Περίληψη μαθήματος για τον περιβάλλοντα κόσμο με θέμα "Αρκτικός Ωκεανός". Γνωρίζουμε τα πάντα για τις ιδιότητες του πάγου; Πώς να εξηγήσετε σύνθετες φυσικές διεργασίες σε ένα παιδί

Όλοι γνωρίζουν ότι ο πάγος είναι παγωμένο νερό, ή μάλλον, είναι σε στερεή κατάσταση συσσωμάτωσης. Αλλά Γιατί ο πάγος δεν βυθίζεται στο νερό, αλλά επιπλέει στην επιφάνειά του;

Το νερό είναι μια ασυνήθιστη ουσία με σπάνιες, ακόμη και ανώμαλες ιδιότητες. Στη φύση, οι περισσότερες ουσίες διαστέλλονται όταν θερμαίνονται και συστέλλονται όταν ψύχονται. Για παράδειγμα, ο υδράργυρος σε ένα θερμόμετρο ανεβαίνει μέσω ενός στενού σωλήνα και παρουσιάζει αύξηση της θερμοκρασίας. Επειδή ο υδράργυρος παγώνει στους -39ºC, δεν είναι κατάλληλος για θερμόμετρα που χρησιμοποιούνται σε περιβάλλοντα σκληρής θερμοκρασίας.

Το νερό διαστέλλεται επίσης όταν θερμαίνεται και συστέλλεται όταν ψύχεται. Ωστόσο, στο εύρος ψύξης από περίπου +4 ºC έως 0 ºC διαστέλλεται. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι σωλήνες νερού μπορεί να σκάσουν το χειμώνα εάν το νερό σε αυτούς έχει παγώσει και έχουν σχηματιστεί μεγάλες μάζες πάγου. Η πίεση του πάγου στα τοιχώματα του σωλήνα είναι αρκετή για να προκαλέσει το σκάσιμο τους.

Διαστολή νερού

Δεδομένου ότι το νερό διαστέλλεται όταν ψύχεται, η πυκνότητα του πάγου (δηλαδή η στερεά του μορφή) είναι μικρότερη από αυτή του υγρού νερού. Με άλλα λόγια, ένας δεδομένος όγκος πάγου ζυγίζει λιγότερο από τον ίδιο όγκο νερού. Αυτό αντανακλάται από τον τύπο m = ρV, όπου V είναι ο όγκος του σώματος, m είναι η μάζα του σώματος, ρ είναι η πυκνότητα της ουσίας. Υπάρχει αντιστρόφως ανάλογη σχέση μεταξύ πυκνότητας και όγκου (V = m/ρ), δηλαδή, με την αύξηση του όγκου (καθώς το νερό ψύχεται), η ίδια μάζα θα έχει μικρότερη πυκνότητα. Αυτή η ιδιότητα του νερού οδηγεί στο σχηματισμό πάγου στην επιφάνεια των δεξαμενών - λιμνών και λιμνών.

Ας υποθέσουμε ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1. Τότε ο πάγος θα έχει πυκνότητα 0,91. Χάρη σε αυτό το σχήμα, μπορούμε να μάθουμε το πάχος της πλάκας πάγου που επιπλέει στο νερό. Για παράδειγμα, εάν ένας πάγος έχει ύψος πάνω από το νερό 2 cm, τότε μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το υποβρύχιο στρώμα του είναι 9 φορές παχύτερο (δηλαδή 18 cm) και το πάχος ολόκληρης της πλάκας πάγου είναι 20 cm.

Στην περιοχή του Βόρειου και Νότιου Πόλου της Γης, το νερό παγώνει και σχηματίζει παγόβουνα. Μερικά από αυτά τα πλωτά βουνά πάγου είναι τεράστια. Το μεγαλύτερο παγόβουνο που γνωρίζει ο άνθρωπος θεωρείται ότι έχει επιφάνεια 31.000 τετραγωνικών μέτρων. χιλιόμετρα, που ανακαλύφθηκε το 1956 στον Ειρηνικό Ωκεανό.

Πώς το νερό στη στερεά του κατάσταση αυξάνει τον όγκο του; Με την αλλαγή της δομής του. Οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι ο πάγος έχει μια διάτρητη δομή με κοιλότητες και κενά, τα οποία, όταν λιώνουν, γεμίζουν με μόρια νερού.

Η εμπειρία δείχνει ότι το σημείο πήξης του νερού μειώνεται με την αύξηση της πίεσης κατά περίπου ένα βαθμό για κάθε 130 ατμόσφαιρες.

Είναι γνωστό ότι στους ωκεανούς σε μεγάλα βάθη η θερμοκρασία του νερού είναι κάτω από 0 ºС, και όμως δεν παγώνει. Αυτό εξηγείται από την πίεση που δημιουργείται από τα ανώτερα στρώματα του νερού. Ένα στρώμα νερού πάχους ενός χιλιομέτρου πιέζει με δύναμη περίπου 100 ατμοσφαιρών.

Σύγκριση των πυκνοτήτων νερού και πάγου

Μπορεί η πυκνότητα του νερού να είναι μικρότερη από την πυκνότητα του πάγου και αυτό σημαίνει ότι θα πνιγεί σε αυτό; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα είναι καταφατική, κάτι που αποδεικνύεται εύκολα με το παρακάτω πείραμα.

