Через полюс — на экватор - [42]

Радиооптическое нивелирование построено на точном измерении расстояния между двумя точками при помогая радиолокатора (радиодальномера) и угла наклона между этими двумя точками при помощи оптического прибора теодолита. Зная наклон и расстояние, то есть гипотенузу и прилежащий угол, определяют по тригонометрической функции противолежащий углу катет, то есть высоту превышения одной точки над другой. Расстояние между точками может достигать десяти километров. Последовательно меняя точки наблюдения, проводят нивелирный ход на сотни и тысячи километров, определяя превышение над первой точкой (обычно это уровень моря или привязанная по высоте к уровню моря точка). Метод очень точный, он позволяет измерять высоту над первой точкой с точностью до сантиметров на сотни километров расстояния.

ЛЬДЫ АНТАРКТИДЫ

За последние годы в Антарктиде проведены широкие исследования. Материк, почти сплошь покрытый ледниковым покровом, по площади в полтора раза больше Австралии. Толщина льдов достигает здесь 5 км. Под ледниками скрыты глубокие долины и целые горные системы. Советские исследователи обнаружили подо льдом в районе Полюса относительной недоступности огромную горную страну с вершинами, достигающими высоты 3 тыс. м над уровнем моря? Причем над самой высокой из вершин лежит около километра льда. Сейчас ученые подсчитали, что объем ледникового покрова Антарктиды равен 25 млн. куб. км. Достаточно сказать, что таяние такого количества льда вызовет подъем уровня Мирового океана на 56 м выше существующего. Огромная шапка льда, лежащая на южном материке, развивается по очень сложным законам. Непрерывно круглый год на ее поверхность выпадают осадки. С каждым годом слой снега растет, и под давлением вновь выпавшего снега он превращается в фирн, а потом в глетчерный лед. По мере роста ледника вверх он испытывает напряжения, которые приводят к тому, что ледник растекается от центра к краю, компенсируя непрерывный рост в центре.

Чтобы определить характер подледного рельефа, применяют сейсмическое зондирование льда. Для этого в буровой скважине на глубине около 50 м взрывают заряд. Вызванные взрывом сейсмические волны достигают скального ложа ледника и, отражаясь от него, возвращаются на поверхность. Специальная аппаратура усиливает колебания отраженных волн и записывает их на осциллографе. По полученной записи можно измерить время пробега волны с точностью до 0,001 сек. Так как запись ведется не на один канал, как, например, на морских эхолотах, а на несколько десятков сейсмоприемников, расставленных цепочкой на поверхности, то по разности во времени можно определить скорость прохождения волн через толщу ледника. Произведение скорости на время пробега даст нам длину пути, а значит, и толщину льда. Метод сейсмозондирования описан очень схематично. Метод этот очень сложен, он требует громоздкой аппаратуры, но пока только он дает достоверную глубину скального ложа. Последние годы распространение получил метод радиолокационного зондирования при помощи радиоволн.

Ученые многих стран совершили походы через ледниковый покров Антарктиды, проводя сейсмические измерения толщины ледяного покрова. Сейчас длина этих маршрутов, или, как их называют, разрезов, достигает 25 тыс. км. Во время этих походов производился ряд измерений, в частности измерение температуры снежного покрова до глубины 50 м. На этой глубине уже не сказываются сезонные и многолетние колебания температуры воздуха. Здесь температура относительно постоянна. Например, в центре Антарктиды она достигает —56 — —58°C, при толщине ледникового покрова 3500 м. Когда ученые подсчитали, как меняется температура с глубиной, они столкнулись с противоречием. По теоретическим кривым, связанным с геотермическим внутренним теплом Земли, получалось, что при геотермической ступени 1° на 30 м уже на глубине 1880 м температура льда должна быть 0°, то есть находиться на грани таяния, а это противоречило целому ряду косвенных признаков. Первые глубокие скважины, пробуренные в Антарктиде, показали, что иногда температура с глубиной начинает понижаться, а не повышается, и только на глубине в несколько сот метров снова наблюдается повышение температуры согласно геотермическому градиенту. Правда, эти скважины были пробурены в краевой части ледника, где правильная картина может быть искажена за счет движения льда. Но в центре ледникового покрова температурный градиент может быть сильно искажен за счет роста ледника в результате снегонакопления. Эти данные очень важно уточнить, так как если нижние слои ледника имеют температуру, близкую к нулю, то мы вправе ожидать, что под мощным слоем льда лежит слой воды, а это в корне меняет все наши представления о строении ледникового покрова Антарктиды. Последние буровые работы показали, что в Антарктиде действительно подо льдом лежит слой воды.

ЛЕДНИКОВЫЕ ТРЕЩИНЫ

Горные и материковые ледники обладают одним очень важным свойством — они движутся, текут под действием силы тяжести. Скорость движения льда в Антарктиде в центральных районах не превышает нескольких метров в год. К краям она увеличивается, достигая десятков, а иногда и сотен метров. При таких скоростях движения лед не успевает пластически деформироваться и лопается, образуя глубокие трещины. При толщине льда до 2–3 км трещины в ледниковом покрове Антарктиды достигают длины нескольких километров, уходя в глубину на многие сотни метров. Ширина их также меняется в больших пределах. Многие трещины в зимний период перекрываются снежными мостами. Такие занесенные трещины представляют опасность и для тягачей, и для собачьей упряжки. В истории антарктических исследований известно много случаев гибели людей, провалившихся в такие бездны.