Северный Ледовитый океан

Площадь Северного ледовитого океана с морями 14,75 млн. км², что составляет всего 4 % акватории Мирового океана. В нем содержится около 18,1 млн. км³ воды, что соответствует 1,4 % объема вод Мирового океана. Средняя глубина океана 1225 м, максимальная 5527 м. Северный Ледовитый океан расположен вокруг Северного полюса и ограничен берегами Евразии и Северной Америки. Подводными порогами он обособлен от Тихого и Атлантического океана.

Береговая линия Северного Ледовитого океана сильно изрезана. Типы берегов весьма разнообразны. Берега Скандинавского полуострова, Исландии и Гренландии в основном высокие, скалистые, обрывистые, фьордовые. В Белом, Баренцевом и Карском морях высокие и абразионные с небольшими заливами берега чередуются с низкими, ровными, дельтовыми. В районе морей Лаптева, Восточно-Сибирского и Чукотского берега преимущественно сложные, местами лагунные, ровные или дельтовые. В пределах Канадского Арктического архипелага преобладают низкие берега, иногда наблюдаются скалистые с морскими террасами.

Северный Ледовитый океан обладает рядом специфических свойств отличающих его от других океанов: околополюсным географическим положением; огромной площадью шельфа, отрицательным радиационным балансом в зимний период, превышением годовой суммы осадков над испарением, особым гидрологическим режимом наличием постоянного ледяного покрова и т. д.

Океан имеет 10 морей, большая часть которых расположена у берегов Евразии. По количеству островов Северный Ледовитый океан занимает второе место среди океанов. Острова в основном материкового происхождения и расположены на шельфе. Крупнейшими островами и архипелагами являются: Гренландия, Канадский Арктический архипелаг, Шпицберген, Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Врангеля, Новосибирские и другие.

Северный Ледовитый океан полностью расположен в пределах арктического и субарктического физико-географических поясов.

По геологическому строению и рельефу дна в Северном Ледовитом океане выделяются три части Северо-Европейский бассейн (моря: Гренландское, Норвежское, Баренцево и Белое), Арктический бассейн (акватория вокруг Северного полюса и моря: Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское и Бофорта), Канадский бассейн (акватория проливов Канадского архипелага, Гудзонов залив и море Баффина).

Отличительной особенностью океана является широкое развитие подводных окраин материков. Они занимают 74,6 % его площади, в том числе на шельф приходится 50,3 %, континентальный склон – 18,4 % и подножие – 5,9 %.

Особенно обширен шельф вдоль побережья Евразии – до 1300-1500 км. Шельф Баренцева моря представляет собой часть Восточно-Европейской докембрийской платформы. Неоднородность структуры платформы обусловила крупные неровности дна Баренцева моря (желоб Святой Анны, Медвежинский желоб, Нордкинская банка, Центральное плато, возвышенность Персея, Медвежинское плато и др.). Ее приподнятому внешнему краю соответствуют крупные архипелаги с горным рельефом и современным оледенением – Шпицберген и Земля Франца-Иосифа. Большая часть шельфа лежит на глубинах 200-500 м. В его рельефе преобладают затопленные денудационные поверхности, сохранившие многочисленные следы материковых оледенений четвертичного периода. К внутренним котловинам и прогибам приурочены аккумулятивные равнины со значительной мощностью рыхлых осадков. Значительная часть шельфа в пределах Карского моря имеет глубины до 200 м. В структурно-геологическом отношении он является продолжением гетерогенной Западно-Сибирской плиты. В юго-западной части материковой отмели простирается донная аккумулятивная равнина, на северо-востоке преобладает денудационный рельеф. Везде распространены мелкие многочисленные неровности рельефа, обусловленные денудационной и аккумулятивной деятельностью ледника. На дне Карского моря четко прослеживаются древние береговые линии, затопленные долины Оби, Енисея и других рек. Характерными элементами рельефа дна являются Центрально-Карская возвышенность и Новоземельский желоб (433 м). Для шельфа моря Лаптевых и Восточно-Сибирского типичны морские аккумулятивные равнины, а вдоль побережья и на отдельных банках – абразионно-аккумулятивные. Поверхность материковой отмели прорезают многочисленные подводные долины. На дне Чукотского моря преобладают затопленные денудационные равнины.

Вдоль берегов Северной Америки шельф не широкий (до 100-200 км) и представляет собой абразионно-денудационную равнину. Шельф Канадского архипелага и Гренландии характеризуется глубинами до 500 м, значительной раздробленностью и изобилием реликтовых ледниковых форм рельефа. Для Норвежского шельфа типичны экзарационные формы ледникового рельефа.

