Ця стаття розпочинає цикл науково-популярних публікацій, присвячених геології та фізичній географії Антарктики. Її автор – Олександр Митрохин, український геолог, професор Київського національного університету імені Тараса Шевченка, учасник кількох сезонних антарктичних експедицій. У 2017, 2019-20 роках він займався геологічною зйомкою та картуванням району Української антарктичної станції «Академік Вернадський». За багаторічною традицією, під час перебування на станції вчені звичайно проводять наукові семінари для своїх колег-полярників. Декілька таких семінарів було присвячено дослідженням в галузі наук про Землю, зокрема – геології та історії вивчення антарктичного континенту.
Після повернення в Україну, автору доводилось неодноразово використовувати матеріали своїх «полярних» доповідей при викладанні в Університеті, а також перед більш широкою аудиторією науковців, студентів та школярів. У процесі обговорення звичайно з’ясовувалося, що більшість слухачів у тій чи іншій мірі орієнтуються в шкільній програмі з географії, але мало знають про геологію та природну історію Антарктиди. На жаль, навіть найновіші вітчизняні підручники з географії континентів, являють переклад з радянських і тому оперують доволі застарілими даними. Більшість інтернет-ресурсів, на манір Вікіпедії, рясніють помилками. Натомість, новітнє монографічне видання «The Geology of the Antarctic Continent» (Goodge et al., 2021), а також більш універсальні «Exploring the Last Continent – An Introduction to Antarctica» (Liggett et al., 2015) та «Encyclopedia of the Antarctic» (Riffenburgh, 2007) з різних причин не доступні широкому загалу. Сенсаційні ж повідомлення у засобах масової інформації, хоч і ґрунтуються на останніх публікаціях у «Nature» та інших виданнях, але присвячені якомусь окремому об’єкту або явищу, наприклад: палеоботанічним свідченням існування дощових лісів поблизу південного полюса у крейдовому періоді (Klages et al 2020), першим знахідкам еоценових земноводних (Mors et al., 2020), відкриттю найглибшої западини на континенті (Morlighem et al, 2020), новій великій вулканічній провінції (Iverson et al 2017).
З огляду на усе перелічене, цілком очевидною є необхідність у вітчизняній науково-популярній літературі, яка б охоплювала усі новітні уявлення про природу Антарктиди. Перша стаття з циклу «Антарктида сучасна та її минуле» присвячена загальним уявленням про Льодовий континент. В роботі узагальнені сучасні відомості про географічні границі Антарктиди, історію її відкриття, фізіографію та геотектонічну позицію у глобальній системі літосферних плит.
Антарктида – льодовий континент посеред Антарктики
В українській науковій літературі найменування Антарктида використовують для позначення найбільш південного континенту нашої планети (рис.1). Хоча англомовний Світ цей континент іменує Antarctica. В українській мові поняття Антарктика має дещо інше значення. Так звичайно звуть південну полярну область, що, крім континенту Антарктида, включає ще й оточуючі води Південного океану. Натомість, в англомовній літературі південну полярну область звуть Antarctic Region або скорочено Antarctic.
Рис.1. Географічні границі Антарктиди та Антарктики. За фізико-географічними умовами Антарктиду прийнято поділяти на дві нерівні частини – Східну та Західну. Межа між ними проходить по Трансантарктичних горах.
Границі Антарктиди, як і у інших континентів, мають проходити по континентальному підніжжю. Відповідно, крім суходолу, обмеженого береговою лінією, до складу Антарктиди входять її континентальний схил, морський шельф, шельфові льодовики та розташовані на шельфі острови, яких особливо багато біля узбереж Антарктичного півострова. Таким чином, острівними складовими Антарктичного континенту є Південні Шетландські острови, Архіпелаг Палмера, Архіпелаг Вільгельма, Острови Біско, о.Аделаїди, о.Олександра-І, о.Терстона, о.Беркнер, о. Джеймса Роса, о.Жуанвіль, о.Дюрвіль та деякі ін. Більша частина Антарктиди розташовується за південним полярним колом. Тим не менше, північніше полярного кола частково простягаються Антарктичний півострів, а також узбережжя Земель Вілкса, Королеви Мері та Ендербі у Східній Антарктиці. Південний географічний полюс, який розташовується майже в центрі Антарктиди, є її крайньою південною точкою. Крайня північна точка мейнленду – мис Прайм Хед (63о12’48’’S 57o18’8’’W) знаходиться на кінцівці Антарктичного півострова. Ще північніше від нього розташовуються Південні Шетландські острови. Протока Дрейка шириною біля 900 км відокремлює їх від мису Горн Південної Америки та найпівденніших місць постійного проживання людей. Ще більші простори океану лежать між Антарктидою та південними узбережжями Африки і Австралії. Жоден інший континент Землі не може «похвалитися» такою географічною ізоляцією від решти континентів. З усіх боків Антарктида оточена холодними морями Південного океану з щільним поясом плавучої морської криги, айсбергами, жорстокими штормами та туманами (рис.2).
