Географія - Олійник Я.Б. - 6.5.4. Північний Льодовитий океан

Географічне положення і розміри. Північний Льодовитий океан — найменший з усіх океанів. Він знаходиться між Євразійським та Північноамериканським материками. Вперше його визначив як окремий океан 1650 р. голландський географ Б. Вареніус і назвав Гіперборейським. У 1845 р. Лондонське географічне товариство перейменувало його на Північний Льодовитий.

За сучасними дослідженнями, межа між Північним Льодовитим та Атлантичним океанами пролягає південними окраїнами проток Гудзонової, Девіса, Датської, через Фарерські й Фолклендські острови до мису Стад на Скандинавському півострові. Межею з Тихим океаном вважається Берингова протока від мису Дежнева через острови Демидова до мису Принца Уельського. Його площа 14,75 млн.км², із них на моря припадає менш як 8,9 млн.км². Цей океан — наймілкіший з усіх. Його середня глибина 1225 м, максимальна — 5527 м у Гренландському морі.

Глибини до 200 м у ньому займають 39,6 % від усієї його акваторії, а найбільші глибини (понад 3000 м) становлять лише 17,4 %.

Розташований океан переважно за полярним колом. Середню його частину займає Арктичний, або Центральний, полярний басейн. Це найсуворіша частина океану, практично завжди покрита кригою. Через складні кліматичні та льодові умови океан важкодоступний для дослідження.

Острови. Північний Льодовитий океан за кількістю островів посідає друге місце серед океанів. Проте типових океанічних островів тут немає. Всі вони розташовані в межах материкової обмілини і побудовані зі структур континентального типу. Лише острів Ісландія, що знаходиться на межі Північного Льодовитого та Атлантичного океанів, вулканічного походження. Загальна площа островів близько 4 млн.км². Серед них багато великих, площею понад 50 тис. км², у тому числі найбільший острів світу — Гренландія. Дрібні острови океану також різноманітні, проте всі — материкового походження.

Моря. Групи островів та умовні зовнішні краї шельфу є межами мілководних частин океану — його морів. Європу омивають Норвезьке і Гренландське моря. На схід від них, на широкому шельфі Євразії, — Баренцове море. Далі на схід, за бар'єром великого острова Нова Земля, знаходиться Карське море. Архіпелагом Північна Земля воно відокремлене від моря Лаптєвих. На схід від Новосибірських островів лежить Східносибірське море, а за островом Врангеля — Чукотське море, що омиває береги Євразії та Північної Америки. Північноамериканський материк омивається морями Бофорта, Лінкольна, Баффіна та Гудзоновою затокою. Всі моря Північного Льодовитого океану окраїнні, і лише Біле море, що глибоко входить у суходіл і сполучене з Баренцовим морем, внутрішньоматерикове.

Рельєф. Якщо про рельєф Північного Льодовитого океану м и знаємо чимало, то про геологічну будову наші уявлення переважно схематичні й гіпотетичні. Вони спираються на дані геофізичних досліджень, одержані переважно з дрейфових станцій. Глибоке буріння почалося нещодавно і лише в прилеглій до Атлантики частині (у Гренландському, Норвезькому та Баренцовому морях), до того ж у зоні шельфу.

У рельєфі океану добре видно, що в межах Баренцового, Карського, Лаптєвих, Східносибірського і Чукотського морів шельф має ширину до 1200 км (Баренцово-Карський шельф). Мінімальна його ширина — навколо узбережжя Північної Америки, Гренландії та Норвегії, де вона становить від 50—100 до 300 км. Потужність земної кори в межах шельфу досягає 40 км. Це переважно затоплені денудаційні рівнини, що залягають на глибині 200—250 км і зберігають сліди четвертинного материкового зледеніння. Зовнішній край шельфу гористий. Особливості його яскраво виявляються в архіпелагах Шпіцберген та Земля Франца-Иосифа.

Рельєф канадського шельфу тісно пов'язаний з розломною тектонікою, її дія виявлена в складних контурах берегів, островів та глибоководних жолобів, таких, як Сміт-Лінкольн, Мод, Мак-Клур та ін.