Ας πάρουμε από την κατάψυξη, όπου η θερμοκρασία είναι -5 ºС, ένα κομμάτι πάγου στο μέγεθος του ενός τρίτου του ποτηριού ή λίγο περισσότερο. Ας το βάλουμε σε έναν κουβά με νερό σε θερμοκρασία +20 ºС. Τι παρατηρούμε; Ο πάγος βυθίζεται γρήγορα και βυθίζεται, αρχίζοντας σταδιακά να λιώνει. Αυτό συμβαίνει επειδή το νερό σε θερμοκρασία +20 ºС έχει χαμηλότερη πυκνότητα σε σύγκριση με τον πάγο σε θερμοκρασία -5 ºС.

Υπάρχουν τροποποιήσεις του πάγου (σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις), οι οποίοι, λόγω της μεγαλύτερης πυκνότητάς τους, θα βυθιστούν στο νερό. Μιλάμε για τον λεγόμενο «βαρύ» πάγο - δευτέριο και τρίτιο (κορεσμένο με βαρύ και υπερβαρύ υδρογόνο). Παρά την παρουσία των ίδιων κενών όπως στον πάγο πρωτίου, θα βυθιστεί στο νερό. Σε αντίθεση με τον «βαρύ» πάγο, ο πάγος πρωτίου στερείται βαρέων ισοτόπων υδρογόνου και περιέχει 16 χιλιοστόγραμμα ασβεστίου ανά λίτρο υγρού. Η διαδικασία παρασκευής του περιλαμβάνει καθαρισμό από επιβλαβείς ακαθαρσίες κατά 80%, λόγω του οποίου το νερό πρωτίου θεωρείται το βέλτιστο για την ανθρώπινη ζωή.

Το νόημα στη φύση

Το γεγονός ότι ο πάγος επιπλέει στην επιφάνεια των υδάτινων μαζών παίζει σημαντικό ρόλο στη φύση. Εάν το νερό δεν είχε αυτή την ιδιότητα και ο πάγος βυθιζόταν στον πυθμένα, αυτό θα οδηγούσε σε πάγωμα ολόκληρης της δεξαμενής και, ως εκ τούτου, στο θάνατο των ζωντανών οργανισμών που την κατοικούσαν.

Όταν εμφανίζεται κρύος καιρός, πρώτα σε θερμοκρασίες άνω των +4 ºС, το πιο κρύο νερό από την επιφάνεια της δεξαμενής βυθίζεται και το ζεστό (ελαφρύτερο) νερό ανεβαίνει. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται κατακόρυφη κυκλοφορία (ανάμιξη) του νερού. Όταν φτάσει στους +4 ºС σε ολόκληρη τη δεξαμενή, αυτή η διαδικασία σταματά, καθώς από την επιφάνεια το νερό που βρίσκεται ήδη στους +3 ºС γίνεται ελαφρύτερο από αυτό που βρίσκεται κάτω. Το νερό διαστέλλεται (ο όγκος του αυξάνεται κατά περίπου 10%) και η πυκνότητά του μειώνεται. Ως συνέπεια του γεγονότος ότι το πιο κρύο στρώμα βρίσκεται στην κορυφή, το νερό παγώνει στην επιφάνεια και εμφανίζεται ένα κάλυμμα πάγου. Λόγω της κρυσταλλικής δομής του, ο πάγος έχει κακή θερμική αγωγιμότητα, που σημαίνει ότι διατηρεί τη θερμότητα. Το στρώμα πάγου λειτουργεί ως ένα είδος θερμομονωτή. Και το νερό κάτω από τον πάγο διατηρεί τη θερμότητά του. Χάρη στις θερμομονωτικές ιδιότητες του πάγου, η μεταφορά του «κρύου» στα κατώτερα στρώματα του νερού μειώνεται απότομα. Επομένως, τουλάχιστον ένα λεπτό στρώμα νερού παραμένει σχεδόν πάντα στον πυθμένα μιας δεξαμενής, κάτι που είναι εξαιρετικά σημαντικό για τη ζωή των κατοίκων της.

Έτσι, +4 ºС - η θερμοκρασία της μέγιστης πυκνότητας του νερού - είναι η θερμοκρασία επιβίωσης των ζωντανών οργανισμών σε μια δεξαμενή.

Χρήση στην καθημερινή ζωή

Αναφέρθηκε παραπάνω η πιθανότητα να σκάσουν οι σωλήνες νερού όταν παγώνει το νερό. Για την αποφυγή ζημιών στο σύστημα παροχής νερού σε χαμηλές θερμοκρασίες, δεν πρέπει να υπάρχουν διακοπές στην παροχή ζεστού νερού που ρέει μέσα από τους σωλήνες θέρμανσης. Ένα όχημα εκτίθεται σε παρόμοιο κίνδυνο εάν μείνει νερό στο ψυγείο σε κρύο καιρό.

Τώρα ας μιλήσουμε για την ευχάριστη πλευρά των μοναδικών ιδιοτήτων του νερού. Το πατινάζ στον πάγο είναι μεγάλη διασκέδαση για παιδιά και ενήλικες. Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί ο πάγος είναι τόσο γλιστερός; Για παράδειγμα, το γυαλί είναι επίσης ολισθηρό, και επίσης πιο λείο και πιο ελκυστικό από τον πάγο. Αλλά τα πατίνια δεν γλιστρούν πάνω του. Μόνο ο πάγος έχει μια τέτοια απολαυστική ιδιότητα.