Материковый склон Северного Ледовитого океана имеет сложное ступенчатое строение и расчленен крупными широкими подводными каньонами. Конусы выноса мутьевых потоков, стекающих по каньонам, формируют аккумулятивную наклонную равнину материкового подножия.

Система срединно-океанических хребтов Северного Ледовитого океана является северным продолжением Срединно-Атлантического хребта. Через остров Исландия проходит рифтовая зона генетически связанная с хребтом Рейкъянес Атлантического океана. Она отличается активным вулканизмом и интенсивной гидротермальной деятельностью. К северу от Исландии располагается срединно-океанический хребет Кольбейнсей, с хорошо выраженной рифтовой долиной и рядом поперечных разломов. Под 72° с. ш. он пересекается самой крупной зоны разломов Ян-Майен и смещается на несколько сотен километров к востоку. В смещенном сегменте, названном хребтом Мона, хорошо выражены рифтовые долины и поперечные океанические троги. С 74° с. ш. срединно-океанический хребет приобретает меридиональное простирание, имеет непрерывную рифтовую долину значительной протяженности и называется хребтом Книповича. С севера хребет Книповича ограничивает Шпицбергенская зона разломов. Она отделяет его от срединно-океанического хребта Гаккеля, который протягивается параллельно Евроазиатской подводной окраине и примыкает к материковому склону в море Лаптевых. Хребет Гаккеля узкий, представлен в основном рифтовой зоной с хорошо выраженной долиной и пересекается многочисленными поперечными разломами.

Ложе Северного Ледовитого океана отличается сложным строением. К северу от Новосибирских островов на 1800 км протянулся в виде сплошного вала подводный хребет Ломоносова. Он представляет собой глыбовое горное сооружение высотой около 3000 м с крутыми расчлененными склонами и выровненной вершинной поверхностью. За хребтом Ломоносова расположена полоса ложа океана с очень сложным рельефом. Здесь находятся плато Север, Альфа и глыбовый хребет Менделеева. Из других орографических структур океана можно выделить окраинные плато: Ермак – к северу от Шпицбергена, Чукотское – к северу от Чукотского моря и Воринг – к западу от побережья Скандинавского полуострова.

Хребты и поднятия делят ложе океана на глубоководные котловины. Котловина Нансена (5449 м) и Норвежская (3970 м) отличаются холмистым и низкогорным рельефом. Дно котловины Амундсена (4485 м), Канадской (3909 м) и Лофотенской (3717 м) образует, главным образом, плоская абиссальная равнина. В рельефе котловины Нансена (3975 м), Гренландской (5527 м) и Макарова (4510 м) преобладают волнистые и плоские абиссальные равнины. Для котловины Подводников (2793) характерна наклонная аккумулятивная равнина.

В Северном Ледовитом океане преобладают терригенные донные отложения. Они отличаются большой мощностью (до 2 – 4 км) и формируются в основном счет выносимого реками осадочного материала с небольшим количеством биогенного вещества. К срединно-океаническим хребтам приурочены пирокластические отложения. В Норвежском море имеются известковые биогенные илы. Преобладают илы тонкого механического состава. Песчаные отложения широко представлены на юге Баренцева и в прибрежной полосе Белого и Карского морей. В Баренцевом и Карском морях распространены железо-марганцевые конкреции. На шельфе океана обнаружены значительные месторождения нефти и газа.

Суровые климатические условия Северного Ледовитого океана во многом обусловлены его расположением в полярных широтах.

Зимой радиационные условия над океаном определяются полным отсутствием солнечного освещения, летом низким положением солнца над горизонтом. В июле поступает около 1300 МДж/м² суммарной солнечной радиации. Ее годовая величина в отдельных районах океана достигает 2400-3200 МДж/м². Но значительная часть этой энергии теряется вследствие высокой отражательной способности снега и льда, а также затрачивается на их таяние. В феврале во всей акватории океана радиационный баланс отрицательный. Летом в прибрежных районах он возрастает до 500 МДж/м². Годовой радиационный баланс Центральной Арктики положительный и варьирует от величин близких к 0 до 85 МДж/м².