Материковий схил Північного Льодовитого океану набагато ширший, ніж в інших океанах, і має складчасту будову. Так, у Чукотському і Східносибірському морях є по дві своєрідні сходинки — занурені ділянки шельфу, їх називають аваншельфом. Материковий схил канадської частини океану вужчий і крутіший, розчленований широкими плоскодонними каньйонами.

Материкове підніжжя займає 900 тис. км² і являє собою нахилену, слабо хвилясту акумулятивну рівнину.

Шельф, материковий схил і материкове підніжжя займають 2/3 площі океану. Підводні окраїни материків у Баренцовому морі є продовженням Східноєвропейської платформи, в Карському — Захід но-Сибірської плити, в морі Лаптєвих — Сибірської платформи, у Східносибірському й Чукотському морях — мезозойських структур, в морі Бофорта — Північноамериканської платформи.

Рельєф європейського та азійського шельфів дуже ускладнений багатьма підводними долинами, що є продовженням річкових долин на суходолі. До континентального схилу простягаються долини Північної Двіни, Печори, Обі, Єнісею, Хатанги, Оленька, Яни, Індигірки й Колими. Вони знаходяться на глибинах від 70 до 90 м. їх утворення пов'язане з пониженням рівня океану, яке відбувалося двічі. Перший раз Полярний басейн опустився на 270—300 м у міоцен-пліоценовий етап, удруге — на 120—140 м — у пізньому плейстоцені.

Океанічна западина поділяється хребтами на вісім улоговин: Канадську, Макарова, Підводників, Амундсена, Нансена, гренландську, Норвезьку і Лофотснську, глибини яких коливаються в межах 2200—5500 м. Це переважно плоскі й хвилясті абісальні рівнини.

На дні океану здіймаються три основні хребти. З Атлантичного океану сюди заходить Серединно-Арктичний хребет, який має таку саму природу, що й Серединно-Атлантичний, тому що є фактично його продовженням і також має рифтову долину та поперечні розломи. Він складається з окремих, дуже зсунутих від загальної осі (рифтової долини) хребтів. На північ від Ісландії тягнеться хребет Кольбейнсей, заним — хребет Мона, далі хребет Кніповича, який переходить у хребет Гаккеля. Загальна довжина Серединно-Арктичного хребта близько 4500 км. Висота його змінюється від 1 до 3,5 км, а ширина становить кілька сотень кілометрів. У напрямі до дельти Лени він звужується. Паралельно до хребта Гаккеля через середину океану простягається хребет Ломоносова, а за ним — хребет Менделєєва.

Якщо Серединно-Арктичний хребет утворився внаслідок виливу мантійної речовини (після спредингу), то хребет Ломоносова — це брилова структура континентального типу висотою близько 3000 м з крутими схилами і каньйонами, а хребет Менделєєва — старий, значно нижчий серединно-океанічний, нині неактивний.

Земна кора в межах океанічної западини, крім хребта Ломоносова, — океанічного типу. Вона має потужність від 5 до 15 км. На осадові породи припадає від 1 до 4 км.

З усіх океанів Північний Льодовитий наймолодший. Спочатку в кінці юрського і на початку крейдового періодів сформувалася Канадська улоговина, потім — улоговина Макарова, і тільки на початку кайнозойської ери — Норвезька, Гренландська і Лофотенська улоговини.

Корисні копалини виявлено здебільшого на океанічному шельфі. Сюди тягнуться Західносибірський і Печорський нафтогазоносні басейни, а також родовища шельфів Аляски, Гренландії та Норвегії. На узбережжі морів Лаптєвих, Східносибірського і Чукотського відомі розсипи олов'яних руд (каситериту). Передбачається, що в рифтових долинах серединного хребта є пол і метал іч н і руди.

Донні відклади виключно теригенного походження; в основному це наноси великих річок Євразії та Північної Америки. Товщина осадового шару 1000—3500 м. Шельф укритий переважно піском, а материковий схил і підніжжя — відсортованим намулом (глеєм). У глибоководних западинах подекуди залягають конкреції марганцю, на схилах хребтів — фракції піску. Карбонатних відкладів мало, бо вони добре розчиняються у воді.

