Какая форма рельефа у антарктической платформы. Антарктида. какова взаимосвязь между геологическом строении и рельефом антарктиды

Антарктида - самый высокий материк Земли. Средняя высота поверхности ледникового покрова 2040 м, что в 2,8 раза больше средней высоты поверхности всех остальных материков (730 м). Средние высоты коренной подлёдной поверхности Антарктиды 410 м.

По различиям в геологическом строении и рельефе Антарктида разделяется на Восточную и Западную. Поверхность ледникового щита Восточной Антарктиды, круто поднимаясь от берегов, в глубине материка становится почти горизонтальной; центральная, наиболее высокая его часть, достигает 4000 м и является главным ледоразделом, или центром оледенения Восточной Антарктиды. В Западной располагаются три центра оледенения высотой 2- 2,5 тыс. м. Вдоль побережья часто простираются обширные низменные шельфовых ледников, два из которых имеют огромные размеры (Росса - 538 тыс. км 2 , Фильхнера - 483 тыс. км 2).

Рельеф коренной (подлёдной) поверхности Восточной Антарктиды представляет собой чередование высоких горных поднятий с глубокими впадинами. Наиболее глубокая Восточной Антарктиды располагается к югу от Берега Нокса. Основными поднятиями являются подлёдные горы Гамбурцева и . Частично перекрыты льдом Трансантарктические горы. Западной Антарктиды более сложен. Горы чаще «прорывают» ледниковый покров, особенно на Антарктическом полуострове. Хребет Сентинел в горах Элсуорт достигает высоты 5140 м (массив Винсон) - высшая точка Антарктиды. В непосредственной близости к хребту находится и наиболее глубокая впадина подлёдного рельефа Антарктиды - 2555 м. Антарктиды лежит ниже, чем у других материков (на глубине 400-500 м).

Большую часть материка образует докембрийская Антарктическая , которая обрамлена на побережье мезозойскими складчатыми сооружениями (прибрежные районы и и Антарктический полуостров). Антарктическая платформа неоднородна в структурном отношении и разновозрастна в различных частях. Большая её часть в пределах побережья Восточной Антарктиды представляет собой верхнеархейский кристаллический фундамент. Чехол платформы сложен толщей разновозрастных (от девона до мела) отложений.

В Антарктиде открыты месторождения , установлены признаки месторождений слюды, графита, горного хрусталя, берилла, а также золота, молибдена, меди, свинца, цинка, серебра и титана. Малое число месторождений объясняется слабой геологической изученностью материка и его мощным ледниковым покровом. Перспективы антарктических недр весьма велики. Этот вывод базируется на сходстве Антарктической платформы с гондванскими платформами других материков Южного полушария, а также на общности складчатого пояса Антарктиды с горными сооружениями .

Антарктический ледниковый покров существовал, по-видимому, непрерывно с неогена, то сокращаясь, то увеличиваясь в размерах. В настоящее время почти весь материк занят мощным ледниковым покровом, только 0,2-0,3% всей площади материка свободно ото льда. Средняя мощность льда -1720 м, объём - 24 млн. км 3 , т. е. примерно 90% объёма пресных вод поверхности Земли. В Антарктиде встречаются все типы ледников - от огромного ледникового покрова до мелких навеянных и каровых ледников. Антарктический ледниковый покров спускается в океан (исключая очень небольшие участки побережья, сложенные коренными породами), образуя на значительном протяжении шельфовые - плавающие на воде плоские ледяные плиты (толщиной до 700 м), опирающиеся в отдельных точках на поднятия дна. Понижения подлёдного рельефа, идущие из центральных районов материка к побережью, являются выводными путями льда в океан. Лёд в них движется быстрее, чем в других районах, он разбит на бесчисленные блоки системами трещин. Это выводные ледники, напоминающие горные долинные ледники, но текущие, как правило, в ледяных берегах. Питание ледников осуществляется за счёт , которых на всей площади ледникового покрова за год накапливается около 2200 км 3 . Расход вещества (льда) происходит главным образом вследствие откола , поверхностное и подлёдное таяние и вод очень малы. Вследствие неполноты наблюдений приход и особенно расход льда определяются недостаточно точно. Большинство исследователей принимает баланс вещества в ледниковом покрове Антарктиды (до получения более точных данных) близким к нулю.

Непокрытые льдом участки поверхности скованы , проникающей на некоторое расстояние под ледниковый покров и на дно океана.

По современным представлениям Антарктида - это огромный материк общей площадью 13 980 тыс. км 2 , из которых 96,7% покрыто льдом. Геоструктурной основой Антарктического материка является древняя (дорифейская) материковая платформа, частично обрамленная палеозойскими и мезозойскими складчатыми сооружениями. Она является «обломком» гондванского панматерика, сместившегося в район Южного полюса.

К Антарктической платформе площадью более 12 млн км 2 относится вся Восточная Антарктида, центральная часть Западной Антарктиды и Земля Мэри Бэрд. К окраинным складчатым сооружениям более молодого возраста (преимущественно палеогеннеогенового) относятся горы Антарктического п-ова и Земля Александра I, горы Джонс и Элсуэрт. Этот пояс складчатых гор является продолжением Анд Южной Америки, с которыми он связан дугой Южно-Антильского хр. Площадь андийских складчатых сооружений в Западной Антарктиде составляет более 1 млн км 2 .

В связи с непрерывно продолжающимся исследованием поверхностного и подледного рельефа Антарктиды и большой изменчивостью границ ледникового покрова во времени оценки площади, толщины и объема льда как всего Антарктического ледникового покрова, так и отдельных его частей постоянно уточняются. В результате более поздних картометрических работ советских исследователей были получены несколько отличающиеся значения этих параметров. Но практически расхождения не превышают 1-2% от полученных величин и находятся в пределах точности их измерения.

В сложении фундамента Антарктической платформы участвуют гнейсы и кристаллические сланцы протерозоя, прорванные многочисленными интрузиями гранитов и чарнокитов и дайками долеритов. Породы фундамента смяты в сложные складки и разбиты многочисленными разрывными дислокациями, по которым происходили блоковые вертикальные смещения.