Рис.2. Море Белінсгаузена біля західного узбережжя Антарктичного півострова, 66о44’ південної широти, полярне «літо» 21 лютого 2017 року.
Менш однозначними є географічні границі Антарктики. Зокрема, відповідно до Антарктичного договору, Антарктикою слід вважати регіон, який розташовується на південь від 60о південної широти. Натомість, границя юрисдикції Конвенції про збереження морських живих ресурсів Антарктики (CCAMLR) є більш складною. Її проводять по лінії Антарктичної Конвергенції. Антарктична Конвергенція, яку також іменують Антарктичним полярним фронтом, являє собою гідрографічну границю, шириною 30-50 км, в межах якої холодні поверхневі води Південного океану занурюються під більш теплі води Атлантичного, Індійського та Тихого океанів. Ця границя має доволі звивисту конфігурацію. Грубо окреслюючи контур Антарктики вона може суттєво відхилятися від паралелі 60о, як на південь до 61о так і на північ до 48о південної широти. Відповідно до цього, острови Буве, Кергелен, Херда, Макдональда, Баллені, Скотта, Петра-І, Південні Оркнейські, Південні Сандвічеві та Південна Джорджія знаходяться у границях Антарктики, хоча й не належать до континенту Антарктида. Антарктичний полярний фронт є тією природною границею, в межах якої проявляються своєрідні кліматичні умови сучасної Антарктики. Потужна Антарктична навколополярна течія формує глобальну циркуляцію вод Південного океану у напрямку з заходу на схід, ще більше підсилюючи географічну ізоляцію Антарктиди.
З історії відкриття Льодового континенту
На пострадянському просторі досі панує упереджена думка про те, що Антарктида була відкрита 28 січня 1820 року російською експедицією під керівництвом Ф.Беллінсгаузена та М.Лазарева. Інші версії вважаються необґрунтованими або взагалі ігноруються. Прикро, але такий підхід домінує й в українських підручниках з «Фізичної географії» та «Географії материків». Спробуємо розібратися у цьому непростому питанні.
Загалом про існування південного континенту гіпотетично здогадувалися ще давньогрецькі мислителі. Перші ж практичні спроби його пошуків розпочалися лише в епоху Великих географічних відкриттів ХV-XVII ст., коли замість Терра Австраліс Інконгіта були відкриті Вогняна Земля, Австралія, Тасманія та Нова Зеландія. У другій половині XVIIІ ст. на пошуки Загадкової Південної Землі була відряджена експедиція Джеймса Кука та Тобайаса Фюрно на суднах «Резолюшен» та «Едвенчер» (1772-1775 рр). Експедиції належить честь першої навколополярної подорожі у південних широтах (рис.3).
Рис.3. Експедиція Джеймса Кука під час першої у світі навколополярної подорожі у південних широтах, 9 січня 1773 року (Cook, 1777а).
