Антарктическая платформа форма рельефа. Геологическое строение антарктиды. История исследования Антарктиды

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).

При изучении Антарктического континента мы неизбежно встречаемся с необходимостью знать рельеф двух поверхностей: систему высот поверхности льда, покрывающего практически всю Антарктиду (высот ледяной Антарктиды), и систему высот подстилающего лед ложа каменных пород (высот каменной Антарктиды).

Разница в строении Западной и Восточной Антарктиды наиболее четко проявляется при изучении подледного строения материка.
В начале, обратим внимание на рельеф каменных пород, подстилающих лед. В восточной части в основном он имеет средние высоты от 0 до +1 км, тогда как в западной - от 0 до -1 км.
Если снять ледяной щит, Западная Антарктида предстанет океаном с архипелагами островов. Среди них три больших острова: горы Мэри Бэрд, Антарктический полуостров и горы Элсуэрта. Последние, по-видимому, соединяются с Антарктическим полуостровом . Подледный уровень Восточной Антарктиды лежит в основном выше уровня моря. Антарктические горы, разделяющие обе Антарктиды, протянулись на несколько сот километров под Восточноантарктическим щитом и расположены асимметрично относительно Западной и Восточной Антарктиды. Самые высокие пики Восточной Антарктиды лежат много глубже под ледяным щитом, чем обращенные к Западной.
Трансантарктический хребет тянется поперек всего материка от моря Росса до моря Уэдделла (3200 км) и превышает 4000 м абсолютной высоты (4010 м — гора Нансена, 4291 м — гора Уэйда). Трансантарктический хребет далеко не на всем своем протяжении покрыт льдом. В значительной своей части это надледный хребет. Восточнее Трансантарктических гор и расположена Восточная Антарктида . Крупнейший горный массив Восточной Антарктиды - подледный. Это горы Гамбурцева и Вернадского (. Массив Гамбурцева рассекается подледным разломом под ледниками Эймери и Ламберта. Высоты этих гор достигают 3390 м, а толщина льда над ними — всего 800 м. В Восточной Антарктиде выделены также горный массив Земли Королевы Мод (гора Кропоткина — 3176 м), горы Принса-Чарльза, Голицына и Восточное плато.
Между горами расположены равнины: Восточная (+500м), Западная, Шмидта (+500— —1100 м). Эти три равнины занимают около половины площади Антарктиды. Горы группируются вокруг равнин таким образом, что последние окружены на 2/з периферии материка горами и, кроме того, пересекаются Срединным хребтом Гамбурцева — Вернадского. Между ст. Восток и Землей Уилкса находится, по видимому, самая низкая точка каменной поверхности подледного ложа. Ее отметка — 1100 м. Имеются сведения о погружении каменной поверхности до —2400 м в 100 км от ст. Уилкс. Таким образом, амплитуда высот каменного рельефа Восточной Антарктиды достигает 6000 м..

Подледный рельеф Западной Антарктиды резко контрастирует с Восточной. На Антарктическом полуострове, побережье моря Амундсена — хребты Колер, Эгзекьютив-Коммитти, Хал-Флад, Эдсел-Форд. Даже в центральном районе возвышаются над поверхностью льда цепи нунатаков хребта Сентинел (5140 м абс. выс). Этот хребет образует высшие точки всей Антарктиды. Большая депрессия начинается от моря Росса, протягивается через шельфовый ледник Росса и весь подледный бассейн Бэрд, охватывая всю центральную часть Западной Антарктиды. Одна ветвь этого бассейна открывается в море Амундсена, другая - протягивается на северо-восток к морю Беллинсгаузена и далее обходит горы Элсуэрта, направляясь к ледникам Фильхнера и Ронне, и соединяется с морем Уэдделла. Глубокие области этой депрессии лежат глубже 1000 м (до 2555 м в равнине Брэд ) под уровнем моря. Даже блоком горных хребтов Элсуэрта и Уитмора моря Росса и Уэдделла разделяются всего на одну - две сотни километров. Таким образом перепад высот будет даже большим, чем в Восточной Антарктиде.
На тектонических схемах обычно выделены две основные тектонические провинции Антарктиды: Антарктическая (гондванская) платформа и Андийский складчатый пояс. К первой относятся вся Восточная Антарктида и значительная часть Западной Антарктиды (Земля Мэри Бэрд и часть центрального района), ко второй — Антарктический полуостров с Землей Александра I, Берег Эйтса с о. Тер-стон и район гор Элсуэрта. Граница между этими провинциями проводится несколько западнее гор Элсуэрта.