На кристаллическом фундаменте залегает чехол антарктической платформы, состоящий из вулканогенно-осадочных пород палеозойского и мезозойского возрастов. Этот чехол, который обычно называют серией Бикон, распространен преимущественно в Трансантарктических горах.

Почти горизонтальные или пологозалегающие пласты песчаников, переслаивающиеся с другими породами прибрежных и терригенных фаций, пронизаны пластовыми интрузиями долеритов и перекрываются базальтовыми покровами. Нижняя часть серии Бикон представлена кварцевыми песчаниками, на которых лежит толща тиллитов, представляющих морены палеозойских ледников.

На древних ледниковых отложениях залегает пермско-триасовая угленосная свита, состоящая из песчаников и темных глинистых сланцев с прослоями каменных углей толщиной от 1 до 10 м с остатками древесной растительности. Разрез свидетельствует о том, что в среднем палеозое Антарктида испытала мощное оледенение, а в верхнем палеозое и нижнем мезозое на ее территории росли леса, давшие начало каменноугольным пластам. Но в юрском периоде климат опять стал более суровым, и ледники в Антарктиде появились вновь, о чем свидетельствуют прослои юрских тиллитов, чередующиеся с базальтовыми покровами. Отложений моложе юрских в пределах Антарктической платформы не встречено, за исключением четвертичных морен и пояса кайнозойских вулканов, из которых Эребус продолжает периодически извергаться.

В области андийских складчатых сооружений мощная толща конгломератов, песчаников, сланцев и известняков палеозоя собрана в сложные складки и перекрыта полого залегающими мезозойскими и кайнозойскими песчаниками и сланцами с прослоями лав и туфов. На Антарктическом п-ове широко развиты породы габбро-гранитного комплекса.

В кайнозое наряду с активизацией вулканизма в формировании современного рельефа Антарктиды решающая роль принадлежала тектоническим разломам, преимущественно широтного и меридионального простираний, по которым крупные глыбы земной коры испытывали значительные вертикальные поднятия и опускания. С ними связано образование горста Трансантарктических гор, краевого прогиба, соединяющего моря Росса и Уэдделла, гор Антарктического п-ова, гор Элсуэрт, Земли Королевы Мод и ряда других горных сооружений. Грабены в краевых частях антарктической платформы в настоящее время служат ложбинами стока крупных выводных ледников (ледники Денмена, Ламберта, Сирасе, Ютулъстрёумен и др.).

С конца палеогена (около 30 млн лет назад) и до наших дней Антарктида - это область обширного материкового оледенения, то более, то менее мощного.

В современном коренном рельефе Восточной Антарктиды различают девять крупных орографических единиц, большая часть которых скрыта под ледниковым покровом.

Их очертания определены пока приблизительно. Это:

• 1) подледная равнина Восточная с высотами от + 300 до - 500 м;
• 2) подледная равнина Шмидта с высотами по краям до + 500 м и с глубокой впадиной посредине (до - 1500 м);
• 3) подледная равнина Западная с очень ровным дном, с высотой, близкой к уровню моря;
• 4) подледные горы Гамбурцева и Вернадского протяженностью более 2500 км с максимальной высотой более 3000 м;
• 5) подледное плато Восточное высотой 1000-1500 м;
• 6) долина МГГ с горной системой Принс- Чарльз, часть вершин и плато которой поднимаются над ледниковой поверхностью;
• 7) Трансантарктические горы длиной 4000 км, высотой до 4500 м, многие их вершины и хребты поднимаются на сотни, а местами и на тысячи метров над ледниковой поверхностью;
• 8) горы Земли Королевы Мод, прибрежная горная система протяженностью около 1500 км с высотами до 3000 м, многие вершины и хребты поднимаются над поверхностью ледникового покрова;
• 9) горные системы Земли Эндерби с вершинами более 1500-2000 м.

В Западной Антарктиде - четыре главные орографические единицы:

• 1) горные хребты Антарктического п-ова и Земли Александра I с высотами до 3600 м;
• 2) горные массивы побережья моря Амундсена и Земли Мэри Бэрд с высотами до 3000 м, с глубокими (до - 1000 м) разделяющими их впадинами;
• 3) срединный массив с горами Элсуэрт, хр. Сентинел и массивом Винсон - высшей точкой коренного рельефа Антарктиды (5140 м);
• 4) обширная подледная равнина Бэрда, лежащая ниже ур. м. (от -500 до -25555 м).

Континентальную плиту Антарктиды опоясывает шельфовая отмель с глубинами 400-500 м. Наибольшей ширины она достигает в море Росса и под шельфовым ледником Росса, несколько меньше она развита в морях Уэдделла, Беллинсгаузена и Амундсена. Основные особенности коренного рельефа Антарктиды хорошо видны на карте подледного рельефа Антарктиды и трансантарктическом профиле.

АНТАРКТИДА — южный полярный материк, занимающий центральную часть южной полярной области Антарктики. Почти полностью расположена внутри Южного полярного круга.

Описание Антарктиды

Общие сведения . Площадь Антарктиды с шельфовыми ледниками 13 975 тысяч км 2 , площадь континента с 16 355 тысяч км 2 . Средняя высота 2040 м, наибольшая 5140 м (массив Винсон). Поверхность ледникового щита Антарктиды, покрывающего почти весь материк, в центральной части превышает 3000 м, образуя самое большое на Земле плоскогорье, превосходящее по площади в 5-6 раз Тибет. Трансантарктическая горная система, пересекающая весь материк от Земли Виктории до восточного побережья м. Уэдделла, делит Антарктиду на две части — Восточную и Западную, различающиеся геологическим строением и рельефом.

История исследования Антарктиды

Антарктида как ледяной континент открыта 28 января 1820 русской кругосветной военно-морской экспедицией под руководством Ф. Ф. Беллинсгаузена и М. П. Лазарева. Позднее в результате работ экспедиций различных стран ( , ) стали постепенно вырисовываться контуры берегов ледяного континента. Первые доказательства существования под ледниковым покровом Антарктиды древнего материкового кристаллического фундамента появились после работ в антарктических водах английской экспедиции на судне "Челленджер" (1874). Английский геолог Дж. Меррей в 1894 опубликовал карту, на которой был впервые нанесён антарктический континент в виде единого массива суши. Представления о природе Антарктиды складывались в основном в результате обобщения материалов морских экспедиций и исследований, выполненных во время походов и на научных станциях на побережье и во внутренних районах материка. Первая научная станция, на которой были осуществлены круглогодичные наблюдения, создана в начале 1899 английской экспедицией под руководством норвежского исследователя К. Борхгревинка на мысе Адэр (северное побережье Земли Виктории).