У пошуках невідомих земель судна експедиції вперше в історії людства кілька разів перетнули південне полярне коло. В результаті було остаточно доведено відсутність Південного континенту на помірних широтах південної півкулі, виявлено повсюдне поширення плавучого льоду у її високих широтах та зроблене припущення про можливість існування суходолу в межах південної полярної області. У звіті капітана Кука є запис датований лютим 1775 року, який так підсумовує результати експедиції: «Не буду заперечувати, що біля полюса може знаходитись континент або значна ділянка суходолу. Навпаки, я впевнений що такий суходіл там є, і, можливо, ми бачили його частину. Сильний холод, величезна кількість крижаних островів та плавучої криги, усе це доводить, що на півдні має бути земля» (Cook, 1777b, стор.239, переклад автора). Джеймс Кук цілком справедливо вважав, що крижані острови (айсберги) можуть утворюватись лише при руйнуванні льодовиків на узбережжі суходолу. Стосовно того, яку ж частину суходолу міг бачити Кук в антарктичних водах, то мова може йти лише про відкриту ним Землю Сандвіча. Нині відомо, що це група островів – Південні Сандвічеві острови, які лежать трохи північніше 60о південної широти і не належать до антарктичного континенту.
19-20 лютого 1819 року торгівельний капітан Вільям Сміт з борту бригу «Вільямс» вперше зафіксував спостереження ділянки суходолу південніше 60о південної широти. Під час чергового плавання 15-16 жовтня 1819 р В.Сміт обстежив північні узбережжя відкритої ним Нової Південної Шетландії, фрагментарно наніс її на карту та організував першу висадку на суходіл (рис.4-5).
Рис.4. Карта Нової Південної Шетландії – перше картографічне зображення Антарктичного суходолу (Miers, 1820).
Що ж за землю відкрив В.Сміт? Пізніше з’ясується, що це велика група островів, які наразі звуть Південними Шетландськими (див. рис.1). Згідно сучасним уявленням, Південні Шетландські острови розташовуються в межах континентального шельфу Антарктичного півострова та являють собою його острівне продовження, тобто є частиною континенту Антарктида. Чи можна вважати Вільяма Сміта першовідкривачем льодового континенту? Напевно – ні, бо невелика смуга суходолу ще не увесь континент! Тим не менше, саме відкриття Південних Шетландських островів дало потужний поштовх для подальших пошуків.
Рис.5. Нова Південна Шетландія, малюнки невідомого автора, які були виконані під час подорожі Вільяма Сміта (Miers, 1820).
Вже у грудні 1819 року була відправлена експедиція для більш ретельного дослідження землі, відкритої В.Смітом. ЇЇ очолив офіцер британського королівського флоту Едвард Брандсфільд. Експедиційним судном став вже відомий бриг «Вільямс» з Вільямом Смітом у якості помічника та штурмана. 16 січня 1820 року експедиція досягла Нової Південної Шетландії та розпочала дослідження. Мореплавці обстежили її зі сходу та півдня, здійснили чергову висадку на узбережжя. В результаті було доведено острівне походження нового суходолу, який був приблизно нанесений на карту, а окремі острови отримали нинішнє найменування. Потім «Вільямс» рушив на південь від Нової Південної Шетландії. 30 січня 1820 року експедиція Е.Брансфільда та В.Сміта досягла 63о29’S та 60о34’ W, де мореплавці побачили, що ще південніше, на широті 64о, є невідоме узбережжя, яке вони простежили з борту корабля у північно-східному напрямку та назвали Землею Трініті. Саме так відбулося перше спостереження північного узбережжя Антарктичного півострову, окремі ділянки якого були вперше нанесені на географічну карту (рис.6). Знову задамо собі питання: чи можна це вважати відкриттям континенту? І знову, відповідь – ні. Закартована лінія узбережжя між 56о та 60,5о західної довготи, це лише невеличка риска на сучасній карті льодового континенту. На момент відкриття Землі Трініті не було і не могло бути жодної впевненості, що саме відкрито – острів, архіпелаг чи щось більше. Зовсім нічого не було відомо наскільки далеко простягається нововідкритий суходіл у напрямку південного полюсу і чи продовжується він далі у східну півкулю Землі. Більш того, карта експедиції Брансфільда-Сміта та супровідні бортові журнали потрапили в архіви і тривалий час були недосяжними для більшості мореплавців, що борознили Південний океан у ті часи.
Рис.6. Карта Нової Південної Шетландії та Землі Трініті, що була складена під час експедиції Брансфільда-Сміта (Gould, 1941).