Το γεγονός είναι ότι κάτω από το βάρος του βάρους μας υπάρχει πίεση στη λεπτή λεπίδα του πατινιού, η οποία, με τη σειρά της, προκαλεί πίεση στον πάγο και το λιώσιμο του. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται μια λεπτή μεμβράνη νερού, πάνω στην οποία γλιστρά η ατσάλινη λεπίδα του πατινιού.

Διαφορά στην κατάψυξη κεριού και νερού

Τα πειράματα δείχνουν ότι η επιφάνεια ενός κύβου πάγου σχηματίζει ένα συγκεκριμένο εξόγκωμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η κατάψυξη στη μέση εμφανίζεται τελευταία. Και επεκτείνοντας κατά τη μετάβαση σε στερεά κατάσταση, αυτή η διόγκωση αυξάνεται ακόμη περισσότερο. Αυτό μπορεί να αντιμετωπιστεί με τη σκλήρυνση του κεριού, το οποίο, αντίθετα, σχηματίζει μια κατάθλιψη. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι το κερί συστέλλεται αφού μετατραπεί σε στερεή κατάσταση. Τα υγρά που συστέλλονται ομοιόμορφα όταν παγώνουν σχηματίζουν μια κάπως κοίλη επιφάνεια.

Για να παγώσει το νερό, δεν αρκεί η ψύξη του μέχρι το σημείο πήξης των 0 ºC, αυτή η θερμοκρασία πρέπει να διατηρείται μέσω σταθερής ψύξης.

Νερό αναμεμειγμένο με αλάτι

Η προσθήκη επιτραπέζιου αλατιού στο νερό μειώνει το σημείο πήξης του. Αυτός είναι ο λόγος που οι δρόμοι πασπαλίζονται με αλάτι το χειμώνα. Το αλμυρό νερό παγώνει στους -8°C και κάτω, οπότε μέχρι να πέσει η θερμοκρασία τουλάχιστον σε αυτό το σημείο, δεν υπάρχει πάγωμα.

Το μείγμα πάγου-αλατιού χρησιμοποιείται μερικές φορές ως «μείγμα ψύξης» για πειράματα χαμηλής θερμοκρασίας. Όταν ο πάγος λιώνει, απορροφά τη λανθάνουσα θερμότητα που απαιτείται για τη μεταμόρφωση από το περιβάλλον του, ψύχοντάς τον έτσι. Αυτό απορροφά τόση θερμότητα που η θερμοκρασία μπορεί να πέσει κάτω από -15 °C.

Διαλυτικό γενικής χρήσης

Το καθαρό νερό (μοριακός τύπος H 2 0) δεν έχει χρώμα, γεύση, οσμή. Το μόριο του νερού αποτελείται από υδρογόνο και οξυγόνο. Όταν άλλες ουσίες (διαλυτές και αδιάλυτες στο νερό) μπαίνουν στο νερό, αυτό μολύνεται, γι' αυτό και δεν υπάρχει απολύτως καθαρό νερό στη φύση. Όλες οι ουσίες που υπάρχουν στη φύση μπορούν να διαλυθούν στο νερό σε διάφορους βαθμούς. Αυτό καθορίζεται από τις μοναδικές τους ιδιότητες - διαλυτότητα στο νερό. Επομένως, το νερό θεωρείται «καθολικός διαλύτης».

Εγγυητής σταθερής θερμοκρασίας αέρα

Το νερό θερμαίνεται αργά λόγω της υψηλής θερμικής του ικανότητας, αλλά, ωστόσο, η διαδικασία ψύξης γίνεται πολύ πιο αργά. Αυτό επιτρέπει στους ωκεανούς και τις θάλασσες να συσσωρεύουν θερμότητα το καλοκαίρι. Η απελευθέρωση θερμότητας συμβαίνει το χειμώνα, λόγω της οποίας δεν υπάρχει απότομη αλλαγή στη θερμοκρασία του αέρα στο έδαφος του πλανήτη μας καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους. Οι ωκεανοί και οι θάλασσες είναι ο αρχικός και φυσικός συσσωρευτής θερμότητας στη Γη.

Επιφανειακή τάση

συμπέρασμα

Το γεγονός ότι ο πάγος δεν βυθίζεται, αλλά επιπλέει στην επιφάνεια, εξηγείται από τη χαμηλότερη πυκνότητά του σε σύγκριση με το νερό (η ειδική πυκνότητα του νερού είναι 1000 kg/m³, του πάγου - περίπου 917 kg/m³). Αυτή η διατριβή ισχύει όχι μόνο για τον πάγο, αλλά και για οποιοδήποτε άλλο φυσικό σώμα. Για παράδειγμα, η πυκνότητα ενός χάρτινου σκάφους ή ενός φθινοπωρινού φύλλου είναι πολύ μικρότερη από την πυκνότητα του νερού, γεγονός που εξασφαλίζει την άνωσή τους.

Ωστόσο, η ιδιότητα του νερού να έχει χαμηλότερη πυκνότητα στη στερεά κατάσταση είναι πολύ σπάνια στη φύση, μια εξαίρεση στον γενικό κανόνα. Μόνο το μέταλλο και ο χυτοσίδηρος (κράμα του μεταλλικού σιδήρου και του μη μεταλλικού άνθρακα) έχουν παρόμοιες ιδιότητες.

Τα μικρά παιδιά κάνουν πολύ συχνά ενδιαφέρουσες ερωτήσεις στους ενήλικες και δεν μπορούν πάντα να τις απαντήσουν αμέσως. Για να μην φανείτε ανόητο στο παιδί σας, σας συνιστούμε να εξοικειωθείτε με μια πλήρη και λεπτομερή, τεκμηριωμένη απάντηση σχετικά με την άνωση του πάγου. Άλλωστε, επιπλέει, δεν πνίγεται. Γιατί συμβαίνει αυτό?