Антарктическая гондванская платформа, сформировавшаяся к началу среднего палеозоя, сложена тремя разновозрастными комплексами докайнозойских пород. Нижний (дорифейский) комплекс образует кристаллический фундамент платформы, средний (рифейско-нижнепалеозойский) относится к так называемым переходным ярусам древних платформ, а верхний (сред-непалеозойско-мезозойский) соответствует осадочно-вулканогенному чехлу. Неоднородность структуры платформы связана в первую очередь с различным строением и структурным положением промежуточного рифейско-нижнепалеозойского яруса: на одних участках (западная часть Земли Королевы Мод) он залегает горизонтально, образуя нижнюю часть платформенного чехла, на других (Земля Виктории, Трансантарктические горы) одновозрастные складчатые толщи составляют верхнюю часть фундамента. Соответственно этому в контуре Антарктической гондванской платформы выделяются дорифейские и послекаледонские платформенные области, обозначенные на схеме как дорифейские и послекаледонские плиты.
Области Западной Антарктиды, условно отнесенные к гондванской платформе по признаку значительного сходства в геологическом строении с участками складчатого фундамента Земли Виктории, отличаются от последних отсутствием платформенного чехла. Эти области Западной Антарктиды рассматриваются как своеобразные реликты ранее единого материка.
Типичной областью Андийского складчатого пояса Западной Антарктиды является Антарктический полуостров, связанный островной дугой Скоттия с южным окончанием американских Анд и имеющий много общего с ними в своей геологической структуре. В пределах Андийского складчатого пояса Западной Антарктиды, выделяются области герцинской и условно альпийской складчатости.
В географическом отношении решающее значение имеют не древние, а новейшие тектонические нарушения. Они обусловливают наиболее крупные черты современного рельефа. Эти различия лежат в основе разделения материка на Восточную и Западную Антарктиду. Естественной границей между ними является северный уступ Великого Антарктического горста. Этот уступ — главная неотектоническая, геоморфологическая и географическая граница внутри Антарктиды.
В заключении приведем тектоническую схему Антарктиды (рис. 4).

Рис. 4. 1 -- плиты, характеризующиеся преобладанием восходящих движений в мезозое и кайнозое; 2 — плиты, характеризующиеся преобладанием нисходящих движений в мезозое и кайнозое; 3 — архейско-протерозойские щиты; 4 — байкалиды; 5 — мезозоиды; б — герциниды; 7 — поздние герциниды; 8 — каледониды; 9 — альпиды; 10 — перикратонные, краевые и межгорные прогибы; 11 — парагеосинклинальные прогибы; 12 — верхнемезозойский вулканогенный пояс; 13 — трансарктический платобазальтовый пояс; 14 — океанические впадины; 15 — океанические желоба; 16 — срединно-океанические вулканории; 17 — зоны активизированных глубинных разломов — морфо-дизъюнктивы; 18 — предполагаемые границы погребенных глубинных срединных массивов. (по Е.С. Короткевичу, 1972)

АНТАРКТИДА, материк в центральной части Антарктики, почти целиком расположенный внутри Южного полярного круга.

Общие сведения. Площадь Антарктиды - 13975 тысяч км 2 (вместе с шельфовыми ледниками и присоединёнными к материку островами и ледниковыми куполами общей площадью 1582 тысяч км 2), площадь с материковой отмелью - 16355 тысяч км 2 . Антарктида находится в пределах антарктического пояса. Береговая линия общей протяжённостью свыше 30 тысяч км в восточной части слабо расчленена и проходит близ линии Полярного круга; в западной части - более изрезана. Берега почти повсеместно представляют собой ледниковый обрыв высотой в несколько десятков метров. В сторону Южной Америки вытянут узкий Антарктический полуостров, северная оконечность которого, мыс Прайм (63°05’ южной широты), - самая северная точка Антарктиды.

Антарктида - самый высокий материк на Земле (средняя высота 2350 м, сравни - высота суши Земли около 900 м). Средняя высота коренной подлёдной поверхности около 400 м. Высшая точка Антарктиды - гора Винсон (высота до 5140 м) в одноимённом массиве. Смотри Физическую карту.