Відкриття В.Сміта спричинило справжній бум серед мисливців за тюленями. Починаючи з 1820 року чисельні британські та американські промислові судна заполонили акваторію Нової Південної Шетландії. Серед мореплавців та мисливців за тюленями тих часів особливо вирізняється постать Натаніеля Палмера, якого у свій час також вважали «першовідкривачем» Льодового континенту. 17-18 листопада 1820 року Н.Палмер на судні «Герой» здійснює дводенне плавання на південь від о.Десепшен у пошуках нових тюленячих лігвищ. «Герой» досяг 63о45’ південної широти звідкіля люди побачили на півдні протяжну смугу суходолу, яку пізніше на карті Дж.Пауелла (1822) буде позначено як Землю Палмера. Згідно згаданої карти, побачений суходіл був нічим іншим як Землею Трініті, яку раніш відкрила експедиція Брансфільда-Сміта, про що не знав Н.Палмер. Тим не менше, так було зафіксоване друге спостереження північного узбережжя Антарктичного півострова та уточнене його картографічне положення. Зокрема, була виявлена нова ділянка суходолу західніше Землі Трініті. На карті Пауела вона позначена, як «High Land covered with Snow», що розташовується між 61 та 62о західної довготи та відокремлюється доволі широкою протокою від Palmer Land (рис.7). Зараз відомо, що це острови, які отримали найменування Архіпелаг Палмера.
Рис.7. Карта Південої Шетландії та Землі Палмера, яка складена G.Powell, 1822.
А що ж з експедицією Беллінсгаузена? Відомо, що шлюпи «Восток» та «Мирний» досягли Антарктики у грудні 1819 року. Далі протягом 1819-1821 років ця експедиція вдруге після Дж.Кука здійснює навколополярне плавання, намагаючись обстежити ті ділянки Південного океану, які оминув капітан Кук. До її дійсних досягнень у досліджені Антарктики належать: 1) відкриття та картування островів Траверсе, виявлення на них перших діючих вулканів; 2) з’ясування острівного походження Землі Сандвіча, яку її першовідкривач Дж.Кук вважав північним виступом континентального суходолу; 3) відкриття та картування перших ділянок острівного суходолу за південним полярним колом – о.Петра-І та Берега Олександра-І (рис.8).
Рис.8. Острів Петра-І та Берег Олександра-І були відкриті експедицією Беллінсгаузена 8-го та 15-го січня 1821 року за юліанським календарем, рисунки художника експедиції П.Михайлова (Беллінсгаузен, 1831).
Приємно відмітити, що в експедиції Беллінсгаузена брали участь і наші співвітчизники. Наприклад, капітан-лейтенант Іван Завадовський – уродженець Полтавщини. «В столь продолжительном и весьма трудномъ плавании между льдами, туманами и снегомъ капитанъ лейтенант Завадовский разделялъ труды со мной и во всехъ случаяхъ былъ совершенной мне помощникъ переносить великие трудности; безъ его помощи, я бы не в состоянии быть перенести сии труды в столь суровом и сыром климате» – таку характеристику дав капітан Беллінсгаузен своєму першому помічнику. А що стосується відкриття Антарктичного континенту, звертаємось до офіційного рапорту Беллінсгаузена, що був написаний у Порт Джексоні (Австралія) 8-го квітня 1820 року за юліанським календарем.
Підсумовуючи результати тримісячного плавання у полярних водах Беллінсгаузен пише: «Признаковъ большой Южной Земли нигде не встречалъ, хотя большую часть плавания имелъ за полярнымъ кругомъ и близъ онаго, какъ токмо ветры позволяли; но если оная и существуетъ, то должна быть далеко во льдахъ и покрыта ими; и опознать оную нетъ возможности» (Беллінсгаузен, 1823). У Російській імперії на той час в обігу був старий юліанський календар. У перекладі на новий грегоріанський стиль, цитований рапорт був написаний 20 квітня 1820 року, тобто, після 28 січня 1820 року, що у радянській історіографії «призначено» датою відкриття Антарктиди.