Клімат. Географічне положення океану в полярній зоні визначає його кліматичні особливості. Влітку сонячне проміння падає під гострим кутом, взимку його немає. Тому радіаційний баланс загалом від'ємний. Це є причиною утворення стійкого крижаного покриву, що зберігається протягом року і підсилює суворість клімату. Над океаном формуються холодні повітряні маси, які дуже впливають на клімат нашої країни. Проте вони значно тепліші, ніж антарктичні. Це зумовлено дією теплих течій з Атлантики. Як не парадоксально, але Північний Льодовитий океан не охолоджує, а обігріває величезні простори суходолу Північної півкулі.

Раніше вважалося, що Арктика — це район стійких антициклонів. Як засвідчують дослідження останніх років, сюди в усі пори року час від часу проникають циклони, приносячи з собою хмарність, опади і сильні вітри. Але переважає тут антициклональна погода. Існує тенденція до мусонної зміни вітрів: узимку переважають вітри південних румбів, улітку — північних. У приполюсовій частині вітри нестійких напрямів. Найбільшу швидкість вони мають у холодну пору і лише над Східносибірським морем та морем Бофорта влітку. На узбережжях, особливо вздовж гірських масивів, нерідко виникають сильні поривчасті вітри (до 50 м/с) типу фен чи бора.

Середня добова температура повітря взимку коливається від -3 до -40 °С, а влітку від 0 до +10 °С. Найнижчі температури (—53 °С) формуються над Арктичним басейном, протоками Канадського Арктичного архіпелагу та морями Карським і Лаптєвих. Над центральною частиною Арктичного басейну стовпчик термометра не піднімається вище +8 °С. У прибережних районах повітря часом прогрівається до +28 °С. Характерною особливістю термічного режиму атмосфери над океаном є інверсія, коли температура з висотою не падає, а підвищується, що не спостерігається в інших океанах. Лише на висоті кількох сот метрів установлюється нормальний розподіл температури.

Абсолютна вологість повітря в Арктиці через низькі температури дуже мала. Відносна вологість, навпаки, дуже висока: 95—97 % улітку, 75—85 % узимку. З високою відносною вологістю пов'язані часті тумани, які іноді тримаються 4—5 діб. У середньому за рік в Арктиці буває до 140 днів з туманами. Найбільше їх у літні місяці (липень — серпень).

Хмарність досить велика. В літню пору вона скрізь становить 8 балів, а в районі полюса — 9,5 бала. Взимку хмарність зменшується до 4— 5 балів. Хмари низькі, переважно шаруваті та шарувато-купчасті.

Атмосферні опади бувають протягом усього року і становлять 75—285 мм. Розподіл опадів загалом має зональний характер. Найменше їх у районі полюса (5—10 мм на місяць) — адже там переважає антициклональна погода. На південь кількість опадів збільшується, досягаючи на узбережжі 20—40 мм на місяць. Випадають вони переважно у твердому стані, формуючи на поверхні криги сніговий покрив висотою 30—35 см. Часті хуртовини й тороси спричинюють нерівномірне його залягання. Влітку сніг тане або сходить зовсім. У районі полюса він лежить до 320 днів, а в районі сезонної криги — 60—70 діб. Випаровування з поверхні океану незначне: 60 мм поблизу полюса, 100 мм у прибережній зоні. У Норвезькому морі під впливом теплої течії випаровування збільшується до 1000 мм. У цілому над океаном опади переважають над випаровуванням.

Гідрологічні особливості Ізольованість Північного Льодовитого океану, постійна суцільна крига, а також великий стік прісних річкових вод істотно впливають на перебіг гідрологічних процесів.