Πώς να εξηγήσετε σύνθετες φυσικές διεργασίες σε ένα παιδί;

Το πρώτο πράγμα που έρχεται στο μυαλό είναι η πυκνότητα. Ναι, στην πραγματικότητα, ο πάγος επιπλέει επειδή είναι λιγότερο πυκνός από . Πώς όμως να εξηγήσετε σε ένα παιδί τι είναι η πυκνότητα; Κανείς δεν είναι υποχρεωμένος να του πει το σχολικό πρόγραμμα, αλλά είναι πολύ πιθανό να τα συνοψίσουμε όλα σε αυτό που είναι. Άλλωστε, στην πραγματικότητα, ο ίδιος όγκος νερού και πάγου έχει διαφορετικά βάρη. Αν μελετήσουμε το πρόβλημα με περισσότερες λεπτομέρειες, μπορούμε να εκφράσουμε αρκετούς άλλους λόγους εκτός από την πυκνότητα.
όχι μόνο επειδή η μειωμένη πυκνότητά του το εμποδίζει να βυθιστεί χαμηλότερα. Ο λόγος είναι επίσης ότι μικρές φυσαλίδες αέρα παγώνουν στον πάγο. Μειώνουν επίσης την πυκνότητα και επομένως, γενικά, αποδεικνύεται ότι το βάρος της πλάκας πάγου γίνεται ακόμη μικρότερο. Όταν ο πάγος διαστέλλεται, δεν παίρνει περισσότερο αέρα, αλλά όλες εκείνες οι φυσαλίδες που βρίσκονται ήδη μέσα σε αυτό το στρώμα παραμένουν εκεί μέχρι ο πάγος να αρχίσει να λιώνει ή να εξαχνώνεται.

Διεξαγωγή πειράματος για τη δύναμη διαστολής του νερού

Αλλά πώς μπορείτε να αποδείξετε ότι ο πάγος στην πραγματικότητα διαστέλλεται; Άλλωστε, το νερό μπορεί επίσης να διαστέλλεται, οπότε πώς μπορεί να αποδειχθεί αυτό υπό τεχνητές συνθήκες; Μπορείτε να κάνετε ένα ενδιαφέρον και πολύ απλό πείραμα. Για να το κάνετε αυτό θα χρειαστείτε ένα ποτήρι από πλαστικό ή χαρτόνι και νερό. Η ποσότητα δεν χρειάζεται να είναι μεγάλη, δεν χρειάζεται να γεμίσετε το ποτήρι. Επίσης, ιδανικά χρειάζεστε θερμοκρασία περίπου -8 βαθμούς ή χαμηλότερη. Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, η εμπειρία θα διαρκέσει αδικαιολόγητα πολύ.
Έτσι, χύνεται νερό μέσα, πρέπει να περιμένουμε να σχηματιστεί πάγος. Δεδομένου ότι επιλέξαμε τη βέλτιστη θερμοκρασία στην οποία ένας μικρός όγκος υγρού θα μετατραπεί σε πάγο μέσα σε δύο έως τρεις ώρες, μπορείτε να πάτε με ασφάλεια στο σπίτι και να περιμένετε. Πρέπει να περιμένετε μέχρι όλο το νερό να μετατραπεί σε πάγο. Μετά από λίγο καιρό κοιτάμε το αποτέλεσμα. Ένα φλιτζάνι που έχει παραμορφωθεί ή σκιστεί από πάγο είναι εγγυημένο. Σε χαμηλότερη θερμοκρασία, τα εφέ φαίνονται πιο εντυπωσιακά και το ίδιο το πείραμα απαιτεί λιγότερο χρόνο.

Αρνητικές επιπτώσεις

Αποδεικνύεται ότι ένα απλό πείραμα επιβεβαιώνει ότι τα μπλοκ πάγου διαστέλλονται πραγματικά όταν μειώνεται η θερμοκρασία και ο όγκος του νερού αυξάνεται εύκολα όταν παγώνει. Κατά κανόνα, αυτό το χαρακτηριστικό προκαλεί πολλά προβλήματα στους ξεχασιάρηδες: ένα μπουκάλι σαμπάνιας που μένει στο μπαλκόνι για πολλή ώρα την παραμονή της Πρωτοχρονιάς σπάει λόγω έκθεσης στον πάγο. Δεδομένου ότι η δύναμη διαστολής είναι πολύ μεγάλη, δεν μπορεί να επηρεαστεί με κανέναν τρόπο. Λοιπόν, όσον αφορά την άνωση των τεμαχίων πάγου, δεν υπάρχει τίποτα να αποδειχθεί εδώ. Οι πιο περίεργοι μπορούν εύκολα να πραγματοποιήσουν μόνοι τους ένα παρόμοιο πείραμα την άνοιξη ή το φθινόπωρο, προσπαθώντας να πνίξουν κομμάτια πάγου σε μια μεγάλη λακκούβα.