Що ж відбулося 28-го, а за старим стилем 16-го січня? І чому а ні сам капітан Беллінсгаузен а ні його старші офіцери ніколи не претендували на честь відкриття шостого континенту? Звернемося до вже цитованого рапорту: «16 числа дошедши до широты S 69о25’, въ долготе 2о10’ W встретилъ сплошной ледъ у краев одинъ на другого набросанный кусками, а внутрь къ Югу въ разныхъ местахъ по оному видны ледяные горы. Отсюда я намеренъ былъ плыть въ виду льда, чтобы пробраться более к Зюйду, но противный ветръ от Оста препятствовалъ мне выполнить сие мое намерение». Саме так у двох реченнях капітан описав цей день! Те, що під «ледяными горами» малися на увазі айсберги можна зрозуміти з супровідного листа, написаного Беллінсгаузеном у Порт-Джексоні та датованого тим же 8(20) квітня 1820 року: «ледяные горы, изъ которыхъ некоторыя возвышались отъ поверхности моря свыше 400 футовъ, иные же имели въ окружности до 13 миль, были всегдашними нашими неприятелями, противъ коихъ мы должны были защищаться величайшею осторожностью и самым строгим бдением…толь великое возвышение ледяныхъ громадъ надъ поверхностию моря приводитъ в изумление, особенно когда помыслимъ, что семь частей оныхъ находиться под водой» (Беллінсгаузен, 1821).
Жодних інших «гір» поблизу 69о25’S та 2о10’W немає! Крижане поле (паковий лід), яке зупинило кораблі Белінсгаузена (рис.9), знаходилось в акваторії моря Лазарева на відстані більше 60 км північніше краю шельфового льодовика Фімбула. Відстань до найближчих островів на континентальному шельфі складала 108 км; відстань до найближчого узбережжя «мейнленду» – 220 км; до найближчого гірського масиву – 290 км. Тому, подію 16(28) січня 1820 року в жодному випадку не можна вважати «відкриттям Антарктиди» чи «спостереженням антарктичного суходолу».
Рис.9. Фрагмент карти Ф.Беллінсгаузена з https://www.davidrumsey.com. На карті показані положення суден експедиції 16(28) січня 1820 р., напис «увидели сплошной ледъ» та позначку крижаного поля, яке завадило суднам просуватись далі на південь. Будь-які позначення берега чи іншого суходолу відсутні!
То хто ж та коли відкрив Антарктиду? Ці питання хвилюють кожного, кого цікавить історія дослідження Льодового Континенту. Для відповіді на них автор проаналізував давні картографічні матеріали, звіти та інші історичні документи, які стосуються південно-полярних подорожей XVIII-XIX ст. Результати виконаних досліджень були оприлюднені у доповіді на Всеукраїнській молодіжній науковій конференції-школи “Сучасні проблеми наук про Землю” 14 квітня 2021 р (Митрохин, 2021). Загалом же, з врахуванням тривалої еволюції уявлень про Антарктику загалом, і, уявлень про місцезнаходження та географічні межі льодового континенту, зокрема, можна дійти висновку про те, що процес відкриття Антарктиди тривав щонайменше 100 років, причому жодна експедиція чи окремий дослідник не можуть претендувати на честь єдиних першовідкривачів…
Антарктида – фізіографія Льодового континенту
Найбільш характерними фізико-географічними особливостями Антарктиди є: розташування у південній полярній області Землі, значна віддаленість від інших континентів, надзвичайно холодний та сухий клімат полярної пустелі, потужний льодовиковий покрив, своєрідний тваринний та рослинний світ, відсутність постійного населення. Не дивно що Антарктида досі лишається найгірше дослідженим континентом. Особливо гостро це стосується наук про Землю. Важка досяжність багатьох районів, стислий період полярного літа та суворі кліматичні умови неабияк ускладнюють проведення польових робіт в Антарктиці. Значною перешкодою є щільний льодовиковий покрив, який, закриваючи корінні виходи гірських порід, заважає, а часто й унеможливлює виконувати прямі геологічні спостереження та відбір зразків (рис.10).
Рис.10. Олександр Митрохин під час геологічного маршрут в районі гори Мілл, Антарктичний півострів, 65о15’13’’ південної широти 64o2’29’’ західної довготи, квітень 2020 року.