Постоянного населения в Антарктиде нет. На материке и прибрежных островах работают научные станции (смотри Антарктические научные станции), на некоторых из них (например, на чилийских) оборудованы посёлки для длительного проживания (в том числе женщин и детей). Правовое положение Антарктиды регулируется международным Договором об Антарктике 1959 года.

Рельеф . Большая часть Антарктиды представляет собой обширное ледниковое плато (высота свыше 3000 м). По особенностям рельефа (коренного и ледяного) и геологического строения различают Восточную Антарктиду и Западную Антарктиду, разделённые Трансантарктическими горами. Рельеф коренной (подлёдной) поверхности Восточной Антарктиды характеризуется чередованием высокогорных поднятий и глубоких впадин, самая глубокая из которых располагается к югу от берега Нокса. Основные поднятия в центральной части Восточной Антарктиды: плато Советское, горы Гамбурцева и горы Вернадского. Плато Советское (высота до 4004 м) к северу понижается, образуя широкую долину МГГ, названную в честь Международного геофизического года (1957-58 годы). Вдоль побережья тянутся горные хребты Земли Королевы Мод, Принс-Чарльз и др. Частично перекрыты льдом Трансантарктические горы (высота до 4528 м, гора Керкпатрик). Рельеф Западной Антарктиды значительно ниже, но более сложен.

Многие хребты и вершины (так называемые нунатаки) в глубине Антарктиды и вдоль побережья выходят на поверхность, особенно на Антарктическом полуострове. Массив Винсон находится в хребте Сентинел (горы Элсуэрт). Поблизости от хребта лежит самая глубокая впадина подлёдного рельефа Бентли (2540 м). Антарктида является областью обширного материкового оледенения. Под воздействием ледниковой нагрузки земная кора Антарктиды прогнулась в среднем на 0,5 км, что стало причиной аномального (по сравнению с другими материками) положения шельфа, «опущенного» здесь до глубины 500 м.

Ледниковый покров занимает почти весь материк. Лишь 0,3% площади свободно ото льда, где на поверхность выходят коренные породы в виде отдельных горных хребтов и скал или небольших прибрежных участков суши с мелкосопочным рельефом, так называемые антарктические оазисы; наиболее крупные: Мак-Мердо, Бангера, Вестфолл, Грирсона и др. Средняя толщина ледникового покрова около 1800 м, максимальная - свыше 4000 м. Общий объём льда свыше 25 миллионов км 3 , более 90% запасов пресной воды на Земле. Антарктический ледниковый покров асимметричен по отношению к географическому полюсу, но симметричен к своему центру - Полюсу относительной недоступности (86°06’ южной широты и 54°58’ восточной долготы), который находится на высоте 3720 м в 660 км от Южного полюса. В центральной части материка придонные слои льда близки к температуре таяния.

В депрессиях коренного рельефа скапливается вода, и возникают подлёдные озёра; крупнейшее озеро Восток (длина 260 км, ширина до 50 км, толща воды достигает 600 м) находится в районе станции «Восток». Плоская центральная часть ледникового плато на высоте 2200-2700 м переходит в склон, отвесно обрывающийся в сторону моря. Здесь ледниковый покров дифференцируется. В понижениях рельефа формируются выводные ледники (Ламберта, Нинниса, Мерца, Скотта, Денмена и др.), движущиеся внутри материкового ледникового покрова со значительными скоростями. Концы выводных ледников часто выходят в море, где держатся на плаву. Они представляют собой плоские ледяные плиты (толщиной до 700 м), опирающиеся в отдельных местах на поднятия морского дна. Крупнейший - шельфовый ледник Росса (свыше 0,5 миллиона км 2). Горные ледники встречаются в горных районах с расчленённым коренным рельефом, главным образом вокруг моря Росса, где достигают в длину 100-200 км, а в ширину 10-40 км. Ледниковый покров питается за счёт атмосферных осадков, которых на всей площади за год накапливается около 2300 км 3 . Расход льда происходит главным образом вследствие откола айсбергов. Таяние и сток невелики. Баланс вещества (льда) в ледниковом покрове большая часть исследователей принимает близким к нулю. Со 2-й половины 20 века в Восточной Антарктиде масса льда увеличивается, что, по-видимому, замедляет наблюдаемый подъём уровня Мирового океана.