Первые научные походы в глубь Антарктиды по шельфовому леднику Pocca и высокогорному ледниковому плато Земли Виктории совершила английская экспедиция Р. Скотта (1901-03). Английская экспедиция Э. Шеклтона (1907-09) прошла до 88°23" южной широты от полуострова Pocca по направлению к Южному полюсу. Впервые достиг Южного географического полюса 14 декабря 1911 Р. Амундсен, а 17 января 1912 — английская экспедиция Скотта. Большой вклад в изучение Антарктиды внесён англо-австрало-новозеландскими экспедициями Д. Моусона (1911-14 и 1929- 1931), а также американскими экспедициями Р. Бэрда (1928-30, 1933-35, 1939-41, 1946-47). В ноябре — декабре 1935 американская экспедиция Л. Элсуорта впервые пересекла на самолёте материк от Антарктического полуострова до моря Pocca. Долгое время стационарные круглогодичные наблюдения велись на береговых базах антарктических экспедиций (в основном эпизодического характера), главной задачей которых являлось маршрутное рекогносцировочное обследование слабо или почти не изученных пространств Антарктиды. Только в середине 40-х гг. 20 в. на Антарктическом полуострове были организованы длительно действующие станции.

Обширные исследования ледяного континента с применением современных транспортных средств и научной аппаратуры развернулись во время Международного геофизического года (МГГ; 1 июля 1957 — 31 дек. 1958). В этих исследованиях приняли участие 11 государств, в т.ч. , США, Великобритания и Франция. Резко увеличилось число научных станций. Советские полярники создали главную базу — обсерваторию Мирный на берегу мыса Дейвиса, открыли первую внутриконтинентальную станцию Пионерская в глубине Восточной Антарктиды (на расстоянии 375 км от берега), затем в центральных районах материка ещё 4 внутриконтинентальные станции. В глубине Антарктиды создали свои станции экспедиции США, Великобритании и Франции. Общее количество станций в Антарктиде достигло 50. В конце 1957 советскими исследователями совершён поход в район геомагнитного полюса, где была создана станция Восток; в конце 1958 достигнут полюс относительной недоступности. В летний сезон 1957-58 англо-новозеландская экспедиция под руководством В. Фукса и Э. Хиллари впервые пересекла антарктический материк от побережья моря Уэдделла через Южный полюс к морю Pocca.

Наиболее крупные геологические и геолого-геофизические исследования в Антарктиде ведутся экспедициями США и CCCP. Американские геологи работают в основном в Западной Антарктиде, а также на Земле Виктории и в Трансантарктических горах. Советские экспедиции охватили своими исследованиями почти всё побережье Восточной Антарктиды и значительную часть прилегающих горных районов, а также побережье моря Уэдделла и его горное обрамление. Кроме того, советские геологи участвовали в работах экспедиций США и Великобритании, проводя исследования на Земле Мэри Бэрд, Земле Элсуорта, Антарктическом полуострове и в Трансантарктических горах. В Антарктиде работают около 30 научных станций (1980), действующих постоянно или длительный период, и временные экспедиционные базы со сменным персоналом, которые содержат 11 государств. Зимовочный персонал на станциях около 800 человек, из них около 300 — участники советских антарктических экспедиций. Наиболее крупные постоянно действующие станции — Молодёжная и Мирный (CCCP) и Мак-Мердо (США).

В результате исследований различными геофизическими методами выяснены основные особенности природы ледяного континента. Впервые получены сведения о толщине ледникового покрова Антарктиды, установлены его основные морфометрические характеристики, дано представление о рельефе ледникового ложа. Из 28 млн. км объёма материка, находящихся выше уровня моря, только 3,7 млн. км 3 , т.е. всего лишь около 13%, приходится на "каменную Антарктиду". Остальные 87% (свыше 24 млн. км 3) — мощный ледниковый покров, толщина которого в отдельных районах превышает 4,5 км, а средняя толщина составляет 1964 м.

Льды Антарктиды

Ледниковый щит Антарктиды состоит из 5 крупных и большого числа мелких периферий, наземных куполов и покровов. На площади более 1,5 млн. км 2 (около 11 % территории всего материка) ледниковый покров находится на плаву в виде шельфовых ледников. Территории, не покрытые льдом (горные вершины, хребты, прибрежные оазисы), занимают в общей сложности около 0,2- 0,3% всей площади материка. Сведения о мощности земной коры свидетельствуют о её континентальном характере в пределах материка, где толщина коры 30-40 км. Предполагается общая изостатическая уравновешенность Антарктиды — компенсация нагрузки ледникового покрова проседанием .

Рельеф Антарктиды

В коренном (подлёдном) рельефе Восточной Антарктиды выделяются 9 крупных орографических единиц: равнина Восточная с высотами от +300 до -300 м, лежащая к западу от Трансантарктического хребта, в направлении к станции Восток; равнина Шмидта, расположенная к югу от 70-й параллели, между 90 и 120° восточной долготы (высоты её колеблются от -2400 до + 500 м); равнина Западная (в южной части Земли Королевы Мод), поверхность которой находится приблизительно на уровне моря; горы Гамбурцева и Вернадского, протянувшиеся дугой (длиной около 2500 км, высотой до 3400 метров над уровнем моря) от западной оконечности равнины Шмидта к полуострову Рисер-Ларсена; Восточное плато (высота 1000- 1500 м), примыкающее с юго-востока к восточной оконечности равнины Шмидта; долина МГГ с горной системой Принс-Чарлз; Трансантарктические горы, пересекающие весь материк от моря Уэдделла до моря Pocca (высота до 4500 м); горы Земли Королевы Мод с наибольшей высотой свыше 3000 м и протяжённостью около 1500 км; горной системы Земли Эндерби высота 1500-3000 м. В Западной Антарктиде выделяются 4 основные орографические единицы: хребет Антарктические полуострова и Земли Александра I высота 3600 м; горные массивы побережья м. Амундсена (3000 м); срединный массив с горами Элсуорт (максимальная высота 5140 м); равнина Бэрда с минимальной отметкой -2555 м.