Льодовиковий покрив займає більше 99% від загальної площі Антарктиди (рис.11). Його середня потужність складає 1829 м. За рахунок цього середня висота льодового континенту, 1958 м, є найбільшою серед усіх континентів Землі. Висота льодовикового плато у Східній Антарктиді місцями перевищує 4000 м. Найвища ж гірська вершина – масив Вінсон (4892 м) знаходиться у Західній Антарктиді. Лише менш ніж 1% загальної площі континенту вільні від льоду. Природні відслонення гірських порід розповсюджені вкрай неоднорідно, більшість з них тяжіє до узбережжя. У внутрішніх частинах материка лише схили Трансантарктичних гір та гребені найвищих гірських хребтів відслонюються з під криги. Тому, окрім безпосереднього вивчення усіх природних відслонень, геологи широко застосовують дистанційні методи вивчення підльодного рельєфу та геологічної будови корінного підльодовикового ложа. Це геофізичні дослідження – сейсмічні, гравітаційні, магнітні, георадарні, а також дешифрування матеріалів різноманітних космічних зйомок – інфрачервоної, спектрозональної та ін.
Рис.11. Фізико-географічна карта Антарктиди та її підльодний рельєф.
За допомогою цих методі з’ясовано, що під потужною товщею льоду поховані широкі рівнини, глибочезні западини та протяжні гірські хребти. Причому, особливості підльодного рельєфу Антарктиди визначаються не лише геологічною будовою, а й навантаженням льодовикового покриву. В багатьох місцях поверхня підльодовикового ложа занурена на глибину від -100 до -500 м нижче рівня моря. У 2019 році під льодовиком Денмана виявили підльодну западину глибиною більше ніж -3500 м нижче рівня моря. Наразі це найглибше місце на суходолі нашої планети. Крім нього, в Антарктиді є й інші підльодовикові западини з абсолютними глибинами, більшими ніж у Мертвого Моря або, навіть, у озера Байкал. В деяких з них навіть виявлені підльодовикові озера з прісною водою. Найбільшим серед них є підльодовикове озеро Восток. Значна частина території Антарктиди затоплена водами шельфових морів Роса, Ведела, Амудсена, Беллінсгаузена та ін. В прибережній частині цих морів можуть утворюватись шельфові льодовики, що знаходяться на плаву. Шельфовий льодовик Росса та шельфовий льодовик Роне є найбільшими у світі. До позитивних форм підльодного рельєфу належать підльодовикові гори. Зокрема, підльодовикові гори Гамбурцева протяжністю 1200 км та висотою до 3390 м над рівнем моря за своїми розмірами є зіставними з Альпами.
Абсолютно неправильним було б вважати, що своєрідні фізико-географічні умови Антарктиди залежать виключно від її розташування в полярній області. Достатньо згадати, що у пізньому крейдовому періоді, тобто 65 млн років тому, Антарктида також знаходилася в межах південної полярної області але замість льодовикового покриву на ній росли листвяні ліси, бо клімат був цілком помірний (рис.12). Коли ж Антарктида набула свого нинішнього вигляду? Які чинники призвели до таких драматичних перетворень? Що чекає на Антарктиду у майбутньому і як це вплине на нашу планету? На ці, а також на багато інших питань намагаються відповісти геологи досліджуючи Льодовий континент.
Рис.12. Реконструкція ландшафту Західної Антарктиди у турон-сантонському часі крейдяного періоду (Klages et al., 2020).
Антарктида та глобальна система літосферних плит землі
Континент Антарктида розташовується в межах Антарктичної плити, що займає особливу позицію у глобальній системі літосферних плит Землі (рис.13). Загальновідомо, що зовнішня тверда оболонка нашої планети – літосфера, яка включає усю земну кору та верхню частину мантії, по простяганню поділяється на нерівні блоки – літосферні плити. Кожна з семи великих літосферних плит за своєю площею перевищує найбільші країни світу. Так, Тихоокеанська плита має площу 103 млн км2, Євразійська – 67,8, Африканська – 61,3, Північно-Американська – 75,9, Антарктична – 60,9, Австралійська – 47,0, Південно-Американська – 43,6. Крім них, є дрібніші плити, розміром менше 20 млн км2, і зовсім маленькі «мікроплити», розмір яких не більший 1 млн км2. Границі літосферних плит можуть проходити по серединно-океанічних хребтах, рифтових зонах континентів, активних континентальних окраїнах або внутрішньоконтинентальних орогенних поясах. Літосферні плити дуже повільно рухаються у горизонтальних напрямках, неупинно змінюючи своє положення по відношенню одна до одної. Більшість сучасних проявів магматизму та глибинної сейсмічної активності так чи інакше пов’язані з рухом літосферних плит та приурочені до їх границь. На конструктивних границях, що проходять по серединно-океанічним хребтам та рифтовим зонам континентів, сусідні плити розсуваються у протилежні боки. В океанах цей процес призводить до розтягу літосфери, що супроводжується базальтовим магматизмом та формуванням сучасної океанічної кори. Щоправда, таке «розростання» океанів звичайно компенсується поглинанням океанічної літосфери на деструктивних границях літосферних плит. Так, в зонах субдукції може відбуватися занурення однієї океанічної плити під іншу, в результаті чого формуються вулканічні острівні дуги, такі як Південна Сандвічева або Південна Оркнейська. Або ж океанічна плита занурюється під континентальну і формується активна континентальна окраїна з величезними гірськими поясами на манір Анд.