Геологическое строение и полезные ископаемые. В тектоническом строении Антарктиды выделяются Восточно-Антарктическая древняя платформа (или Антарктическая), Трансантарктический раннепалеозойский складчатый пояс (или Росский) и складчатый пояс Западной Антарктиды (смотри Тектоническую карту). Восточно-Антарктическая платформа - фрагмент суперконтинента Гондвана, распавшегося в мезозое, имеет площадь более 8 миллионов км 2 ; занимает большую часть Восточной Антарктиды. Фундамент платформы, выступающий на поверхность вдоль побережий материка, сложен глубокометаморфизованными породами архея: ортогнейсами с подчинёнными первично-осадочными и вулканическими образованиями. Древнейшие на Земле комплексы (около 4 миллиардов лет) выявлены на Земле Эндерби, в горах Принс-Чарльз. Среднеархейские породы (3,2- 2,8 миллиардов лет) распространены в западной части Земли Королевы Мод, в районе ледника Денмена. Раннесреднеархейские образования были вторично деформированы в позднем архее (2,8-2,5 миллиардов лет назад). Процессы раннепротерозойской тектонотермальной переработки проявлены на Земле Адели, Земле Уилкса, в оазисе Вестфолл и др. Породы, испытавшие метаморфизм гранулитовой фации 1,3-1,0 миллиарда лет назад (в эпоху гренвильского тектогенеза), формируют Вегенер-Моусонский подвижный пояс (на восточном побережье моря Уэдделла). В вендско-кембрийское время (600-500 миллионов лет назад) фундамент платформы вновь подвергся тектонотермальной переработке. С конца протерозоя в понижениях локально начал накапливаться осадочный чехол, который в девоне стал общим для платформы и Трансантарктического пояса. Последний сложен в основном сланцево-граувакковым флишем пассивной окраины древнего Восточно-Антарктического континента. Главная фаза деформаций - бирдморский тектогенез на границе рифея и венда (650 миллионов лет назад). Вендско-кембрийские мелководные карбонатно-терригенные отложения испытали заключительную фазу деформаций (росский тектогенез) в позднем кембрии. В девоне началось общее погружение Росского пояса и древней платформы с отложением мелководных песчаных осадков. В карбоне развивалось покровное оледенение. В перми накапливались угленосные толщи (до 1300 м). В раннесредней юре произошла вспышка платобазальтового вулканизма, когда при распаде суперконтинента Гондвана Антарктида отделилась от Африки и Индостана. В мелу прервалась связь с Австралией, в континентальных условиях начал накапливаться постгондванский чехол. В позднем палеогене Антарктида отделилась от Южной Америки и была охвачена оледенением, которое в середине неогена стало покровным.

Западная Антарктида состоит из нескольких блоков (террейнов), сложенных образованиями различного возраста и тектонической природы, которые объединились сравнительно недавно, сформировав фанерозойский складчатый пояс Западной Антарктиды. Выделяют террейны: раннесреднепалеозойский (северные части Земли Виктории) , среднепалеозойско-раннемезозойский (Земли Мэри Бэрд) и мезозойско-кайнозойский (Антарктического полуострова, или Антарктанды). Последний представляет собой продолжение Южно-Американских Кордильер. Террейн гор Элсуэрт и Уитмор занимает пограничное положение между складчатыми поясами Западной Антарктиды и Росским; имеет докембрийский фундамент, перекрытый деформированными комплексами палеозоя. Структуры складчатого пояса Западной Антарктиды частично перекрыты осадочным чехлом молодой платформы. Моря Росса и Уэдделла являются развивающимися звеньями Западно-Антарктической мезозойско-кайнозойской (постгондванской) рифтовой системы, заполненной осадками (до 10000-15000 м). Под шельфовым ледником моря Росса, на Земле Мэри Бэрд и Земле Виктории выявлены мощные кайнозойские щёлочно-базальтовые вулканиты (траппы). В неоген-четвертичное время на восточном борту рифтовой системы (у берегов Земли Виктории) образовались вулканические конусы Эребус (ныне действующий), Террор (потухший). В голоцене происходит общее поднятие материка, на что указывает наличие древних береговых линий и террас с остатками морских организмов.