Σχεδόν το ένα δέκατο της επιφάνειας της γης είναι μόνιμα καλυμμένο με πάγο. Περίπου το 90 τοις εκατό αυτής της ποσότητας προέρχεται από τα στρώματα πάγου της Ανταρκτικής και της Γροιλανδίας. Το υπόλοιπο 10 τοις εκατό «ανήκει» σε ορεινούς παγετώνες. Είναι ενδιαφέρον ότι η κάλυψη της Ανταρκτικής είναι 1,5 φορές μεγαλύτερη από αυτή των Ηνωμένων Πολιτειών και υπάρχει 9 φορές περισσότερος πάγος εδώ από ό,τι στις παγωμένες εκτάσεις της Γροιλανδίας.

Οι κάτοικοι των βόρειων περιοχών χρησιμοποιούν τον πάγο ως πόσιμο νερό. Είναι ενδιαφέρον ότι όταν το θαλασσινό νερό παγώνει, περιέχει ελάχιστη περιεκτικότητα σε αλάτι. Επομένως, ο λιωμένος πάγος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί από κατοίκους των βόρειων θαλάσσιων νησιών ή των πολικών περιοχών, για παράδειγμα των Εσκιμώων.

Όπως είναι φυσικό, στις βόρειες περιοχές, όπου δεν υπάρχουν δάση, ο πάγος βρίσκει επίσης τη δεύτερη χρήση του - για την κατασκευή σπιτιών. Εξωτερικά, μια τέτοια κατοικία (ονομάζονται ιγκλού) μοιάζει με ένα ημισφαιρικό μπολ γυρισμένο ανάποδα. Είναι κατασκευασμένο από μεγάλα κομμάτια πάγου. Μπαίνουν στο ιγκλού από μια μικρή προέκταση - ένα κουβούκλιο. Ο πάγος έχει αρκετά χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και επομένως το εσωτερικό του ιγκλού γίνεται γρήγορα πιο ζεστό από το εξωτερικό.

Οι εξερευνητές της Αρκτικής, που ήταν οι πρώτοι που είδαν τέτοιες καλύβες πάγου, εξεπλάγησαν ότι με παγετό τριάντα βαθμών έξω, η θερμοκρασία μέσα στο ιγκλού ήταν περίπου μηδέν. Τα ιγκλού ήταν κοινά μεταξύ των Εσκιμώων της Βόρειας Αμερικής και της Γροιλανδίας.

Χρησιμοποιώντας τέτοιες κατοικίες, οι Εσκιμώοι μπορούσαν να ταξιδέψουν ελεύθερα σε μεγάλες αποστάσεις στον πάγο ενώ κυνηγούσαν. Η εμπειρία των Εσκιμώων υιοθετήθηκε από επιστήμονες που εργάζονται σε πολικούς σταθμούς. Ήδη στον πρώτο σταθμό του Βόρειου Πόλου εγκαταστάθηκε ένας ραδιοφωνικός σταθμός στο σπίτι του πάγου.

Η μελέτη του πάγου είναι πολύ σημαντική: οι απολιθωμένοι πάγοι που διατηρούνται σε παγετώνες ψηλών βουνών και στα βάθη της Ανταρκτικής αποτελούν ένα είδος χρονικού μακρινών εποχών. Η ηλικία τους είναι εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια.

Το γεγονός είναι ότι το χιόνι που πέφτει στην επιφάνεια του παγετώνα μετατρέπεται σταδιακά σε firn - χαλαρό, κοκκώδη πάγο με πολύ αέρα. Σταδιακά, το έλατο γίνεται πιο πυκνό και σχηματίζει πάγο, στον οποίο παραμένουν μικροσκοπικές φυσαλίδες. Οι επιστήμονες τα εξάγουν με διάτρηση στον παγετώνα και τα μελετούν σε εργαστήρια.

Αναλύοντας τον αέρα του μακρινού παρελθόντος, οι επιστήμονες μαθαίνουν πώς ήταν ο καιρός στη Γη, από πού έπνεαν οι άνεμοι και τι είδους σκόνη κουβαλούσαν μαζί τους. Από απολιθωμένο πάγο οι επιστήμονες έμαθαν ότι δεν υπήρχε ένας, αλλά δύο μεγάλοι παγετώνες στη Γη και ότι συνέβησαν τα τελευταία 220 χιλιάδες χρόνια.

Πώς το νερό μετατρέπεται σε πάγο;

Ας δούμε πώς το νερό σε μια λίμνη μετατρέπεται σε πάγο. Καθώς ο αέρας ψύχεται, ψύχει το ανώτερο στρώμα του νερού. Το ανώτερο κρύο στρώμα νερού γίνεται βαρύτερο από το θερμό κάτω στρώμα και βυθίζεται. Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται μέχρι να κρυώσει όλο το νερό της λίμνης σε θερμοκρασία περίπου 4°C.

Όμως η θερμοκρασία του αέρα πέφτει! Όταν τα ανώτερα στρώματα του νερού κρυώσουν σε θερμοκρασία κάτω των 4° C, παραμένουν στην επιφάνεια. Το γεγονός είναι ότι το νερό, που ψύχεται σε θερμοκρασία κάτω από 4° C, ουσιαστικά γίνεται πιο ελαφρύ!

Έτσι, τα ανώτερα στρώματα νερού είναι έτοιμα να παγώσουν. Όταν η θερμοκρασία παραμένει στο ή κάτω από το σημείο πήξης των 0°C, αρχίζουν να σχηματίζονται μικροσκοπικοί κρύσταλλοι.

