научная статья по теме ДИНАМИКА ЛЕДОВОГО ПОКРОВА И ОСОБЕННОСТИ ЛЕДОВОГО ПЕРЕНОСА ОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА НА ПРИЛИВНЫХ ОСУШКАХ КАНДАЛАКШСКОГО ЗАЛИВА БЕЛОГО МОРЯ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ДИНАМИКА ЛЕДОВОГО ПОКРОВА И ОСОБЕННОСТИ ЛЕДОВОГО ПЕРЕНОСА ОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА НА ПРИЛИВНЫХ ОСУШКАХ КАНДАЛАКШСКОГО ЗАЛИВА БЕЛОГО МОРЯ»

МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ

УДК 551.4.042, 551.468.1, 551.467

ДИНАМИКА ЛЕДОВОГО ПОКРОВА И ОСОБЕННОСТИ ЛЕДОВОГО ПЕРЕНОСА ОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА НА ПРИЛИВНЫХ ОСУШКАХ КАНДАЛАКШСКОГО ЗАЛИВА БЕЛОГО МОРЯ © 2012 г. Ф. А. Романенко, Т. Ю. Репкина, Л. Е. Ефимова, А. С. Булочникова

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, географический факультет faromanenko@mail.ru, t-repkina@yandex.ru, ef_river@mail.ru, anna.bulochnikova@gmail.com Поступила в редакцию 11.04.2011 г., после доработки 15.02.2012 г.

На основе 10-летних полустационарных исследований взаимодействия ледового покрова и рельефа береговой зоны в Кандалакшском заливе Белого моря выявлены особенности этих процессов в теплые и холодные годы и механизмы формирования ледяных форм, в том числе — ледяных шатров, определяющих облик приливных осушек. По геоморфологическому положению, морфологии и динамике льда выделены 3 динамические зоны припая. Установлена зависимость механизмов и объемов обогащения припая осадочным материалом от рельефа береговой зоны. На побережье п-ова Киндо (пролив Великая Салма) лед содержит, в основном, наносы крупностью до мелкого песка. Более крупные отложения, в том числе валуны, редки и вморожены в лед при контакте припая с дном. За счет ледового разноса 4—6 раз в теплый год и 2—4 раза — в холодный в акваторию может поступить несколько тысяч тонн материала, мобилизованного преимущественно с поверхности осушки (с 1 км берега на участках с широкими осушками — 100—700 м3, у приглубых берегов — менее 50 м3).

Ледовый покров Северного Ледовитого океана всегда содержит обломочный или биогенный материал. Это характерно как для припайных льдов, так и для дрейфующих, обращающихся в океане далеко от побережья. Так как любой лед когда-либо тает, то содержащийся в нем материал неизбежно попадает в воду и становится частью рыхлого чехла. Поэтому с 30-х годов 19 века, со времени публикаций "Основ геологии" Ч. Лайеля (1830—1833), и наблюдений Ч. Дарвина (1839) за разносом валунов и галек у берегов Огненной Земли айсбергами, происхождение толщ валун-но-суглинистых осадков, широко распространенных на побережьях и шельфах Севера Европейской России, Западной и Восточной Сибири, многие исследователи связывают с разносом и перемещением терригенного материала льдами как альтернативой перемещению его ледниками [2, 5, 7—11, 14 и многие другие]. До сих пор эта проблема остается одной из ключевых на северных побережьях России. Выяснение роли припайных льдов в переносе обломочного материала тесно связано с вопросом о балансе наносов береговой зоны и динамике побережий в зимнее время. Условия формирования многих особенностей рельефа берегов иногда могут быть восстановлены только на материалах зимних наблюдений. Однако непосредственные наблюдения за процессами вмерзания и перемещения материала проводятся редко, во многом за счет труднодо-ступности арктических побережий. Поэтому существенно более легко достижимое Белое море,

отличающееся разнообразным рельефом побережий и очень подвижным ледовым покровом, динамика которого, в отличие от большей части других арктических морей, усиливается за счет высоких приливно-отливных колебаний, может быть прекрасным полигоном для решения этих вопросов.

Современное состояние вопроса. Роли океанских льдов в разносе терригенного материала и седиментации посвящены многочисленные исследования [9, 11—13, 30—33 и др.]. За последние 10—20 лет "удалось определить содержание, состав и свойства рассеянного осадочного вещества всех видов, его потоки, векторы движения и скорости в разных частях Северного Ледовитого океана, причем непрерывно во времени для интервалов от часов-суток до месяцев, сезонов и десятков лет" [13, с. 18]. Существенно меньше внимания уделялось механизму и величине ледового разноса, как и собственно строению ледового покрова, у берегов морей. В.А. Совершаев [23] выявил механизм вертикального перемещения материала в многолетних льдах на шельфе Восточно-Арктических морей и впервые проанализировал распределение загрязненного льда по всей трассе Северного морского пути [24]. Количество вмерзающего в лед материала пытались оценить у берегов Чукотского моря [29] и в районе Дальних Зеленцов на Баренцевом море [25]. Интенсивный ледовый разнос выявлен на южном Байкале [4], где наблюдения за вмерзанием обломков в лед начаты еще в 1930-х гг. Рассмотрена роль припайных

льдов в переформировании рельефа Печорского моря [18]. Расчеты объема переносимого льдом материала в кутовой части Кандалакшского залива выполнил с помощью полустационарных исследований Чувардинский [26, 27].