Климат Антарктиды

Климат Антарктиды, особенно её внутренних районов, отличается суровостью. Большая высота поверхности ледникового щита, исключительная прозрачность воздуха, преобладание ясной погоды, а также то обстоятельство, что в середине антарктического лета Земля находится в перигелии, создают благоприятные условия для поступления огромного количества солнечной радиации в летние месяцы. Месячные величины суммарной солнечной радиации в центральных районах материка летом значительно больше, чем в каком-либо другом районе земного шара. Однако вследствие больших значений альбедо снежной поверхности (около 85%) даже в декабре и январе большая часть радиации отражается в космическое пространство, а поглощённая энергия едва компенсирует потерю тепла в длинноволновом диапазоне. Поэтому даже в разгар лета температура воздуха в центральных районах Антарктиды отрицательна, а в районе полюса холода на станции Восток не превышает -13,6°С. На большей части побережья летом максимальная температура воздуха лишь немногим превышает 0°С. Зимой во время круглосуточной полярной ночи воздух в приземном слое сильно охлаждается и температура падает ниже -80° С. В августе 1960 на станции «Восток» зарегистрирована минимальная температура на поверхности нашей планеты -88,3°С. На многих участках побережья часты ураганные ветры, которые сопровождаются сильными метелями, особенно в зимнее время. Скорость ветра нередко достигает 40-50 м/с, иногда и 60 м/с.

Геологическое строение Антарктиды

В строении Антарктиды выделяются (Восточно-Антарктический кратон), позднедокембрийско-раннепалеозойская складчатая система Трансантарктических гор и среднепалеозойско-мезозойская Западно-Антарктическая складчатая система (см. карту).

Во внутренних районах Антарктиды находятся наименее изученные площади материка. Обширнейшие депрессии коренного ложа Антарктиды соответствуют активно развивающимся седиментационным бассейнам. Важнейшие элементы структуры материка — многочисленные рифтовые зоны.

Антарктическая платформа (площадь около 8 млн. км 2) занимает большей частью Восточную Антарктиду и сектор Западной Антарктиды между 0 и 35° западной долготы. На побережье Восточной Антарктиды развит преимущественно архейский кристаллический фундамент, сложенный складчатыми метаморфическими толщами гранулитовой и амфиболитовой фаций (эндербиты, чарнокиты, гранитогнейсы, пироксено-плагиоклазовые сланцы и др.) . В послеархейское время эти толщи прорваны , анортозит-граносиенитов, и . На фундаменте локально залегают протерозойские и нижнепалеозойские осадочно-вулканогенные породы, а также пермские терригенные отложения и юрские базальты. Протерозойско-раннепалеозойские складчатые толщи (до 6000-7000 м) залегают в авлакогенах (горы Принс-Чарлз, хребет Шеклтона, район ледника Денмена и др.). Древний чехол развит в западной части Земли Королевы Мод, главным образом на плоскогорье Ричер. Здесь на архейском кристаллическом фундаменте субгоризонтально залегают платформенные протерозойские осадочно-вулканогенные толщи (до 2000 м), прорванные основных пород. Палеозойский комплекс чехла представлен пермскими угленосными толщами ( , глинистые , общей мощностью до 1300 м), местами перекрытыми толеитовыми (мощностью до 1500-2000 м) средней юры.

Позднедокембрийско-раннепалеозойская складчатая система Трансантарктических гор (Росская) возникла на коре континентального типа. Её разрез имеет отчётливо выраженное двухъярусное строение: складчатый докембрийско-раннепалеозойский фундамент пенепленизирован и перекрыт недислоцированным среднепалеозойско-ранне-мезозойским платформенным чехлом. Складчатый фундамент включает выступы переработанного доросского (нижне-докембрийского) основания и собственно росские (верхнедокембрийско-нижнепалеозойские) вулканогенно-осадочные толщи. Эпиросский (биконский) чехол (до 4000 м) состоит преимущественно из , местами увенчанных юрскими базальтами. Среди интрузивных формаций в фундаменте преобладают породы состава кварцевых диоритов и при локальном развитии кварцевых и гранитов; интрузивные фации юрских прорывают как фундамент, так и чехол, причём наиболее крупные локализуются вдоль поверхности структурного .

Западно-Антарктическая складчатая система обрамляет Тихоокеанское побережье материка от пролива Дрейка на востоке до моря Pocca на западе и представляет собой южное звено Тихоокеанского подвижного пояса длиной почти 4000 км. Структура её определяется обилием выступов метаморфического фундамента, интенсивно переработанных в и частично окаймлённых позднепалеозойскими и раннемезозойскими геосинклинальными комплексами, деформированными вблизи рубежа и ; позднемезозойско-кайнозойский структурный этаж характеризуется слабой дислоцированностью мощных осадочных и вулканогенных формаций, накапливавшихся на фоне контрастного орогенеза, и интрузивного . Возраст и происхождение метаморфического фундамента этой зоны не установлены. К позднепалеозойско-раннемезозойскому относятся мощные (несколько тысяч метров) интенсивно дислоцированные толщи преимущественно сланцево-грауваккового состава; на некоторых участках присутствуют породы кремнисто-вулканогенной формации. Широко развит позднеюрско-раннемеловой орогенный комплекс вулканогенно-терригенного состава. Вдоль восточного побережья Антарктического полуострова отмечаются выходы позднемелового- палеогенового молассового комплекса пород. Многочисленны интрузии габбро-гранитного состава, главным образом мелового возраста.

Развивающиеся бассейны представляют собой "апофизы" океанических впадин в теле континента; их очертания определяются структурами обрушения и, возможно, мощными раздвиговыми движениями. В Западной Антарктиде выделяются: бассейн моря Pocca с мощностью 3000-4000 м; бассейн моря Амундсена и Беллинсгаузена, сведения о глубинном строении которых практически отсутствуют; бассейн моря Уэдделла, имеющий глубокопогружённый неоднородный фундамент и мощность чехла, колеблющуюся от 2000 м до 10 000-15 000 м. В Восточной Антарктиде выделяются бассейн Земли Виктории, Земли Уилкса и залив Прюдс. Мощность чехла в бассейне залива Прюдс 10 000-12 000 м по геофизическим данным, остальные бассейны в Восточной Антарктиде оконтурены по геоморфологическим особенностям.