Κάθε τέτοιος κρύσταλλος έχει έξι ακτίνες. Όταν συνδυάζονται, σχηματίζουν πάγο και σύντομα σχηματίζεται μια κρούστα πάγου στην επιφάνεια του νερού. Άλλοτε ο πάγος είναι διάφανος, άλλοτε όχι. Γιατί; Το γεγονός είναι ότι όταν παγώνουν σταγονίδια νερού, απελευθερώνονται μικροσκοπικές φυσαλίδες αέρα. Κολλάνε στις ακτίνες των κρυστάλλων πάγου. Όσο περισσότεροι κρύσταλλοι πάγου σχηματίζονται, τόσο περισσότερες φυσαλίδες αέρα υπάρχουν—αυτός είναι ο αδιαφανής πάγος.

Εάν το νερό κάτω από τον πάγο κινείται, οι φυσαλίδες αέρα συγκεντρώνονται και σχηματίζεται καθαρός πάγος.

Το νερό, όπως και κάποιες άλλες ουσίες, δεν μειώνει τον όγκο του κατά τη μετάβαση από την υγρή στη στερεή κατάσταση. Όταν το νερό παγώνει, διαστέλλεται κατά το ένα ένατο του όγκου του, που σημαίνει ότι όταν παγώνουν εννέα λίτρα νερού, παίρνετε δέκα λίτρα στερεού πάγου! Όταν τα καλοριφέρ αυτοκινήτων και οι σωλήνες νερού σκάνε το χειμώνα, είναι επειδή το νερό παγώνει και διαστέλλεται σε όγκο!

Είναι, κατά κανόνα, εντελώς ακατανόητο για τον μέσο άνθρωπο τι κάνουν αυτοί οι άνθρωποι.
άνθρωποι εκεί, «στην κορυφή της Γης», σε συνθήκες ακραίων παγετών, πολικής νύχτας,
πάνω σε μια πλάκα πάγου που θα μπορούσε να σπάσει ανά πάσα στιγμή, και χωρίς τη συνηθισμένη άνεση
σύγχρονος πολιτισμός. Όταν ζήτησα να μιλήσω για επιστημονικά
Έρευνα για έναν πόλο πάγου στον αναπληρωτή επικεφαλής του SP-36 για την επιστήμη, Βλαντιμίρ
Ο Τσουρούν, είπε σκεφτικός απαντώντας: «Ξέρεις, ούτε κι εμένα θα με πείραζε να το μάθω
σχετικά με αυτό!"

Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να εξερευνήσετε την Αρκτική. Αυτόματα επιστημονικά συγκροτήματα - μετεωρολογικοί και ωκεανογραφικοί σταθμοί, σημαδούρες ισορροπίας μάζας, που παγώνουν στον πάγο και καθιστούν δυνατό τον προσδιορισμό της αύξησης ή της αλλαγής της μάζας του καλύμματος πάγου (παρεμπιπτόντως, ένας τέτοιος σημαντήρας λειτουργεί στο SP-37) - διευκολύνουν σημαντικά τη συλλογή δεδομένων, αλλά έχουν τους περιορισμούς τους. Φυσικά, θα ήταν δελεαστικό να καθίσετε στο γραφείο ενώ τα δεδομένα φτάνουν μέσω δορυφορικών επικοινωνιών από ένα σύστημα, για παράδειγμα, αυτόματους υδρολογικούς σταθμούς - αγκυροβόληση ή παρασυρόμενοι σημαντήρες. Αλλά σε ένα χρόνο, περισσότερο από το 50% τέτοιων (πολύ ακριβών) σημαδούρων συνήθως χάνονται - σε αυτήν την περιοχή, οι συνθήκες εργασίας είναι αρκετά δύσκολες ακόμη και για εξοπλισμό που έχει σχεδιαστεί ειδικά για αυτό λόγω της δυναμικής των πεδίων πάγου (χαμπάρι, συμπίεση).

Ένας άλλος τρόπος απόκτησης επιστημονικών δεδομένων είναι μέσω της τηλεπισκόπησης της Γης. Οι επιστημονικοί δορυφόροι (δυστυχώς, όχι οι ρωσικοί) καθιστούν δυνατή τη λήψη πληροφοριών σχετικά με τις συνθήκες πάγου στο ορατό, το υπέρυθρο, το ραντάρ και το φάσμα μικροκυμάτων. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιούνται κυρίως για εφαρμοσμένους σκοπούς: για καθοδήγηση πλοίων, για αναζήτηση κατάλληλων πλακών πάγου για παρασυρόμενους σταθμούς. στους ίδιους τους σταθμούς drifting, βοηθούν στην εργασία - για παράδειγμα, στο SP-36 χρησιμοποιήθηκαν για τον εντοπισμό μιας τοποθεσίας κατάλληλης για την κατασκευή ενός διαδρόμου. Ωστόσο, οι δορυφορικές πληροφορίες πρέπει να επαληθεύονται συγκρίνοντάς τις με πραγματικές παρατηρήσεις - το πάχος του πάγου που μετράται άμεσα, η ηλικία του (δεν είναι ακόμη δυνατό να μετρηθούν απευθείας αυτά τα δεδομένα από δορυφόρο).