Выявлены месторождения каменного угля (район мыса Содружества) и руд железа (горы Принс-Чарльз), а также проявления руд хрома, титана, меди, молибдена, бериллия. Жилы горного хрусталя.

Климат . Кроме прибрежных районов, господствует полярный континентальный климат. Несмотря на то, что в Центральной Антарктиде в течение нескольких зимних месяцев продолжается полярная ночь, годовая суммарная радиация приближается к годовой суммарной радиации экваториальной зоны: станция «Восток» - 5 ГДж/м 2 , или 120 ккал/см 2 , а летом достигает очень больших значений - до 1,25 ГДж/м 2 в месяц, или 30 ккал/см 2 в месяц. До 90% приходящего тепла отражается снежной поверхностью, и только 10% идёт на её нагревание. Поэтому радиационный баланс Антарктиды отрицательный, а температура воздуха очень низкая. Климат центральной части материка резко отличается от климата плато, его склона и побережья. На плато постоянны сильные морозы при ясной погоде и слабом ветре. Средняя температура зимних месяцев от -60 до -70°С; минимальная температура на станции «Восток», измеренная 21.7.1983, достигала -89,2°С. На ледниковом склоне часты резкие стоковые ветры и сильные метели; среднемесячные температуры от -30 до -50°С. В узкой прибрежной зоне среднемесячные температуры зимой от -8 до -35°С, летом (самый тёплый месяц - январь) от 0 до 5°С. Стоковые ветры на побережье достигают больших скоростей (в среднем за год до 12 м/с), а при слиянии с циклонами нередко превращаются в ураганные (до 50-60, а иногда до 90 м/с). Из-за преобладания нисходящих потоков относительная влажность воздуха 60-80%, на побережье и в оазисах - до 20%, а иногда и до 5%. Облачность незначительна. Осадки почти исключительно в виде снега - от 20-50 мм в центре до 600-900 мм в год на побережье. В районе Антарктиды отмечено заметное потепление климата. В Западной Антарктиде идёт интенсивное разрушение шельфовых ледников с откалыванием гигантских айсбергов.

Внутренние воды. Своеобразны антарктические озёра, главным образом в прибрежных оазисах. Многие из них бессточны, с повышенной солёностью вод, вплоть до горько-солёных. Некоторые озёра даже летом не освобождаются от ледяного покрова. Характерны озёра-лагуны, лежащие между прибрежными скалами и шельфовым ледником, под которым происходит их связь с морем. Некоторые озёра находятся в горах на высоте до 1000 м (оазисы Тейлора, массивы Воль- тат на Земле Королевы Мод и Виктории на Земле Виктории).

Растительный и животный мир. Вся Антарктида с прибрежными островами расположена в зоне антарктических пустынь, что объясняет крайнюю бедность растительного и животного мира. В горах прослеживается высотная поясность ландшафтов. В низкогорье, охватывающем побережье с шельфовыми ледниками, оазисы и нунатаки, сосредоточена почти вся органическая жизнь. Наиболее типичные обитатели Антарктиды - пингвины: императорский, королевский, Адели, Папуа (смотри Антарктическая область). В среднегорье (до высоты 3000 м) на скалах, прогревающихся летом, местами растут лишайники и водоросли; встречаются бескрылые насекомые. Выше 3000 м признаки растительной и животной жизни почти не встречаются.

История географических исследований. Открытие Антарктиды как материка принадлежит российской кругосветной военно-морской экспедиции под руководством Ф. Ф. Беллинсгаузена и М. П. Лазарева, которые на шлюпах «Восток» и «Мирный» подошли к Антарктиде 28.1.1820. Российская экспедиция открыла остров Петра I, Землю Александра I и несколько островов в группе Южные Шетландские острова. В 1820-21 годах английские и американские зверо-промысловые суда (под руководством Э. Брансфилда и Н. Палмера) находились вблизи Антарктического полуострова (Земля Грейама). Плавание вокруг Антарктиды и открытие Земли Эндерби, островов Аделейд и Биско совершил в 1831-33-е годы английский мореплаватель Дж. Биско. В 1838-42 годах в Антарктиде побывали три научных экспедиции: французская (Ж. Дюмон-Дюрвиль), американская (Ч. Уилкс) и английская (Дж. Росс). Первая открыла Землю Луи-Филиппа, Землю Жуэнвиля, Землю Адели и Землю Клари (впервые высадилась на прибрежные скалы); вторая - Землю Уилкса; третья - Землю Виктории и прибрежные острова, а также впервые прошла вдоль ледника Росса, вычислила местоположение Южного магнитного полюса. После 50-летнего периода затишья интерес к Антарктиде возник в конце 19 века. В Антарктиде побывало несколько экспедиций: шотландская - на судне «Балена» (1893 год), открывшая берег Оскара II; норвежская - на «Язоне» и «Антарктике» (1893-94 годы), обнаружившая берег Ларса Кристенсена и высадившаяся в районе мыса Адэр; бельгийская - под руководством А. Жерлаша, зимовавшая в Антарктиде на дрейфующем судне «Бельжика» (1897-1899 годы), и английская - на «Южном Кресте» (1898-99 годы), организовавшая зимовку на мысе Адэр.