Рифтовые зоны выделены из большого количества кайнозойских грабенов на основании специфических особенностей структуры земной коры. Наиболее изучены рифтовые зоны ледника Ламберта, ледника Фильхнера и пролива Брансфилд. Геологическими свидетельствами рифтогенных процессов служат проявления позднемезозойско-кайнозойского щёлочно-ультраосновного и щёлочно-базальтоидного магматизма.

Полезные ископаемые Антарктиды

Проявления и признаки полезных ископаемых обнаружены более чем в 170 пунктах Антарктиды (карта).

Из этого количества только 2 пункта в районе моря Содружества являются месторождениями: одно — железных руд, другое — каменного угля. Среди остальных свыше 100 приходится на проявления металлических полезных ископаемых, около 50 — на проявления неметаллических полезных ископаемых, 20 — на проявления углей и 3 — на газопроявления в на моря Pocca. Около 20 проявлений металлических полезных ископаемых выявлены по повышенным содержаниям полезных компонентов в геохимических пробах. Степень изученности подавляющего большинства проявлений весьма низкая и чаще всего сводится к констатации факта обнаружения тех или иных минеральных концентраций с визуальной оценкой их количественного содержания.

Горючие полезные ископаемые представлены каменным углём на материке и газопроявлениями в скважинах, пробуренных на шельфе моря Pocca. Наиболее значительные скопление каменного угля, расцениваемое как месторождение, находится в Восточной Антарктиде в районе моря Содружества. Оно включает 63 пласта каменного угля на участке площадью около 200 км 2 , сконцентрированных в интервале разреза пермских толщ мощностью 800-900 м. Мощность отдельных угольных пластов 0,1-3,1 м, 17 пластов — свыше 0,7 м и 20 — менее 0,25 м. Выдержанность пластов хорошая, падение пологое (до 10-12°). По составу и степени метаморфизма угли относятся к дюреновым высоко- и среднезольным разновидностям, переходным от длиннопламенных к газовым. По предварительным оценкам, общие запасы каменного угля в месторождении могут достигать нескольких млрд. т. В Трансантарктических горах мощность угленосных толщ изменяется от нескольких десятков до сотен метров, а степень угленасыщенности разрезов варьирует от очень слабой (редкие маломощные линзы и прослойки углистых сланцев) до весьма значительной (от 5-7 до 15 пластов в интервале разреза мощностью 300-400 м). Пласты имеют субгоризонтальное залегание и хорошо выдержаны по простиранию; их мощность, как правило, составляет от 0,5 до 3,0 м, а в единичных раздувах достигает 6-7 м. Степень метаморфизма и состав углей аналогичны приведенным выше. На отдельных участках отмечаются полуантрациты и графитизированные разновидности, связанные с контактовым воздействием долеритовых интрузий. Газопроявления в буровых скважинах на шельфе м. Pocca встречены в интервале глубин от 45 до 265 метров ниже поверхности дна и представлены следами метана, этана и этилена в неогеновых ледниково-морских отложениях. На шельфе моря Уэдделла следы природного газа встречены в одной пробе донных отложений. В горном обрамлении моря Уэдделла в породах складчатого фундамента присутствуют эпигенетические лёгкие битумы в виде микроскопических прожилков и гнездообразных скоплений в трещинах.

Металлические полезные ископаемые . Концентрации железа представлены несколькими генетическими типами, из которых самые крупные скопления связаны с протерозойской джеспилитовой формацией. Главная джеспилитовая залежь (месторождение) вскрыта в надлёдных выходах г. Принс-Чарлз на протяжении 1000 м при мощности свыше 350 м; в разрезе встречаются также менее мощные пачки джеспилитов (от долей метра до 450 м), разобщённые горизонтами пустой породы мощностью до 300 м. Содержание окислов железа в джеспилитах колеблется от 40 до 68% при преобладании окисного железа над закисным в 2,5-3,0 раза. Количество кремнезёма варьирует от 35 до 60%, содержание серы и фосфора низкое; в качестве примесей отмечаются , (до 0,2%), а также и (до 0,01%). Аэромагнитные данные свидетельствуют о продолжении джеспилитовой залежи подо льдами по крайней мере на несколько десятков километров. Другие проявления этой формации представлены маломощными коренными залежами (до 5-6 м) или моренными развалами ; содержание окислов железа в этих проявлениях варьирует от 20 до 55%.

Наиболее значительные проявления метаморфогенного генезиса представлены линзовидными и гнездообразными почти мономинеральными скоплениями размером в 1-2 метра с содержанием до 90%, локализующимися в зонах и горизонтах мощностью в несколько десятков м и протяжённостью до 200-300 м. Примерно такие же масштабы характерны для проявлений контактово-метасоматического генезиса, но этот тип оруденения встречается реже. Проявления магматогенного и гипергенного генезиса немногочисленны и малозначительны. Проявления других руд чёрных металлов представлены титаномагнетитовой вкрапленностью, иногда сопровождающей магматогенные скопления железа тонкими марганцевыми корками и выцветами в зонах дробления разнообразных плутониевых пород, а также и мелкими гнездообразными скоплениями хромита в серпентинизированных дунитах на Южных Шетлендских островах. Повышение концентрации хрома и титана (до 1%) выявлены некоторых метаморфических и основных интрузивных пород.