В районе Беломорской биологической станции (ББС) МГУ (п-ов Киндо в проливе Великая Салма на южном берегу Кандалакшского залива) строение припая и особенности его взаимодействия с осушкой с 1960-х годов привлекают внимание биологов как один из главных экологических факторов, определяющих функционирование прибрежных биоценозов. За эти годы сотрудник кафедры океанологии Географического факультета МГУ А.Н. Пантюлин собрал уникальный массив (более 450) кернов припайного льда. Профессор Биологического факультета МГУ Н.Н. Марфенин методом фотофиксации выявил высокие темпы смещения валунов на участках интенсивных приливно-отливных течений. Обнаружены многочисленные следы активной деятельности припайных льдов на приливных осушках пролива Великая Салма и сделано предположение о ведущей роли льдов в формировании валунного пояса, ограничивающего мористый перегиб (бровку) осушки [28]. Выявлены значительные изменения облика литорали северного побережья п-ова Киндо, связанные с крайне малой продолжительностью стояния ледового покрова в теплые зимы 2007/08 и 2008/09 гг. [3].

Таким образом, к настоящему времени установлено, что припайные льды в Белом море, как и в других морях, играют важную роль в перераспределении терригенного и биогенного материала, выявлено несколько механизмов его вмерзания в лед, подробно изучено строение припая и выполнены предварительные оценки величин перемещения материала льдами. Остаются неясными вопросы, связанные с механизмами взаимодействия льда с рельефом береговой зоны в различных геоморфологических и литодинами-ческих условиях, характер ритмичности этих процессов и влияния гидрометеорологических условий ледостава на морфологию ледового покрова, динамику рельефа береговой зоны и ледовый разнос. Актуальность таких исследований для целого ряда наук очевидна.

Материалы и методы. Для решения этих проблем организована Беломорская экспедиция кафедры геоморфологии и палеогеографии Географического факультета МГУ, которая работает на побережьях Белого моря (Кандалакшский, Карельский, Поморский, Онежский, Летний, Кону-шинский берега) с зимы 1999/2000 гг. ежегодно (кроме зимы 2004/05 гг.) в течение одной-трех недель в конце января — первой декаде февраля.

Один из ключевых районов, изучению которого посвящено более половины экспедиций, —

окрестности ББС МГУ (рис. 1). Комплекс работ включал: 1) картографирование ледового покрова по стандартной методике [6, 15, 17]. Ежегодно составлялись ледовые карты, отражающие осред-ненную ситуацию периода экспедиции, и альбомы ледяных образований; 2) геоморфологическое профилирование и наблюдения за динамикой рельефа береговой зоны; 3) визуальную оценку загрязненности припая [24] с определением доли терригенных и биогенных включений; 4) количественные измерения содержания во льду терри-генного материала путем анализа кернов и образцов льда [16, 22]; 5) полустационарные наблюдения за динамикой припая и рельефа осушки. Близкие сроки проведения работ, единые программа и методика позволяют сопоставлять данные разных лет.

Гидрометеорологические условия ледообразования анализировались по данным близлежащих гидрометеорологических станций Ковда, Кандалакша и Гридино, а с 2008 г. — по данным автоматической метеостанции ББС, установленной Пантюлиным [20]. Расписание приливов для периода ледостава вычислено ведущим инженером ГОИН им. Н.Н. Зубова Г.Д. Совершаевой. Все это позволило воссоздать условия образования ледового покрова за разные годы и сопоставить их с наблюдавшимися ледовыми явлениями.

Параллельно в июне 1999—2011 гг. ежегодно проводились летние геолого-геоморфологические исследования, в том числе полустационарные наблюдения за ледовым перемещением на осушке крупных валунов.

Факторы ледообразования. В губах, омывающих п-ов Киндо, ледовый покров формируется под действием нескольких групп факторов. Главные из них — рельеф побережья, предопределенный новейшими и современными преимущественно восходящими движениями [1], гидрометеорологические условия, в том числе приливные колебания, и сток с суши.

Рельеф побережья. П-ов Киндо находится на южном фиардово-шхерном побережье Кандалакшского залива. Большую часть полуострова занимает скальный массив горы Ругозерской (максимальная высота 103 м), сложенный архейскими гнейсами и амфиболитами и представляющий собой поднятый блок с крутыми бортами, ограниченный и расчлененный активными в новейшее время разломами. Массив окаймляют морские террасы высотой до 28 м. Современная морская терраса высотой до 2 м и шириной до 100 м, сложенная заиленными песками и галечниками с многочисленными валунами, полого или небольшими (до 0.5 м) уступами спускается к урезу. В результате продолжающегося поднятия она вышла из-под уровня затопления приливом менее 200 лет назад и продолжает подвергаться волновым и ле-

о

О И

о й о м

к л

500

500 1000 м

И 1 □ 2

Л/з

А/4

5 ©6

е 7 О 8

© 9

И ю

□ 11

В 12

13

14

та

О

я

и

я

§

тз

£

Рис. 1. Межгодовые изменения ледовой обстановки в акватории п-ова Киндо и загрязненность ледового покрова в начале февраля 2009 г.

Динамические зоны припая: 1 — неподвижный и подвижный припай, 2 — плавучий припай; границы стационарной полыньи в начале февраля в годы: 3 — холодные, 4 — теплые (цифра — год); 5— загрязненность льда по визуальным оценкам (цифра — баллы от 1 до 3); мутность льда (цифра — мг/л): 6 — плавучего припая и льда озер; 7—9 — неподвижного и подвижного припая, загрязненного, преимущественно, за счет механизмов захвата: 7— бесконтактн

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»