, падение десятой капли состоится уже в ближайшие годы. Внимательные наблюдения показывают, что объем ее увеличивается на 19 куб. миллиметров в сутки. Исходя из этого Уайт подсчитал текущую вязкость пека, которая оказалась выше, чем у воды уже только в 30 млрд раз. Возможно, понижение вязкости связано с установкой в лаборатории освещения, которое стало работать круглые сутки, освещая пек для веб-камер и заодно нагревая воздух. Значит, десятая капля упадет быстрее, чем предыдущая – скорее всего, около 2025 г.
Опыт с падающим пеком занесен в Книгу рекордов Гиннесса как самый долгий непрерывный лабораторный эксперимент, а Мейнстоун и Уайт (вместе с покойным Парнеллем) удостоились Шнобелевской премии 2014 г. Ученые полны решимости застать тот самый момент падения десятой капли. Готовятся и энтузиасты со всего мира: за пеком следит веб-камера, к трансляции снова собираются присоединиться десятки тысяч энтузиастов. На этот раз капля вряд ли проскользнет незамеченной для человеческих глаз, – если только вновь не вмешается странный и злой рок, который преследует этот многолетний эксперимент.
Оксфордский электрический звонок
Тихий звон в коридоре Кларендонской лаборатории в Оксфорде не стихает с 1840 г. Накрытый стеклянной колбой, здесь работает звонок, который был изготовлен еще в 1825, а затем оказался в коллекции электрических устройств, собранной профессором физики Робертом Уолкером. 4-миллиметровый шарик бьется между парой противоположно заряженных металлических колоколов: касаясь одного, он получает часть его заряда и начинает отталкиваться, ударяя в противоположный. Процесс повторяется с частотой 2 Гц и будет продолжаться до тех пор, пока заряды на колоколах полностью не уравновесятся.
Фотография звонка, 2009 год
Часы Беверли
Изготовленные новозеландским мастером Артуром Беверли часы продолжают ход с 1864 г., хотя с тех пор их ни разу не заводили. Питают их естественные суточные колебания температуры и влажности. В часы встроен герметичный контейнер с воздухом, который эластично деформируется, автоматически поднимая груз, вращающий колеса часового механизма. Обычного перепада в 3,3 °С достаточно для подъема фунтовой гирьки на дюйм, запасая 13 мДж энергии на следующие сутки.
Работающие на этом принципе часы сегодня можно приобрести и для себя, их изготавливает мануфактура Jaeger-LeCoultre. Ну а те самые Часы Беверли можно увидеть на третьем этаже факультета физики Университета Отаго в Новой Зеландии.
Броадболкский эксперимент
Британский Rothamsted Research – один из старейших агротехнических институтов мира. Он открылся в 1843 г., в качестве экспериментальной станции, на которой сразу был запущен долговременный исследовательский проект. Первоначально здесь, на поле Броадболк проверяли, как разные удобрения влияют на урожайность озимой пшеницы, и собирались завершить работы к 1841-му. Но со временем задача стала намного шире, и до сих пор на том же поле в английском Хертфордшире год за годом выращивают пшеницу, изучая влияние на ее рост самых разных факторов, тестируя новые удобрения и пестициды. Тщательности и долготерпению местных биологов можно позавидовать: так, целый год они потратили, чтобы оценить, как скажется на урожае разное количество червей в почве.
Грантовский обзор
Психологи Гарвардской медицинской школы запустили Grant Study еще в 1938 г. Это лонгитьюдное – то есть, растянутое во времени – исследование, посвященное поиску факторов, определяющих счастье, удовлетворенность и жизненный успех. Ученые отобрали 268 гарвардских студентов и с тех пор время от времени детально их интервьюируют, пытаясь оценить ход жизни с разных сторон. В рамках аналогичного проекта Glueck Study параллельно исследовались и простые жители Бостона, 456 человек, которые не относились к когорте избранных, учащихся в престижном университете.
Собранные данные легли в основу десятков научных статей. Среди прочего, ученые обнаружили, что ключевым фактором, который определяет счастливую жизнь, являются качественные человеческие отношения с семьей, друзьями и соседями. А вот деньги, общественный статус и слава на уровень личного счастья влияют довольно незначительно. Интервьюирование остающихся в живых участников проекта продолжается до сих пор. Место ушедших занимают следующие поколения: в рамках родственного эксперимента G2 психологи следят за жизнью детей и внуков своих первых добровольцев.