На формирование климата Арктического бассейна кроме радиационных условий значительное воздействие оказывает общая циркуляция атмосферы над его акваторией. В зимний период над Северным Ледовитым океаном располагается обширный Арктический максимум. Летом в результате повышения температуры воздуха в приземном слое атмосферы преобладают циклональные условия и формируется барическая депрессия. Существенное влияние на климат океана также оказывают Гренландский максимум и Исландский минимум, более активный в зимнее время. В меньшей степени прослеживается воздействие Азиатского и Североамериканского зимних максимумов и Алеутского минимума. В Северном Ледовитом океане во все сезоны года наблюдается активна циклоническая деятельность. Циклоны возникают на арктических фронтах, а также проникают в Арктику из более низких широт, где они развиваются на полярных фронтах. Циклоническая деятельность приводит к притоку в Арктический бассейн теплых умеренных воздушных масс с сопредельных океанов (летом с материка) и тем самым смягчает климат Арктики.

Ветровой режим над Северным Ледовитым океаном изменчив, но сильные ветры (более 15 м/с) бываю редко. Средняя скорость ветра около 4-6 м/с. В прибрежной зоне материков и Гренландии наблюдается муссонная циркуляция. Здесь скорость ветра и число дней со штормами возрастают, особенно зимой.

Средние месячные температуры воздуха зимой колеблются от 0 °С над Северо-Европейской областью океана до -40 °С над центром Арктического бассейна, летом – от +10 до 0 °С.

Облачность летом достигает 8-9 баллов, зимой в основном не превышает 5-6 баллов, за исключением Северо-Европейской области океана, где во все сезоны она около 7-9 баллов. Летом часто бывают туманы, которые иногда продолжаются до 4-5 суток. Относительная влажность воздуха весь год более 70 %.

Годовая сумма атмосферных осадков в Северном Ледовитом океане изменяется от 75 до 250 мм. На западе Баренцева моря их количество увеличивается до 500 мм. Значительная часть осадков приходится на иней, изморозь, ледяной налет и снег. Дожди, часто со снегом, наблюдаются в основном летом. Снежный покров на льдах океана характеризуется небольшой высотой и неравномерным пространственным распределением. Летом он сильно тает, а в особо теплые годы сходит почти полностью.

В целом климат океана характеризуется как суровый с продолжительной зимой, сильными ветрами, частыми туманами, метелями, небольшой суммой атмосферных осадков, высокой относительной влажностью воздуха и среднегодовой температурой ниже 0 °С.

Гидрологический режим. Ледяной покров, занимающий значительную часть Арктического бассейна, препятствует непосредственному воздействию атмосферных процессов на циркуляцию поверхностных вод океана. Поэтому схема поверхностных течений Северного Ледовитого океана в первую очередь определяется его гидрологическими условиями. Основная масса воды, поступающей в Северный Ледовитый океан, приходит из Атлантики с теплым Северо-Атлантическим течением (298 000 км³). Перейдя Форерско-Исландский порог, оно следует на северо-восток вдоль берегов Норвегии под названием Новержского течения, которое около 14° в. д. разветвляется на Западно-Шпицбергенское и Нордкапское течения. Последнее у Кольского полуострова получает название Мурманского, пересекает южную часть Баренцева моря, переходит в Западно-Новоземельское течение и постепенно затухает в Карском море.

У берегов Северо-Восточной Азии и Аляски, в результате мощного речного стока и притока тихоокеанских вод, поступающих через Берингов пролив (30000 км³), возникает Трансарктическое поверхностное течение. Оно широкой полосой, захватывающей Северный полюс, пересекает океан. У побережья Гренландии часть его вод уходит в Атлантический океан по проливам Канадского архипелага, а основная масса вливается через Датский пролив (292300 км³) и продолжается в виде Восточно-Гренландского течения. Восточно-Гренландское холодное течение отличается большой мощностью и высокой скоростью. Оно встречается с теплым течением Ирмингера, огибает южную оконечность Гренландии и далее следует в море Баффина как Западно-Гренландское течение. В северной части моря это течение сливается с потоком вод поступающих из проливов Канадского архипелага и образует холодное Канадское течение, следующее вдоль Баффиновой Земли.

Во многих районах Северного Ледовитого океана наблюдаются локальные системы течений, обусловленные местными особенностями атмосферной циркуляции, гидрологического режима вод, конфигурацией берегов и рельефом дна.

