весну и лето (1896), когда он очутился в море, лежащем к северу от Шпицбергена; в течение одной недели июня сплачивание льда было так сильно, что судно каждые сутки два раза поднималось из воды медленно и плавно на 10 футов.
Менее правильны были сжатия внутри Полярного бассейна, в особенности зимой, и здесь они преимущественно зависели от ветров. Обыкновенно замечалось, что если, например, долгое время дул юго-восточный ветер и лед быстро двигался на северо-запад, а затем ветер внезапно менялся и начинал гнать лед в другую сторону, то последний своей инерцией оказывал сопротивление, отчего возникало сильное сжатие, так как главная масса льда напирала сзади, а остальные массы, находившиеся спереди, останавливались или двигались против них. Когда же ветер снова поворачивал на юго-восток, сжатие сразу прекращалось. Такому ветровому сжатию подвергся, например, «Фрам» в Новый (1895) год.
Прежде полагали, что сжатия происходят от расширения льда при замерзании и от его сдавливания и расширения при температурных изменениях. Такое предположение неосновательно. Уж одно то, что сжатия бывают и летом, когда таяние в полном разгаре, делает эту гипотезу сомнительной; но, кроме того, простым вычислением можно установить то наибольшее действие, какое может быть произведено общим расширением льда; оно будет ничтожно мало в сравнении с постоянным сдавливанием, происходящим в действительности.
При движении льда, вызываемом отчасти приливами, отчасти ветрами, в нем образуются трещины и полыньи, которые часто идут более или менее поперек направления движения. Когда внезапно начинается сжатие, окраины льда вдоль этих полыней и трещин начинают сближаться, льдины отчасти взгромождаются друг на друга, отчасти вздымаются длинными хребтами (стенами давления), главное направление которых обыкновенно идет перпендикулярно направлению движения. Так как последнее постоянно меняется, то вся поверхность льда покрывается запутанной сетью перекрещивающихся полыней и хребтов, которые затрудняют путешествие по льду.
7. ТЕМПЕРАТУРА МОРСКОЙ ВОДЫ
В течение всего дрейфа «Фрама» температура морской воды исследовалась на различных глубинах. Вода, несомая Восточно-Гренландским течением с севера в Атлантический океан, очень холодна с поверхности и до самого дна, и потому большая часть глубин северной части Атлантического океана наполнена холодной водой Ледовитого океана с температурой от -1 до -1,5 °C. Можно было ожидать поэтому, что подобная температура встречена будет в Полярном бассейне от поверхности до дна. Правда, я заранее сомневался в том, чтобы так было на самом деле, ибо представлял себе, что Гольфстрим врывается в этот бассейн во многих местах, и думал, что влияние такого течения должно быть немаловажным. Велико было, однако, мое удивление, когда уже на таком дальнем востоке, как море, лежащее к северу от Новосибирских островов, я нашел несомненные признаки существования более теплого течения.
Во всем Полярном бассейне вода на поверхности очень холодна и имеет приблизительно температуру замерзания соленой воды от -1,5 до -1,6 °C. Под этим слоем на глубине от 80 до 100 м температура начинает подниматься и на глубине около 300 м достигает +0,5 °C и даже +0,8 °С. По мере углубления она мало изменяется и до глубины 400–500 м держится приблизительно на том же уровне; далее она медленно опускается, но нигде, однако, не доходит до низкой температуры поверхностной воды. Самая холодная вода на глубине 2800–2900 м имеет всего около -0,76 °C. Возле дна она опять очень медленно поднимается. Эти условия довольно постоянны во всем исследованном нами море, и вышеприведенный ряд температур дает картину распределения температуры на различных глубинах.
Многие особенности этого распределения могут показаться странными. Между прочим, можно упомянуть о замеченном нами поднятии температур начиная с 3000 м по направлению ко дну; такого поднятия, насколько мне известно, не найдено еще ни в каком другом море; причина этого, вероятно, заключается в том, что у нас были более точные приборы и лучшие условия для пользования ими, чем у большинства других экспедиций, тогда как наибольшие изменения, здесь наблюдаемые, не превосходят 0,1 °C. Пока я могу это поднятие температуры объяснить только тем, что при слабом нагревании самых нижних слоев воды возле дна заметной становится теплота самой земли.