Крижаний покрив ізолює водну поверхню від атмосфери, тому атмосфера не має вирішального значення у формуванні водних мас та їхньої циркуляції. Головним циркуляційним фактором є надходження води з Атлантики і Тихого океану, а також материковий стік. Ця вола разом із вологою від опадів компенсує витрату води, що виноситься течіями в Атлантичний океан. Притік атлантичних, тихоокеанських і материкових вод формує систему океанічних течій. Головна Трансарктична течія зароджується в районі Чукотського моря і широкою смугою рухається через Північний полюс до східних берегів Гренландії. Тут вона підсилюється вітрами з острова і далі вже пливе як Гренландська холодна течія. Між Аляскою і Трансарктичною генеральною течією виникає місцевий антициклональний кругообіг, що приблизно відповідає улоговині Бофорта. Другий кругообіг циклональний. Він утворюється на захід від цієї основної течії та охоплює акваторію до Північної Землі. Можливо, що в утворенні цих кругообігів провідну роль відіграють конфігурація берегів і рельєф дна.

Припливні явища підсилюються припливною хвилею з Атлантичного океану. Вздовж берегів морів діють напівдобові й неправильні припливи з амплітудою до 1 м, але в кількох затоках вона досягає б м.

У водному балансі океану визначальним є обмін водою з Атлантичним океаном. У нього надходить близько 251 000 км³ води, трохи більше її відпливає — 277 000 км³, 30 000 км³ припливає з Тихого океану.

Солоність поверхневих вод порівняно з іншими океанами найменша (30,6—30,9 ‰) і лише поблизу островів Північна Земля та Шпіцберген підвищується до 32,8—33,2 ‰. З глибиною солоність зростає і на глибині 2000 м становить 34,0 %о. Така солоність характерна для всієї товщі глибинних вод, вона близька до середньої солоності Світового океану.

Температура води визначається балансом тепла. На поверхні океану вона скрізь мінусова (-1,8 °С), лише в приатлантичній частині додатна. З глибиною температура підвищується до —0,6, -1,8 °С, а нижче 400 м знову падає нижче -0,6 °С. Такий теплий термоклин серед холодних вод Арктики зумовлений надходженням теплих вод Атлантики, котрі, як солоніші й густіші, занурюються під розпріснені поверхневі води.

Низькі температури води забезпечують високу розчинність кисню. Багаті на кисень води Канадського Арктичного архіпелагу. Насиченість вод киснем у цьому районі досягає (80 %, місцями більше. З глибиною вміст розчиненого кисню інтенсивно зменшується, і насиченість ним знижується до 80 %.

Серед мікроелементів особливе значення мають сполуки фосфору, азоту і кремнію, оскільки вони виконують важливі біологічну та біохімічну функції. Найменший вміст біогенних елементів характерний для приатлантичної частини океану. У при тихоокеанському районі вміст біогенів підвищується. В центральній частині океану в окремі роки глибинні води піднімаються до поверхні, ви носячи з собою значну кількість кремнію та фосфатів.

Водні маси. Основна маса води Північного Льодовитого океану — це фізично й хімічно видозмінена вода Атлантики. Як відомо, водну масу умовно поділяють на поверхневу і глибинну. При докладнішому розгляді вирізняють під поверхневу, проміжну, глибинну і придонну води.

Поверхневі води — шар води завтовшки 50— 100 м з активним перемішуванням, значним проникненням світла, коливанням температури в межах від -1,0 до -1,6 °С, солоності від 30 до 33,5 %о, малим випаровуванням, вмістом газів.

Підповерхневі — ще холодніші (до — 1,8 °С) і солоніші (33,6 ‰) води. Утворюються при перемішуванні поверхневих вод із водами проміжного шару. Вони залягають на глибині від 25 до 250 м.

Проміжні — це води атлантичні, що приносяться через Норвезьке море течіями і мають температуру до +2 °С і солоність 35,7—36,0 ‰. Вони знаходяться на глибині від 100—250 до 750-900 м.

Глибинні води формуються в Гренландському морі. Взимку вони переливаються через своєрідний поріг між Гренландією та Шпіцбергеном і суцільним потоком прямують у море Бофорта, досягаючи його через 12— 15 років.

Донні — малорухомі, застійні, практично не беруть участі в загальній циркуляції. Нагромаджуються на дні улоговин Нансена, Амундсена, Канадській.