Сравнительно крупные проявления характерны для меди. Наибольший интерес представляют проявления в юго-восточной зоне Антарктического полуострова. Они относятся к медно-порфировому типу и характеризуются вкрапленным и прожилковым (реже желваковым) распределением , и , иногда с примесью и . По данным единичных анализов содержание меди в интрузивных породах не превышает 0,02%, но в наиболее интенсивно минерализованных породах возрастает до 3,0%, где также присутствуют по приблизительным оценкам до 0,15% Mo, 0,70% Pb, 0,07% Zn, 0,03% Ag, 10% Fe, 0,07% Bi и 0,05% W. На западном берегу Антарктического полуострова намечается зона проявлений колчеданной (преимущественно пирит-халькопиритовой с примесью и ) и медно-молибденовой (главным образом пирит-халькопирит-молибденитовой с примесью пирротина) ; однако проявления в этой зоне ещё плохо изучены и не охарактеризованы анализами. В фундаменте Восточно-Антарктической платформы в зонах гидротермальной проработки, наиболее мощные из которых на побережье моря Космонавтов имеют мощность до 15-20 м и протяжённость до 150 м, в кварцевых жилах развивается сульфидная минерализация прожилково-вкрапленного типа. Максимальный размер рудных вкрапленников, сложенных преимущественно халькозином, халькопиритом и молибденитом, составляет 1,5-2,0 мм, а содержание рудных минералов на наиболее обогащенных участках достигает 5-10%. В таких участках содержание меди возрастает до 2,0 и молибдена до 0,5%, но гораздо чаще встречается бедная вкрапленность со следами этих элементов (сотые доли процента). В других районах кратона известны менее протяжённые и мощные зоны с минерализацией аналогичного типа, иногда сопровождающейся примесью свинца и цинка. Остальные проявления металлических — несколько повышенные содержания их в геохимических пробах из вышеописанных рудопроявлений (как правило, не более 8-10 кларков), а также незначительной концентрации рудных минералов, обнаруживаемые при минераграфическом исследовании пород и анализе их тяжёлой фракции. Визуальные скопления даёт только , кристаллы которого размером не более 7-10 см (чаще всего 0,5-3,0 см) отмечаются в пегматитовых жилах на нескольких участках Восточно-Антарктической платформы.

Из неметаллических полезных ископаемых чаще других встречается хрусталь, проявления которого связаны преимущественно с пегматитовыми и кварцевыми жилами в фундаменте кратона. Максимальные размеры кристаллов 10-20 см в длину. Как правило, кварц молочно-белый или дымчатый; полупрозрачные или слегка замутнённые кристаллы редки и не превышают по размеру 1-3 см. Мелкие прозрачные кристаллы отмечались также в миндалинах и жеодах мезозойских и кайнозойских бальзатоидов в горном обрамлении моря Уэдделла.

Ссовременная Антарктида

Перспективы выявления и освоения месторождений полезных ископаемых резко ограничены экстремальными природными условиями региона. Это касается прежде всего возможностей обнаружения месторождений твёрдых полезных ископаемых непосредственно в надлёдных выходах горных пород; ничтожная степень распространённости их в десятки раз снижает вероятность таких открытий по сравнению с другими материками даже при условии детального обследования всех имеющихся в Антарктиде скальных обнажений. Исключение составляет только каменный уголь, стратиформный характер залежей которого среди недислоцированных отложений чехла обусловливает их значительное площадное развитие, что увеличивает степень обнажённости и соответственно вероятность обнаружения угольных пластов. В принципе выявление подлёдных скоплений некоторых видов полезных ископаемых возможно с помощью дистанционных методов, но поисково-разведочные и тем более эксплуатационные работы при наличии толщи материкового льда пока нереальны. Строительные материалы и каменный уголь в ограниченных масштабах могут употребляться для местных нужд без существенных затрат на их добычу, транспортировку и переработку. Существуют перспективы освоения в обозримом будущем потенциальных ресурсов углеводородов на антарктическом шельфе, однако технических средств для эксплуатации месторождений в экстремальных природных условиях, свойственных шельфу антарктических морей, пока не существует; более того, отсутствует геолого-экономическое обоснование целесообразности создания таких средств и рентабельности освоения недр Антарктиды. Недостаточно данных и для оценки ожидаемого воздействия разведки и разработки полезных ископаемых на уникальную природную среду Антарктиды и выяснения допустимости такой деятельности с экологических позиций.

Южная Корея , Уругвай, . 14 участников Договора имеют статус консультативных сторон, т.е. государств, обладающих правом участия в регулярных (через каждые 2 года) консультативных совещаниях по Договору об Антарктиде.

Задачи консультативных совещаний — обмен информацией, обсуждение вопросов, связанных с Антарктидой и представляющих взаимный интерес, а также принятие мер по укреплению системы Договора и соблюдению его целей и принципов. Важнейшими из этих принципов, определяющими большое политическое значение Договора об Антарктиде, являются: использование Антарктиды навечно исключительно в мирных целях и недопущение превращения её в арену или объект международных разногласий; запрещение любых мероприятий военного характера, ядерных взрывов и сбрасывания радиоактивных отходов; свобода научных исследований в Антарктиде и содействие развитию там международного сотрудничества; защита окружающей среды Антарктиды и сохранение её фауны и флоры. На рубеже 1970-80-х гг. в рамках системы Договора об Антарктиде начата разработка специального политико-правового режима (конвенции) по минеральным ресурсам Антарктиды. Необходимо регламентировать деятельность по разведке и разработке полезных ископаемых Антарктиды в случае промышленного освоения её недр без ущерба для природной среды Антарктиды.

Антарктиды словно две поверхности: ледниковый покров и подледный рельеф. Почти весь материк покрыт мощным слоем льда, который движется от центра к краям. Скорость движения льда в центральной части ледяного щита

составляет 1-2 м в год. Ниже, на ледяных склонах скорость движения льда увеличивается до 100-200 м в год. На краях ледяного покрова лед перемещается со скоростью 600 м в год. Мощность ледяного покрова Антарктиды составляет в среднем около 2000 м, в восточной Антарктиде она достигает 4500 м. Только по окраинам из под льда выступают отдельные горные вершины, свободные от льда. Материковый лед покрывает не только поверхность самого материка, но и многочисленные острова, прилегающие к нему, а также морские акватории вокруг. Подсчитали, что в ледяном покрове Антарктиды помещается 80% всей пресной воды планеты. За счет этой льду средняя высота материка составляет около 2300 м, что почти в три раза превышает среднюю высоту всех других материков (875 м). Эта высота, вместе с климатическими факторами, способствуют сохранению и развитию на материке мощного покровного оледенения. Поверхность ледяного покрова разнообразна: наряду с большими ледяными равнинами центральной части, на его периферии есть купола, которые поднимаются на сотни метров над окружающими равнинами.