Рис.13. Антарктична плита та її товщина за даними сейсмічних досліджень (Meijian et al., 2015).
Антарктична плита має цілу низку індивідуальних особливостей, що відрізняють її від решти великих літосферних плит Землі. Зокрема, її границі майже скрізь є конструктивними. Відповідно, Антарктична плита дуже повільно але неупинно нарощує свою площу. Серединно-океанічні хребти відокремлюють її від трьох великих плит – Тихоокеанської, Австралійської та Африканської плит, а також від меншої за розмірами плити Наска. Характер границі між Антарктичною та Південно-Американською плитами є більш складний. Остання рухається зі сходу на захід зі швидкістю 20-24 мм на рік. Відповідно, протягом останніх 40 млн років вздовж її південної границі сформувалося декілька дрібних плит – Сандвічева, Скоша, Дрейка та Шетландська. Причому плита Дрейка, рухаючись у напрямку Антарктичного півострова, субдукціює (занурюється) під Шетландську плиту. Ще одна зона субдукції існує біля південного узбережжя Чилі, де на невеликій ділянці Антарктична плита занурюється під Південно-Американську.
Товщина літосфери Антарктичної плити поступово зменшується від центру до периферії, що також відрізняє її від інших великих літосферних плит, де товщина літосфери має більш складну конфігурацію. Нарешті, континент Антарктида розташовується майже точно у центральній частині Антарктичної плити, а не зміщений до однієї з границь, як це властиво для 5-ти великих літосферних плит, складовими яких є континентальні маси Євразії, Африки, Австралії та обох Америк. За виключенням магматичної дуги Південних Шетландських островів, континентальні окраїни Антарктиди є тектонічно пасивними. Ця особливість пояснює надзвичайну сейсмічну «спокійність» Антарктичного континенту. Руйнівні глибокофокусні землетруси наразі не властиві для льодового континенту. Тим не менше, тут є достатньо велика кількість активних вулканів. Наприклад, вулкани Еребус, Мельбурн, Берлін та ін. пов’язані з процесами тектонічного розтягу літосфери, що відбуваються в Західно-Антарктичній рифтовій зоні. Натомість, вулкани на островах Десепшен, Пінгвін та Бриджмена сформувалися над зоною розтягу, що наразі розвивається між Антарктичною та Шетландською плитами.
Висновки
Виконаний літературний огляд дозволяє узагальнити відомості про історію відкриття Антарктиди, її фізіографію та геотектонічну позицію у глобальній системі літосферних плит. З’ясовано, що процес відкриття Антарктиди тривав щонайменше 100 років. Жодна експедиція чи окремий дослідник не можуть претендувати на честь єдиних першовідкривачів. Географічні границі Антарктиди мають співпадати з її геологічними межами. Відповідно, до її складу, крім обмеженого береговою лінією суходолу, належать морський шельф, шельфові льодовики та розташовані на шельфі острови, континентальний схил та підніжжя. Найбільш характерні фізіографічні особливості Антарктиди – розташування у південній полярній області Землі, значна віддаленість від інших континентів, надзвичайно холодний та сухий клімат полярної пустелі, потужний льодовиковий покрив, своєрідний тваринний та рослинний світ обумовлені особливостями геологічної історії льодового континенту. Більш докладно ці питання будуть висвітлені у подальших статтях.