У поверхневих водах за гідрохімічними ознаками виокремлюють шість типів водних мас: шпіцбергенський, канадсько-гренландський, північноземельський, врангелівський, канадський, центральний. Перші два типи формуються переважно з вод атлантичного походження. Вони найсолоніші, містять небагато біогенів і кисню.

Гідрохімічні характеристики врангелівського і канадського типів формуються водами, що надходять із Канадського Арктичного архіпелагу, морів Бофорта і Чукотського. Спільними рисами цих типів вод є низька солоність, висока насиченість киснем і підвищений вміст біогенних елементів.

Не так чітко виражені властивості центрального та канадсько-гренландського типів. Цим водам властиві проміжні значення характеристик між типами вод приатлантичної та при тихоокеанської частин океану.

Узимку кригою вкриваються дві третини поверхні океану, влітку — лише половина. Кригоутворення починається наприкінці вересня, але найбільшої потужності крига досягає у квітні.

Найпоширенішою є пакова крига. її поля завтовшки 3—4 м, а при торосах до 20—25 займають усю поверхню аж до полюса. Уздовж континентів простягається береговий припай шириною до кількох сот кілометрів. Між береговим припаєм і паком переважає однорічна дрейфова крига. Влітку вона значно руйнується, утворюючи широкі ополонки. Система таких ополонок від Шпіцбергену до острова Врангеля відома з давніх-давен. їхнє утворення спричинюється дією південних вітрів, які відганяють кригу від припаю. Влітку тут активно поглинається сонячне проміння, тане крига, розвивається планктон, збільшується кількість риби й тюленів.

Крига в океані постійно дрейфує від берегів Аляски і Чукотки через Північний полюс до Гренландії зі швидкістю 2—4 км на добу. Російські й американські полярні станції дрейфують до проток між Гренландією і Шпіцбергеном або потрапляють у кругообіг і часом повертаються в початкову точку дрейфу. Повний такий кругообіг триває приблизно п'ять років.

Крім морської криги, в океані трапляються айсберги і так звані льодові острови. Основна маса айсбергів утворюється з льодовиків Гренландії та острова Елемір. Льодові острови — це великі масиви криги, що здіймаються над морською поверхнею на висоту близько 10 м.

Деякі з них досягають 35 км довжини, 20 км ширини і 50 м товщини.

Органічний світ. Незважаючи на тривалу історію досліджень, недостатньо вивчені склад і поширення життя в океані. Про це свідчать нові й нові відкриття не відомих раніше представників його мешканців. За попередніми підрахунками, флора й фауна океану складається з 3000 видів, що належать до 1200 родів і 430 родин. Вони подібні до представників помірних широт Атлантичного і Тихого океанів, позаяк походять від них.

Багатоманітність життя та біоресурсів зменшується із заходу на схід приблизно вдвічі. Якщо в Баренцовому морі бентосних видів приблизно 2000, то в Чукотському їх лише 900, а планктонні зменшуються відповідно від 850 до 400 видів.

За розвитком біомаси Північний Льодовитий океан поділяють на три області: При атлантичну, Сибірсько-Канадську та Центрально-арктичну.

Приатлантична область найбільш біопродуктивна. У фітопланктоні переважають діатомові та ламінарії, а в зоопланктоні — трилобіти, форамініфери, копеподи та інші рачки. Серед нектичних представників промислове значення мають тріска, пікша, оселедці, сайра, навага, палтус та інші види риб.

Сибірсько-Канадська область за видовим складом та біомасою поступається попередній області. Найбільша біопродуктивність її у прибережній зоні. В опріснених водах цієї зони поширені нельма, муксун,таймень, сиг, омуль, а в гирлах річок — осетер і стерлядь. У Східносибірському та Чукотському морях промислове значення мають харіус, навага, камбала.

Центральноарктична область найбідніша. Фітопланктон, що часом селиться на кризі та під кригою, представлений холодноводий ми діатомеями, а зоопланктон — гідромедузами та ракоподібними.

Майже в усіх областях водяться моржі, тюлені, білухи, білий ведмідь. Колись тут були кити. На високих скелястих берегах островів чайки, фульмари, кайри, топірці, баклани утворюють масові гніздування — "пташині базари".