Волнение в Северном Ледовитом океане определяется ветровым режимом и ледовыми условиями. В Северо-Европейском бассейне в течение всего года наблюдаются сильные штормы с высотой волн до 10-12 м. В Баренцевом море штормовые волнения развиваются преимущественно зимой. В большинстве морей Арктического бассейна ледовый режим значительно ограничивает развитие волновых процессов. В Карском море преобладают волны высотой 1,5-2,5 м, иногда осенью до 3-4 м. В морях Лаптева и Восточно-Сибирском высота волн не превышает 2-2,5 м. В Чукотском море летом волнение слабое, но осенью характерны жестокие штормы с высотой волн до 7 м. В Канадском бассейне значительное волнение отмечается в летнее время, когда скорость юго-восточных ветров достигает 20-30 м/с.

Приливы в Северном ледовитом океане в основном определяются приливной волной, приходящей из Атлантического океана. Преобладают правильные полусуточные приливы. Значительные приливы отмечаются в Северо-Европейском бассейне где их высота превышает 1,5 м, а в Мезенском заливе достигает 10 м. В море Баффина высота прилива составляет 3-5 м, а на южном побережье Баффиновой Земли – до 12 м. На большей части побережья Сибири, Аляски и Канады высота прилива менее 0,5 м. Для значительной побережья Арктического бассейна характерны сгонно-нагонные колебания уровня воды. Наиболее высокими нагонами характеризуются моря Лаптевых и Восточно-Сибирское, где их высота в районе Ванькиной губы достигает 5-6 м.

Температура и соленость поверхностных вод Северного Ледовитого океана во многом определяется притоком пресных вод с суши, процессами льдообразования, адвекцией тепла и водообменом с подстилающими водными массами.

Зимой температура поверхностных вод подо льдом близка к температуре замерзания. При увеличении солености температура замерзания изменяется от 0 до -2,2°С. Летом температура воды подо льдом повышается на +0,1– +0,2°С. Нулевая изотерма проходит вдоль кромки льда. На свободных ото льда акватории вода прогревается до положительной температуры.

Летом, в результате таяния льда и поступления пресной воды с континентов, происходит значительное распреснение поверхностных вод океана. В Северо-Европейском секторе соленость воды понижается до 30-33 ‰, а в морях Арктического бассейна – до 10 ‰.

Одной из характерных особенностей Северного Ледовитого океана является наличие постоянного ледяного покрова, который летом занимает около половины площади океана, а зимой до 2/3 его поверхности. Многолетний паковый лед толщиной 3-5 м занимает основную часть Арктического бассейна. Он состоит из множества ледяных полей, которые постоянно перемещаются под воздействием циркуляции воздушных масс и течений. Это приводит к разрушению ледяных полей, изменению их границ и образованию торосов. Ледяные поля радиусом более 5 км называются гигантскими. К дрейфующим льдам с относительно устойчивым положением относятся ледяные массивы: Карский, Северный, Новоземельский, Таймырский и Айонский. В Арктическом бассейне ледовые поля дрейфуют преимущественно с востока на запад со скоростью 2,5-3,5 км/сут, в Северо-Европейском районе океана – до 40 км/сут. Вдоль континентов формируется береговой припай шириной до 600-700 км. Между арктическим паком и припаем образуются однолетние поля дрейфующих льдов различного размера и толщины (от 0,8 до 1,8 м).

В океане также встречаются айсберги, которые отрываются от ледников Гренландии, Земли Франца-Иосифа, Северной Земли и Канадского архипелага. Чаще всего айсберги имеют столообразную форму и достигают высоты 60-70 м, иногда 100 м. Максимальное количество айсбергов наблюдается в апреле-августе. Южная граница их распространения проходит около 41° с. ш.

В Северном Ледовитом океане выделяется пять типов водных масс. Поверхностная водная масса имеет низкую температуру (от -1 до -1,65 °С) и пониженную соленость (около 30 ‰). Подповерхностная водная масса более соленая (до 34 ‰) и холодная (до -1,8 °С). В зависимости от климатических условий глубина их границы с промежуточными водами колеблется от 150 до 250 м. Промежуточная водная масса океана образуется в результате погружения теплых (от 0 до +5 °С) и соленых (до 37 ‰) вод из Гренландского моря. Нижняя граница этой структурной зоны находится на глубине от 750 до 800 м. Глубинная водная масса также формируются в результате опускания вод Гренландского моря. Медленно растекаясь по дну океана, она перемещается от Датского пролива к берегам Аляски и достигает море Бофорта через 12-15 лет. Температура глубинных вод -0,5 – -0,9 °С, соленость около 35 ‰. Придонная водная масса накапливается на дне наиболее глубоких котловин океана (Нансена, Амундсена и Канадская). Она малоподвижная и практически не принимает участие в общей циркуляции вод.