Επιστημονικοί σταθμοί (που ήδη κατοικούνται) μπορούν επίσης να τοποθετηθούν με κατάψυξη πλοίων σε πάγο (αυτή η μέθοδος δοκιμάστηκε από τον Fridtjof Nansen). Κατά καιρούς, τέτοια έργα εκτελούνται, όπως το γαλλικό γιοτ Tara ή το αμερικανικό-καναδικό έργο SHEBA που περιλαμβάνει ένα πλοίο που παρασύρεται στη Θάλασσα Μποφόρ. Ανάλογο έργο εξετάστηκε και για το πυρηνικό παγοθραυστικό Arktika, αλλά τελικά εγκαταλείφθηκε για διάφορους λόγους. Ωστόσο, τα κατεψυγμένα πλοία παρέχουν μόνο μια καλή βάση για τη ζωή του επιστημονικού προσωπικού και τον ενεργειακό εφοδιασμό του επιστημονικού συγκροτήματος. Για τη συλλογή επιστημονικών δεδομένων, οι άνθρωποι θα πρέπει ακόμα να πάνε στον πάγο για να αποκλείσουν εξωτερικές επιρροές. Επιπλέον, η κατάψυξη πλοίων είναι ακριβή (και αποσπά την προσοχή των πλοίων από την κύρια εργασία τους).


«Κατά τη γνώμη μου, ο παρασυρόμενος πάγος είναι μια φυσική πλατφόρμα που φέρει φορτίο, η πιο βέλτιστη τόσο για τη φιλοξενία ενός επιστημονικού συγκροτήματος όσο και για τη διαμονή των ανθρώπων», λέει ο Vladimir Churun. «Σας επιτρέπει να παρασύρεστε για μεγάλο χρονικό διάστημα και να αποκτάτε καθαρά επιστημονικά δεδομένα χωρίς καμία εξωτερική επιρροή. Φυσικά, οι άνθρωποι στον πάγο στερούνται κάποια άνεση, αλλά στο όνομα της επιστήμης πρέπει να το ανεχτούμε. Φυσικά, η απόκτηση επιστημονικών δεδομένων πρέπει να πραγματοποιείται με ολοκληρωμένο τρόπο, χρησιμοποιώντας όλα τα διαθέσιμα μέσα - σταθμούς παρασύρσεως, αεροπορικές αποστολές, δορυφορική παρατήρηση, αυτόματους σημαδούρες και επιστημονικά σκάφη αποστολής».

«Το επιστημονικό πρόγραμμα του SP-36 ήταν αρκετά εκτεταμένο και επιτυχημένο», εξηγεί ο Vladimir Churun ​​στο Popular Mechanics. «Περιλάμβανε μετεωρολογικές, αερολογικές και υδρολογικές παρατηρήσεις, καθώς και μελέτες των ιδιοτήτων του πάγου και του χιονιού. Όμως, η έρευνα που σχετίζεται με την ιονόσφαιρα και το μαγνητικό πεδίο της Γης, η οποία έλαβε μεγάλη προσοχή σε παρασυρόμενους σταθμούς στη σοβιετική εποχή, έχει πλέον μεταφερθεί σε σταθερούς πολικούς σταθμούς στην ηπειρωτική χώρα και στα νησιά».

Αέρας

Η έναρξη των εργασιών του σταθμού δεν σηματοδοτείται από την επίσημη στιγμή της ύψωσης της ρωσικής σημαίας πάνω από την αποθήκη. Επισήμως, ο παρασυρόμενος σταθμός ξεκινά τις εργασίες του από τη στιγμή που διαβιβάζεται το πρώτο δελτίο καιρού στο AARI και από εκεί στο παγκόσμιο μετεωρολογικό δίκτυο. Δεδομένου ότι, όπως γνωρίζουμε, «η Αρκτική είναι η κουζίνα του καιρού», αυτά τα δεδομένα παρέχουν στους μετεωρολόγους εξαιρετικά πολύτιμες πληροφορίες. Η μελέτη προφίλ βαρικής (πίεση, ταχύτητα και κατεύθυνση ανέμου σε διάφορα υψόμετρα) και θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας με τη χρήση ανιχνευτών έως και 30 km χρησιμοποιείται όχι μόνο για πρόβλεψη καιρού - αυτά τα δεδομένα μπορούν αργότερα να χρησιμοποιηθούν για θεμελιώδεις επιστημονικούς σκοπούς, όπως ως βελτιωτικά μοντέλα ατμοσφαιρικής φυσικής και για εφαρμοσμένα - για παράδειγμα, υποστήριξη πτήσεων αεροσκαφών. Υπεύθυνοι για όλα αυτά τα δεδομένα είναι οι μετεωρολόγοι και οι αερολόγοι.

Το έργο ενός μετεωρολόγου μπορεί να φαίνεται απλό - παίρνει μετεωρολογικά δεδομένα και τα στέλνει στο Roshydromet. Για να γίνει αυτό, ένα σύνολο αισθητήρων βρίσκεται σε έναν μετεωρολογικό ιστό 10 μέτρων που μετρά την ταχύτητα και την κατεύθυνση του ανέμου, τη θερμοκρασία και την υγρασία, την ορατότητα και την πίεση. Όλες οι πληροφορίες, συμπεριλαμβανομένων των απομακρυσμένων αισθητήρων (θερμοκρασία χιονιού και πάγου, ένταση ηλιακής ακτινοβολίας), ρέουν στον μετεωρολογικό σταθμό. Παρόλο που τα δεδομένα λαμβάνονται από τον σταθμό εξ αποστάσεως, δεν είναι πάντα δυνατή η πραγματοποίηση μετρήσεων χωρίς να μεταβείτε στον μετεωρολογικό χώρο. «Τα κύπελλα των ανεμομέτρων και η ακτινοπροστασία του θαλάμου καιρού, όπου βρίσκονται οι αισθητήρες θερμοκρασίας και υγρασίας, παγώνουν, πρέπει να καθαριστούν από τον παγετό (για πρόσβαση στην κορυφή του ιστού, ο τελευταίος είναι «θραυσμένος» ), εξηγεί ο μετεωρολόγος μηχανικός του SP-36 Ilya Bobkov.- A Κατά τη διάρκεια της περιόδου τήξης, τα σχοινιά τύπου πρέπει να ενισχύονται συνεχώς για να διατηρηθεί ο ιστός σταθερός. Επιπλέον, ο σταθμός δεν έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε τόσο έντονες συνθήκες παγετού, κάτω από -40°C, έτσι εγκαταστήσαμε μια συσκευή θέρμανσης εκεί - μια κανονική λάμπα πυρακτώσεως 40 watt. Φυσικά, υπάρχουν σταθμοί σχεδιασμένοι για τόσο χαμηλές θερμοκρασίες, αλλά είναι λιγότερο ακριβείς».