В 1901-04 годах наряду с морскими исследованиями английская экспедиция Р. Скотта предприняла первое крупное санное путешествие от залива Мак-Мердо в глубь материка (до 82° 17’ южной широты); немецкая экспедиция Э. Дригальского провела зимние наблюдения у побережья открытой ею Земли Вильгельма II; шотландская океанографическая экспедиция У. Брюса на судне «Скоша» в восточной части моря Уэдделла обнаружила Землю Котса; французская экспедиция Ж. Шарко на корабле «Франсе» открыла берег Лубе. Значительный интерес вызвали походы к Южному полюсу: в 1908 году англичанин Э. Шеклтон от залива Мак-Мердо прошёл до 88°23’ южной широты; следуя от восточной части барьера Росса, норвежец Р. Амундсен впервые (14-16.12.1911) достиг Южного полюса; англичанин Р. Скотт совершил пеший поход от залива Мак-Мердо и вторым (18.1.1912) достиг Южного полюса. На обратном пути Р. Скотт и его спутники погибли. Австралийская экспедиция Д. Моусона с двух наземных баз в 1911-14 годах изучала шельфовые ледники Восточной Антарктиды. В 1928 году над Антарктидой впервые появился американский самолёт. В 1929 году Р. Бэрд пролетел от созданной им базы Литл-Америка над Южным полюсом. С воздуха была открыта Земля Мэри Бэрд. Морская и наземная Британо-австрало-новозеландская экспедиция (БАНЗАРЭ) в 1929-31-е годы провела изучение берега Нокса и открыла к западу от него Землю Принцессы Елизаветы.

В период 2-го Международного полярного года в Литл-Америке работала экспедиция Р. Бэрда (1933-35 годы), проводившая во время санных походов и с самолёта гляциологические и геологические исследования в горах Земли Королевы Мод и Земли Мэри Бэрд. Р. Бэрд провёл одиночную зимовку на первой выносной метеостанции в глубине ледника Росса; в 1935 году Л. Элсуэрт совершил первый трансантарктический полёт от Антарктического полуострова в Литл-Америку. В 1940-50-х годах создаётся международная сеть наземных станций и баз для изучения краевых частей материка. С 1955 года начались систематические согласованные исследования Антарктиды, в том числе 11 стран создали 57 баз и пунктов наблюдения. В 1955-58 годах СССР осуществил две морские и зимовочные экспедиции (руководители М. М. Сомов и А. Ф. Трешников) на судах «Обь» и «Лена» (начальники морских экспедиций В. Г. Корт и И. В. Максимов); были построены научная обсерватория Мирный (открыта 13.2.1956) и станции Оазис, Пионерская, «Восток-1», Комсомольская и «Восток». В 1957-67-е годы советские учёные осуществили 13 морских и зимовочных экспедиций, создали ряд новых станций.