Суровые климатические условия определяют бедность видового состава флоры и фауны Северного Ледовитого океана, их низкую продуктивность и биомассу, особенно в центре Арктического бассейна. Более высокой биологической продуктивностью и разнообразием отличается органический мир морей Северо-Европейского бассейна. По биомассе эти акватории сопоставимы с более южными морями.

Фитопланктон в Северном Ледовитом океане насчитывает 240 видов. Лучше всех к суровым условиям жизни океана приспособилась диатомовая флора. Она образует 79 % биомассы фитопланктона в Баренцевом море и до 98 % в Арктическом бассейне. Число видов диатомовых убывает от 92 в Баренцевом и Норвежском море до 40 в Арктическом бассейне.

Фитобентос представлен в основном ламинариями, фукусами и анфельцией. В Белом море имеются заросли зостеры, являющиеся прекрасным нерестилищем для сельди. Наибольшее количество водорослей отмечается в Гренландском море 153 вида, наименьшее в море Лаптевых – всего 16. Но только 18 из них являются эндемиками.

В зоопланктоне океана преобладают веслоногие рачки (копеподы) и кишечнополостные. В Гренландском, Норвежском, Баренцевом, Баренцевом и Карском морях обитает 150-200 видов зоопланктона, в Восточно-Сибирском море – 80-90, а в центре Арктического бассейна всего – 70-80.

Зообентос также распространен неравномерно. В Баренцевом, Белом и Норвежском морях обитает около 1800 видов бентальных животных (полихеты, донные фораминиферы и др.) при биомассе 100-300 г/м². Особенно бедна донная фауна Арктического бассейна. В море Лаптевых известно лишь 600 ее видов (шестилучевые кораллы, брахиоподы, крабы, раки-отшельники, моллюски и др.) при средней биомассе 25 г/м².

В морях Северного Ледовитого океана насчитывается 150 видов рыб. Часть из них имеет промысловое значение: сельдь, тресковые, лососевые, скорпеновые, камбаловые и др. В Баренцевом море обитает треска, палтус, морской окунь, сельдь, сайра и пять видов пресноводной ихтиофауны (хариус, щука, плотва, гольян-пеструха и подкаменщик). В Карском море представлены европейские и сибирские виды рыб. Здесь проходит восточная граница ареала: семги, ледовитоморского сига, щуки и западная граница распространения сибирских видов ряпушки, хариуса и гольца. В море Лаптевых обитает горбуша и восточносибирский хариус. В Восточно-Сибирском море вылавливают язя, золотистого карася, налима, эндемичных гольца и сига. Для акватории Американского сектора океана характерны 17 видов сибирских и тихоокеанских пресноводных рыб: сибирский осетр, минога, кета, горбуша, азиатская корюшка и другие.

Из млекопитающих в океане распространены тюлени, моржи, нерпа, белуха, нарвал и гренландский кит. Широко представлены в Арктике морские птицы: кайры, топорики, чайки, тупики, гаги, чистики, бакланы. Они обитают на берегах, ведут колониальный образ жизни и питаются рыбой, моллюсками, рачками, насекомыми. Представителем фауны океана следует считать также белого медведя, жизнь которого в основном связана с дрейфующими и припайными льдами.

Несмотря на небольшое разнообразие органического мира Северного Ледовитого океана его фауна имеет ряд особенностей. Многие морские организмы отличаются гигантизмом и долголетием. В океане обитает самая крупная медуза – циания, достигающая в поперечнике 2 м при длине щупалец до 20 см; крупнейшая офиура – “голова горгоны”; гигантский одиночный коралл – морской паук, с размахом ног до 30 см. В холодных арктических водах развитие жизненных процессов замедляется. Поэтому, например мидии в Баренцевом море живут до 25 лет (в Черном море до 6 лет), треска – до 20 лет, палтус – до 30-40 лет.

В Северном Ледовитом океане, несмотря на большую однородность природных условий, имеется ряд региональных отличий, что позволяет выделить в нем несколько физико-географических районов. В Северном Ледовитом океане выделяются Арктический и Норвежско-Гренландский бассейны. Норвежско-Гренландский бассейн подразделяется на районы: Норвежское море, Баренцево море, Карское море, море Лаптевых, Восточно-Сибирское море, Чукотское море, море Бофорта, воды Канадского Арктического архипелага, море Баффина, Гудзонов залив.