По окраинам ледяного покрова свободны от льда участки площадью до нескольких сотен квадратных километров, которые получили название антарктических оазисов. На их поверхности в летнее время нет ни льда, ни снега и даже встречаются не покрыты льдом озера талой воды. Вода в озерах летом нагревается до + 12 0С. Температура воздуха над самой поверхностью земли в оазисах бывает плюсовой (+ 3,50 С летом), но резко снижается на высоте нескольких метров. Однако поверхность окружающих скал нагревается до + 20 С.

Подледный рельеф Антарктиды также разнообразен. Установлено, что Восточная Антарктида и большая часть Западной Антарктиды в тектоническом отношении приурочены к древней докембрийской Антарктической платформы. Континент, как и другие южные материки, когда-то входил в состав Гондваны. Сравнительно недавно (с точки зрения геологического времени), в начале кайнозоя, Антарктида отделилась от Австралии. Платформа составлена метаморфическими и магматическими кристаллическими породами, в основном гранитами зеленого цвета. Современными методами исследования установлено, что около 1/3 площади материка лежит ниже уровня моря. Это стало следствием ледникового нагрузка на поверхность материка, которое продолжалось около 360 млн. лет и как бы вдавило земную поверхность в земную кору. В то же время под ледниковым панцирем найдены горные хребты и массивы.

В рельефе западной части континента выделяются горы Антарктические Анды, возникшие в кайнозойскую эпоху горообразования и является продолжением Анд Южной Америки и простираются через весь Антарктический полуостров, а затем вдоль западного побережья материка. Большая часть этой горной системы покрыта материковым льдом, но наиболее высокие ее вершины, достигающие 3000-4000 м, поднимаются над ледяным покровом и несут мощное горное оледенение. А самыми по высоте участком Антарктических Анд есть горы Элсуэрта с наибольшей вершиной всей Антарктиды - массив Винсон (5140 м).

На границе между Западной и Восточной Антарктидой через весь континент от восточного берега моря Уэдделла до восточного берега моря Росса простираются Трансантарктические горы. Они поднялись вдоль мощной системы разломов и отличаются активной вулканической деятельностью. Крупнейшим из действующих вулканов находится вулкан Эребус (3794 м), возвышающейся над островом Росса в море с одноименным названием. Вулкан был открыт экспедицией Джона Росса в середине 19-го века и назван по имени одного из кораблей экспедиции. В жерле вулкана постоянно клокочет густая раскаленная лава.

Трансарктический горы делят Антарктиду на две части - западную и восточную. Восточная часть представляет собой огромное, высокое, покрыто льдом плато под названием Советское. Под ледяным покровом плато скрытые значительные горные массивы высотой до 3000-4000 м (горы Гамбурцева, Вернадского и др..). Западная часть состоит из группы гористых островов, соединенных между собой ледяным покровом.

Класс: 7

Цели урока

1. Изучить особенности тектонического строения и рельефа Антарктиды.
2. Научить учащихся на примере тектонического строения и рельефа Антарктиды приводить доказательства существования в южном полушарии единого материка Гондваны, используя различные источники информации.
3. Используя карты в атласе и учебнике, научить учащихся представлять себе, как мог выглядеть рельеф Антарктиды 200 –135 млн. лет назад.

Учебно-методический комплекс урока: учебник, школьный атлас, раздаточный материал, подготовленный учителем к уроку.

Домашнее задание: § 49, внимательно прочитать, устно ответить на вопросы после параграфа.

Ход урока

Учитель объявляет тему и знакомит с задачами урока. На доске записаны тема и задачи урока:

“Тектоническое строение и подледный рельеф Антарктиды”

.

Задачи урока:

1. Изучить тектоническое строение и рельеф.
2. Привести доказательства существования в южном полушарии единого материка Гондваны.
3. Составить представление о рельефе материка 200 – 135 млн. лет назад.

Учитель. Используя карту “Строение земной коры”, охарактеризуйте тектоническое строение Антарктиды и выскажите свои предложения о рельефе материка.

Ученик. Большую часть материка занимает Антарктическая платформа, покрытая осадочным чехлом. Рельеф в этой части материка должен быть равнинным. В западной части расположена область новой складчатости и, следовательно, высокие горы. Учитель записывает на доске ответ ученика:

Тектоническая структура – форма рельефа.

Антарктическая платформа – равнина.

Области новой складчатости – высокие горы.

Учитель. Все согласны с предположениями вашего товарища или есть другое мнение? Все согласны. Тогда, я попрошу вас открыть учебник на странице 196. Прочитайте раздел “Подледный рельеф Антарктиды”. В процессе чтения раздела найдите особенности рельефа Антарктиды.

Через 5 минут учащийся называет, а учитель записывает на доске особенности рельефа материка:

Особенности рельефа Антарктиды.

1. Около 1/3 поверхности лежит ниже уровня океана.
2. В западной части есть высокие горные массивы (5140 м) и глубочайшие впадины (–2559 м).
3. В восточной части ровные участки (2000–3000 м) чередуются с горными массивами.
4. Свидетель горообразовательных процессов – действующий вулкан Эребус.

Учитель предлагает рассмотреть рельеф материка на рис.79 “Физическая карта Антарктиды”, назвать горы и равнины.

Учитель дополняет запись на доске, подписывая в западной части равнину Бэрда , в восточной части Трансантарктические горы, горы Вернадского и равнину Шмидта .

Учитель подводит итог первой части урока:

– Посмотрите на записи и сравните наши предположения с настоящим рельефом материка. Сделайте вывод.

Учащиеся отмечают, что в строении восточной части имеются горы и отдельные горные вершины на территории платформы.

Учитель. Мы с вами столкнулись с противоречием. Кто может назвать это противоречие?

Учащиеся. На платформе имеются высокие горы с высотами 3630 м, 3175, 3997 м., горы Вернадского и Трансантарктические горы.

Учитель. Мы с вами знаем, что горы формируются на стыке литосферных плит. Поэтому противоречие заключается в том, что на карте атласа в основании Антарктиды мы видим Антарктическую платформу, а в рельефе материка равнины чередуются высокими горными вершинами и горами.

Учитель. Кто может объяснить наличие гор в восточной части материка?

Учащиеся высказывают множество предположений.