Открытие в Полярном бассейне сравнительно теплой воды под холодной поверхностной водой весьма важно. Эта теплая вода тяжелее и содержит больше солей, чем вышележащая холодная. Первая напоминает в общем воду Атлантического океана, а последняя походит на воду Ледовитого океана, которая выносится из Полярного моря Восточно-Гренландским течением. Эти факты дают нам довольно ясное представление об общем состоянии моря на дальнем севере. Полярный бассейн постоянно наполняется теплой и соленой водой, приносимой течением с юга, главным образом из Атлантического океана. Уже норвежской экспедицией в Северное море доказано существование такого теплого течения, рукава Гольфстрима, текущего на север по морской поверхности к западному берегу Шпицбергена. Когда эта тяжелая теплая вода вступает в Полярный бассейн, она уходит вглубь под холодную, но более легкую воду Ледовитого океана. Эта вода легче, или менее содержит солей, главным образом потому, что смешана с пресной водой, приносимой множеством больших рек, особенно сибирских, впадающих в Полярное море. Теплая вода на глубине по мере прохождения через бассейн мало-помалу охлаждается, а отчасти также смешивается с более пресной и затем вытекает из Полярного моря в виде холодной и сравнительно несоленой воды, наполняет глубины северной части Атлантического океана, оттого донные воды этого последнего оказываются холоднее, чем в море, окружающем полюс.
Ясно, что постоянный приток в Полярное море теплой воды с юга, хотя сам по себе происходит очень медленно, должен до некоторой степени препятствовать приросту льда от замерзания. Этому противодействует, однако, то, что поверхность моря покрыта холодным и более легким слоем воды в 80—100 м толщины, который может охлаждаться, не делаясь при этом тяжелее нижележащей теплой воды и предохраняя лед от нагревания ею. Существенной же причиной того, что лед в той части моря, по которой мы путешествовали, мало утолщается, является попросту недостаток времени, дрейф с востока на запад уносит его, как мы видели, прежде чем он успевает состариться, и образование льда на севере непрерывно должно начинаться снова. Иначе, вероятно, обстоит дело на американо-гренландской стороне Полярного моря, где, как выше упомянуто, нет такого быстрого дрейфа или смены льда; последний нагромождается на берега, быть может, остается там лежать в течение долгого ряда годов и медленно утолщается зима за зимою отчасти вследствие намерзания снизу, отчасти вследствие скопления снега на поверхности.
Но если бы теперь и в остальной части Полярного моря приток льда вместе с притоком теплой воды прекратился, если бы, например, дно моря повысилось на 600 м, образовался бы «мост суши» от Шотландии через Фарерские острова и Исландию к Гренландии и северная часть Атлантического океана была отгорожена от Ледовитого моря, как это было, по предположению геологов, прежде, – что тогда произошло бы? Никакое теплое течение не втекало бы тогда в Полярное море, никакой лед не выносился оттуда – не промерзло бы море до дна? Мы не знаем всех факторов в достаточной мере, чтобы дать окончательный ответ, и можно сомневаться, чтобы это случалось в действительности, но судя по нашим познаниям, над отделенным Полярным морем простерся бы тогда гораздо более мощный ледяной покров, чем сравнительно тонкий слой, находящийся теперь там в постоянном движении. Мы получили бы тогда «палеокристический лед», распростертый на всем море, и образовалась бы та огромная неподвижная ледяная шапка, какую многие ошибочно помещали над областью, окружающей полюс в наши дни.
И как повлияло бы это на распределение климата в северном полушарии?? Ясно, что если бы Полярное море не получало с юга никакого притока теплой воды, то его средняя годовая температура должна бы понизиться; климат на севере сделался бы более холодным, тогда как, наоборот, Атлантический океан, отделенный мостом суши от льда и холодного течения и, кроме того, поставленный в невозможность отдавать тепло в Ледовитое море, стал бы теплее, средняя годовая температура южнее лежащих стран повысилась бы, климат южной и отчасти средней Европы стал бы теплее. Другими словами, между страной, лежащей к северу от «моста суши», и страной к югу от него разница в климате была бы гораздо больше, чем ныне. Достаточна ли она была бы для того, чтобы вызвать ледниковый период, – это вопрос другой. По общему мнению, понижение средней годовой температуры Северной Европы на 4–6 °C было бы достаточно, чтобы вызвать новый ледниковый период, и, по-видимому, нет ничего невозможного, что вследствие такого разделения двух морей могло бы произойти столь большое изменение. Но много других обстоятельств делают этот вопрос более запутанным, и я не буду здесь вникать в него глубже.
Но если вместо того, чтобы перегораживать Ледовитый океан таким «мостом суши», мы откроем его еще шире, чем он теперь открыт, чтобы еще большие массы теплой воды из южных морей могли получать к нему доступ, если мы, например, вообразим себе, что Берингов пролив стал значительно шире и глубже и что теплое японское течение, Куросиво, проходит через него на север – что из этого последует? Очевидно, от этого в Полярном море количество льда должно уменьшиться, нынешний тонкий покров льда станет еще тоньше, пространство открытой воды еще более увеличится. И если представить себе, что в то же время уменьшится приток пресной воды, что, например, сибирские реки изменят свое течение и станут впадать в другое море, то Полярное море не будет уже покрыто слоем холодной пресной воды, в котором лед может образоваться так легко, как теперь, массы теплой воды расположатся ближе к поверхности и образование льда будет сильно задержано.