Из внутриконтинентальных походов санно-тракторных поездов из Мирного наиболее значительны: в 1957 году на Геомагнитный полюс (А. Ф. Трешников), в 1958 году на Полюс относительной недоступности (Е. И. Толстиков), в 1959 году на Южный полюс (А. Г. Дралкин); в 1964 году со станции «Восток» на Полюс относительной недоступности и станцию Молодёжная (А. П. Капица) и в 1967 году по маршруту Молодёжная - Полюс относительной недоступности - станция Новолазаревская (И. Г. Петров). Результаты исследований позволили уточнить сложный характер коренного рельефа Восточной Антарктиды, особенности органической жизни и водной массы Южного океана, составить более точные карты. Значительные исследования (в том числе картографические) были проведены учёными США в Западной Антарктиде, где, кроме стационарных наблюдений, были организованы морские экспедиции «Диифриз» и многочисленные внутриконтинентальные походы на вездеходах. В результате гляциологического и геофизического исследований американские учёные определили характер подлёдного рельефа Западной Антарктиды. В 1957-58-е годы англичане совместно с новозеландскими учёными первыми пересекли материк (под руководством В. Фукса и Э. Хиллари) на тягачах через Южный полюс от моря Уэдделла к морю Росса. Ряд походов по ледниковому щиту был проведён бельгийскими учёными (со станции Бодуэн), на станциях Шарко и Дюмон-Дюрвиль работали французы.

Наиболее плодотворный период российских исследований в Антарктиде - 1974-90-е годы, когда произошёл переход от комплексных национальных программ к долговременным международным научным проектам. На советских станциях зимовали учёные из ГДР, Монголии, США, Чехословакии, Польши, Кубы и других стран. На американских станциях Амундсен-Скотт, Мак-Мердо, австралийских - Моусон и Дейвис - выполняли исследования метеорологи, геологи и геофизики из СССР. Участие СССР в Международном антарктическом гляциологическом проекте (МАГП) включало сверхглубокое бурение льда на станции «Восток» в рамках научно-технического сотрудничества с Францией и США, радиолокационные измерения толщины льда с самолёта, систематические снегомерные съёмки, а также комплексные гляциологические исследования в санно-гусеничных походах. В 1975 году началась реализация программы «ПОЛЭКС-Юг», направленной на освоение ресурсов Южного океана. Проведена экспедиция по советско-американскому проекту «Полынья Уэдделла-81». Основой для получения данных о природе Антарктиды по-прежнему оставалась сеть постоянно действующих научных станций. В апреле 1988 года в строй вступила первая зимовочная геологическая научная станция «Прогресс».

В 1990-х годах в результате сокращения финансирования произошёл спад российских исследований в Антарктиде: уменьшилась численность личного состава экспедиций, закрылся ряд научных программ, законсервированы научные станции и полевые базы. В 1992 году на основе архива российских океанографических данных совместно с Институтом полярных и морских исследований Альфреда Вегенера (Германия) был издан «Гидрографический атлас Южного океана». Одним из крупнейших событий в океанологии было создание первой российско-американской дрейфующей научно-исследовательской станции «Уэдделл-1» (открыта 12.2.1992 на льдине в юго-западной части моря Уэдделла). В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации (1998 год) научные исследования в Антарктике с 1999 года проводятся в рамках подпрограммы «Изучение и исследование Антарктики» Федеральной целевой программы «Мировой океан». Бурное развитие современных методов исследований привело в начале 21 века к обновлению научной программы изучения Антарктиды как элемента глобальной системы мониторинга и прогноза состояния окружающей среды. Характерной чертой является укрепление международного сотрудничества. Проводятся геолого-геофизические работы в горах на международных геотраверсах: ANTALIT в районе ледников Ламберта и Эймери и GEOMOD в центральной части Земли Королевы Мод. В оазисе Бангера собрана уникальная для Антарктиды по представительности и полноте коллекция колонок с непрерывными разрезами донных отложений мощностью до 13,8 м. Высокое международное признание получила реализация проекта сверхглубокого бурения на станции «Восток» (глубина в 1998 году составила 3623 м - мировой рекорд для сплошных льдов) и комплексные палеогеографические исследования ледяного керна, позволившие детально реконструировать историю климата и атмосферы Земли на протяжении 420 тысяч лет, выделив в них четыре ледниковых периода и пять межледниковых, включая 11-ю морскую изотопную стадию. В районе станции «Восток» открыто огромное подледниковое озеро.

К числу наиболее значимых международных проектов и программ относятся также Глобальная система наблюдений за уровнем моря (GLOSS); Программа изучения кайнозойской стратиграфии континентальной окраины Антарктиды (ANTOSTRAT); Программа исследования озонового слоя над Антарктикой (TRACE); Программа наблюдений за биологией морских антарктических экосистем (BIOMASS); Антарктическая сеть геофизических наблюдений (AGONET) и др.