Учитель. В тексте “Подледный рельеф Антарктиды” есть небольшое объяснение наличия гор на востоке материка. Найдите и зачитайте его.

Ученик зачитывает найденное предложение: “В восточной Антарктиде под сплошным покровом льда ровные участки поверхности чередуются с горными массивами высотой 3000 – 4000 м. Они сложены древнейшими отложениями, похожими на породы других материков, входивших в состав древнего материка Гондваны”.

Учитель.Итак, авторы учебника предлагают искать объяснение наличие гор на Антарктической платформе в геологическом прошлом. Я предлагаю вам рассмотреть очертания материков на рис. 11.1 и 11.2 “Изменение очертаний материков в разное время” (с. 26 в учебнике). Расскажите, как выглядели материки 200 и 135 млн. лет назад.

Учащиеся. 200 млн. лет назад Антарктида, Южная Америка, Северная Америка и Африка входили в состав Пангеи. 135 лет назад Антарктида, Южная Америка, Африка, Австралия входили в состав Гондваны.

Учитель. Сейчас я попрошу вас, рассмотреть тектоническое строение Южной Америки, Африки и Австралии. Обратите внимание на то, что области древнейшей и древней складчатости имеются на 3-х материках. Если мысленно соединить Южную Америку с Африкой, то область древнейшей складчатости на востоке Южной Америки продолжится в западной части Африки. Область древнейшей складчатости на юге Африки может быть продолжена в южной части Австралии. Следовательно, я могу смело утверждать, что тектоническое строение Африки, Австралии, Южной Америки, Антарктиды должно быть одинаковым? Я попрошу вас либо подтвердить мое утверждение, либо опровергнуть его.

Высказывание одного из учеников. На Антарктиде можно обнаружить области древней и древнейшей складчатости между 60° з.д. – 0° д. и 0° – 140° в.д., т. к. именно здесь расположены горы высотой 2800 – 3997 м. В далеком прошлом они могли быть еще выше, но к настоящему моменту они разрушились из-за внешних факторов. Если Антарктиду мысленно соединить с Африкой Южной Америкой, и Австралией, учитывая на Антарктиде древнюю и древнейшую складчатость, то можно получить единый материк, окруженный когда-то кольцом гор.

Учитель. Кто может поддержать или опровергнуть высказывание своего одноклассника?

Все согласны с мнением своего одноклассника, но в одном классе девочка высказала противоположное мнение. Она утверждала, что в Антарктиде нет и не может быть областей древнейшей и древней складчатости. Она привела следующее доказательство: если Антарктиду расположить к северу от Южной Америки, Африки и Австралии, тогда на ней не будет областей древнейшей и древней складчатости.

На это высказывание одноклассницы следуют бурные контраргументы:

1. Если Антарктиду поместить к северу от Южной Америки, Африки и Австралии, то вдоль западного побережья Антарктиды между меридианами 0° и 60° з. д. будут располагаться области древней складчатости (напротив Африки) и древнейшей складчатости (напротив Южной Америки). Между 160 и 120 меридианами в. д. можно найти продолжение древней складчатости Австралии.

2. Так же в качестве опровержения приводят рис. 11.1 и рис. 11.2., где четко обозначено положение Антарктиды 200 и 235 млн. лет назад.

Учитель. Итак, нам удалось доказать наличие областей древней и древнейшей складчатости в Антарктиде, объяснить происхождение гор в восточной части материка, т. е. разрешить возникшее противоречие.

Откройте рис. 79 “Физическая карта Антарктиды” (с. 196 в учебнике) и карту “Строение земной коры”. Совместите карту и рисунок и выскажите свои предложения. Какие горы на материке на ваш взгляд соответствуют области древней и древнейшей складчатости?

Учащиеся высказывают предположение, что если мысленно соединить Южную Америку, Африку, Антарктиду и Австралию, то Трансантарктические горы свяжут области древней складчатости в Южной Америке и Австралии. Следовательно, Трансантарктические горы это древняя складчатость. А области древнейшей складчатости расположенные на юге Африки и Австралии связывают между собой горы Вернадского, и горы имеющие высоты – 3630 м – 3997 м – 3176 м. Учитель записывает эти высказывания на доске.

Учитель. Все ли согласны с высказыванием своего одноклассника или есть другие мнения?

Теперь я еще раз хочу обратиться к вашему воображению. Представьте себе и расскажите всему классу, как мог выглядеть рельеф Антарктиды 200 и 135 млн. лет назад. Для того, чтобы нам было легче его представить, еще раз используем рис. 79 с. 196.

Ученик. На востоке Антарктиды 200 млн. лет назад существовали высокие горы, скорее всего даже нагорье. Потом они стали разрушаться и 135 млн. лет назад образовались горы Трансантарктические и восточная часть материка стала представлять собой большое плоскогорье.

Учитель. Если б у нас было бы больше времени, мы бы с вами обсудили это предположение. Поэтому я предлагаю вам дома еще раз подумать над тем, как мог выглядеть рельеф Антарктиды 200 и 135 млн. лет назад.

А сейчас я раздам вам рисунки, сделанные учеными, на которых они, так же как вы и сейчас высказывали свои предположения о существовании материка Гондваны, единстве тектонического строения Южных материков. Изучите внимательно их и скажите, на сколько ваши предположения схожи или отличаются от предположения ученых?

Учащиеся отмечают, что предположения, сделанные ими, практически совпадают с предположениями ученых.

Учитель. Этот пример, ребята, говорит о том, что независимо от возраста каждый может высказывать и доказывать свои гипотезы, если обладать определенной суммой знаний, использовать различные источники информации и отбирать те, которые необходимы вам для работы.

Теперь я подведу итог нашего урока. Сегодня на уроке мы с вами изучили тектоническое строение и рельеф Антарктиды, совершили небольшую экскурсию в геологическое прошлое нашей планеты, нашли противоречие и разрешили его. Кроме этого, вы учились высказывать свое мнение и аргументировать его. Я благодарна вам за активную работу и интересный урок.

Учитель оценивает работы учащихся. (Учащиеся в процессе урока получали жетоны: красный – ответ полный, желтый – ответ правильный, но требует дополнения, зеленый – дополнение к ответу).