Список використаних джерел
- Беллинсгаузен Ф. Выписка изъ письма Капитана Беллинсгаузена къ Морскому Министру изъ Порта Жаксона отъ 8 Апреля 1820 года. Сынъ Отечества. 1821. №69. С.135-137.
- Беллинсгаузен Ф. Донесеніе Капитана 2 ранга Биллинсгаузена изъ Порта Жаксона о своемъ плавании. Записки издаваемые государственным адмиралтейским департаментом. 1823. 5. С.201-219.
- Беллинсгаузен Ф. Двукратныя изысканія въ Южномъ Ледовитомъ океане и плаваніе вокругъ света, въ продолжении 1819, 20 и 21 годовъ. Санкт-Петербургъ, 1831.
- Митрохин О.В. Хто і коли відкрив Антарктиду? Збірник матеріалів ХІ Всеукраїнської молодіжної наукової конференції-школи «Сучасні проблеми наук про Землю», Київ 14-16 квітня 2021 р. С.122-125.
- Cook J. A voyage toward the Sooth Pole and round the World performed in His Majesty’s Ships the Resolution and Adventure in the Years 1773, 1774 and 1775. Vol.1. London, 1777a. 378 p.
- Cook J. A voyage toward the Sooth Pole and round the World performed in His Majesty’s Ships the Resolution and Adventure in the Years 1773, 1774 and 1775. Vol.2. London, 1777b. 392 p.
- Gould R.T. The charting of the South Shetlands, 1819-28. The Mariner’s Mirror. 1941. 27. 3. P.206-242.
- Iverson N.A., Lieb-Lappen R., Dunbar N.W., Obbard R., Kim E., Golden E. The first physical evidence of subglacial volcanism under the West Antarctic Ice Sheet. Scientific Reports. 2017. 7. 11457. P.1-8. DOI:10.1038/s41598-017-11515-3
- Goodge J.W., Kleinschmidt G., Laufer A.L., Lisker F., Menot R.-P., Roland N.W., Siddoway C., Smellie J.L., Thomson M.R.A. The geology of the Antarctic Continent. Stuttgart: Borntaeger Science Publichers, 2021. – 613 p.
- Klages J.P., Salzmann U., Bickert T., Hillenbrand C.D. 2020 Temperate rainforests near the South Pole during peak Cretaceous warmth. Nature. 2020. Vol.580. P.81-86. DOI:10.1038/s41586-020-2148-5
- Liggett D., Storey B., Cook Y., Meduna V. Exploring the Last Continent: An Introduction to Antarctica. Springer, 2015. 597 p.
- Meijian A., Wiens D., Yue Z., Mei F., Nyblade A.A., Kanao M., Yuansheng L., Maggi A., Lévêque J.-J.. Temperature, lithosphere – asthenosphere boundary, and heat flux beneath the Antarctic Plate inferred from seismic velocities. J. Geophys. Res. 2015. 120(12). 8720–8742, doi:10.1002/2015JB011917
- Miers J. Account of the Discovery of New South Shetland, with observations on its importance in a Geographical, Commercial, and Political point of view. The Edinburgh philosophical journal. 1820. V.3. P.367-380.
- Morlighem M., Rignot E., Binder T., Blankenship D., Drews R. Deep glacial troughs and stabilizing ridges unveiled beneath the margins of the Antarctic ice sheet. Nature Geoscience. 2020. 13. P.132-137. https://doi.org/10.1038/s41561-019-0510-8
- Mors T., Reguero M., Vasilyan D. First fosill frog from Antarctica: implications for Eacene high latitude climate conditions and Gondvanan cosmopolitanism of Australobatrachia. Scientific Reports. 2020. 10(1):5051. doi: 10.1038/s41598-020-61973-5
- Riffenburgh B. (Ed). Encyclopedia of the Antarctic. Taylor and Francis Group, 2007. 1146 p.
Олександр Митрохин,
доктор геологічних наук, професор кафедри мінералогії, геохімії та петрографії,
Київський національний університет імені Тараса Шевченка.
Київ, mitrokhin.a.v@ ukr.net
Читайте також:
Антарктида сучасна та її минуле. Частина 3. Геологічна будова Льодового континенту
Районування, клімат, топографія та геологія району Аргентинських островів