Лит.: Беллинсгаузен Ф. Ф. Двукратные изыскания в Южном Ледовитом океане и плавание вокруг света... М., 1960; Первая русская Антарктическая экспедиция 1819-1821 годы и ее отчетная навигационная карта. Л., 1963; Трешников А. Ф. История открытия и исследования Антарктиды. М., 1963; География Антарктиды. М., 1968; Фролов А. И. Материк Антарктида но данным геофизических исследований. М., 1971; Симонов И. М. Оазисы Восточной Антарктиды. М., 1971; Зотиков И. А. Тепловой режим ледникового покрова Антарктиды. М., 1977; Грикуров Г. Э., Каменев Е.Н., Равич М. Г. Тектоническое районирование и геологическая эволюция Антарктиды. Л., 1978; Аверьянов В. Г. Гляциоклиматология Антарктиды. М., 1990; Geological evolution of Antarctica/Ed. by М. R. А. Thomson, J. А. Crank, J. W. Thomson. Camb.; N. Y., 1991; Stump Е. The Ross orogen of the Transantarctic mountains. Camb.; N. Y., 1995; Котляков В.М. Гляциология Антарктиды. М., 2000; Хаин В. Е. Тектоника континентов и океанов (год 2000). М., 2001.

В. М. Котляков; Н. А. Божко (геологическое строение и полезные ископаемые).

В предыдущих разделах мы сделали краткий обзор внешнего и подледного строения Антарктиды – двух ее верхних этажей. Заглянем глубже. Как мы уже рассказывали, континенты располагаются на жестких литосферных плитах. Под ними находится верхняя мантия. Под большим давлением литосферной плиты, несущей континент, верхний слой мантии нагревается и становится пластичным, образуя так называемую астеносферу. В силу пластичности астеносферы литосферная плита может скользить по ней по принципу скольжения конька по льду. Континент, обладая огромной массой, вдавливается в литосферную плиту так, что средняя масса континентального блока, состоящего из части континента АВ и вдавленной плиты ВС, равна средней массе океанического блока ab+bc (рис. 13). Граница, на которой происходит изменение плотностей при переходе от пород, слагающих континент, к породам литосферной плиты или от пород, слагающих дно океана, к тем же породам литосферной плиты, соответствует границе Мохо.

Рис. 13. Схема строения земной коры:

1-земная кора; 2 – литосферная плита; 3 – астеносфера; 4 – океан; 5– граница Мохо; 6 – граница раздвижения плит. С. О. X. – срединный океанический хребет

Толщина верхнего слоя Земли от физической поверхности до литосферной плиты (т. е. А В или ab) обычно понимается как толщина земной коры. Согласно теории изостазии, чем выше поднимается континент или его часть, тем они глубже погружены в подстилающую литосферную плиту и тем толще будет здесь земная кора.

Глубину от физической поверхности до зоны изменения скоростей упругих волн и плотности можно измерить сейсмическим и гравиметрическим методами. Принципиально это делается так же, как и при измерении, толщины льда, однако для таких сейсмических измерений, когда нужно получить отражение от глубоких горизонтов, требуются мощные взрывы. Поэтому данный метод, получивший название глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ), является сложным и дорогостоящим. Выполнив ГСЗ хотя бы в одном месте и измерив таким образом силу тяжести, дальше можно воспользоваться относительным гравиметрическим методом. Конечно, это крайний случай. Надо иметь какую-то редкую сеть ГСЗ, и тогда с помощью гравиметрии можно определить толщину коры по всему континенту.

Рис. 14. Карта мощности земной коры под Антарктидой

Сейчас в Антарктиде отработано по крайней мере семь профилей ГСЗ советской, японской и американской экспедициями. На основании этих и гравиметрических измерений можно построить схему толщины земной коры Антарктиды. Здесь мы приводим более ранний вариант схемы, в основу которой легли три советских разреза ГСЗ (рис. 14). Оказалось, что мощность коры Восточной Антарктиды составляет 40–50 км, что характерно для континентов вообще. Кора Западной Антарктиды несколько тоньше – 25–35 км, что может соответствовать переходной коре от континента к океану, мощность коры которого от 6 до 15 км. Таким образом, вопрос относительно того, является ли Антарктида континентом или архипелагом, решен, в частности, и этим методом.

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.