Πάνω από 10 m είναι η περιοχή εργασίας για τους αερολόγους. «Μελετούμε τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας χρησιμοποιώντας αερολογικούς ανιχνευτές», εξηγεί ο κορυφαίος αεροτεχνικός μηχανικός του SP-36 Sergei Ovchinnikov. - Ο καθετήρας είναι ένα κουτί βάρους 140 g, είναι προσαρτημένο σε ένα μπαλόνι - μια μπάλα με όγκο περίπου 1,5 m 3 γεμάτη με υδρογόνο, το οποίο παράγεται χημικά σε μια γεννήτρια αερίου υψηλής πίεσης - από σκόνη σιδηροπυριτίου, καυστική σόδα και νερό. Ο αισθητήρας διαθέτει ενσωματωμένο δέκτη GPS, πομπό τηλεμετρίας, καθώς και αισθητήρες θερμοκρασίας, πίεσης και υγρασίας. Κάθε δύο δευτερόλεπτα, ο καθετήρας μεταδίδει πληροφορίες μαζί με τις συντεταγμένες του σε έναν επίγειο σταθμό λήψης». Οι συντεταγμένες του καθετήρα καθιστούν δυνατό τον υπολογισμό της κίνησης, της ταχύτητας και της διεύθυνσης του ανέμου σε διάφορα υψόμετρα (το υψόμετρο προσδιορίζεται με βαρομετρική μέθοδο). Τα ηλεκτρονικά του καθετήρα τροφοδοτούνται από μια μπαταρία γεμάτη νερό, η οποία αρχικά διατηρείται στο νερό για αρκετά λεπτά (τα σωσίβια με φάρους έκτακτης ανάγκης είναι εξοπλισμένα με παρόμοιες πηγές ενέργειας).

«Οι ανιχνευτές εκτοξεύονται κάθε μέρα στις 0 και στις 12:00 GMT, εάν οι καιρικές συνθήκες το επιτρέπουν σε ισχυρούς ανέμους, ο ανιχνευτής απλώς «καρφώνει» στο έδαφος. Σε λιγότερο από ένα χρόνο, πραγματοποιήθηκαν 640 απελευθερώσεις, λέει ο Sergei Ovchinnikov «Το μέσο ύψος ανάβασης ήταν 28.770 m, η μέγιστη ταχύτητα ανόδου του καθετήρα ήταν περίπου 300 m ανά λεπτό, οπότε έφτασε στο μέγιστο ύψος του σε περίπου ένα μιάμιση ώρα, το μπαλόνι καθώς ο ανελκυστήρας φουσκώνει, και μετά σκάει, και ο καθετήρας πέφτει στο έδαφος. Είναι αλήθεια ότι είναι σχεδόν αδύνατο να το βρεις, επομένως η συσκευή είναι μίας χρήσης, αν και ακριβή».

Νερό

«Η κύρια έμφαση στη δουλειά μας είναι στη μέτρηση των παραμέτρων ρεύματος, καθώς και στη θερμοκρασία, την ηλεκτρική αγωγιμότητα και την πυκνότητα του νερού», λέει ο ωκεανολόγος SP-36 Sergei Kuzmin «Τα τελευταία χρόνια, ο στόλος των οργάνων έχει ενημερωθεί σημαντικά και τώρα μπορούμε να λάβουμε αποτελέσματα με υψηλή ακρίβεια που αντιστοιχεί σε παγκόσμιο επίπεδο. Τώρα χρησιμοποιούμε όργανα διαμόρφωσης προφίλ που μας επιτρέπουν να μετράμε την ταχύτητα ροής χρησιμοποιώντας το εγκάρσιο φαινόμενο Doppler σε πολλά στρώματα.

«Μελετήσαμε κυρίως τα ρεύματα του Ατλαντικού, το ανώτερο όριο των οποίων βρίσκεται σε βάθος 180-220 m και ο πυρήνας - 270-400 m. Εκτός από τη μελέτη των ρευμάτων, παρασχέθηκε μια καθημερινή μελέτη της στήλης του νερού με τη χρήση ενός καθετήρα που μετρούσε την ηλεκτρική αγωγιμότητα και τη θερμοκρασία κάθε έξι ημέρες, πραγματοποιήθηκαν μελέτες σε βάθος έως και 1000 m για να «συλλάβουν» τα νερά του Ατλαντικού και μία φορά την εβδομάδα ο καθετήρας χαμήλωνε σε όλο το μέγιστο μήκος του καλωδίου - 3400 m για να μελετήσει τα βαθιά στρώματα της θάλασσας. «Σε ορισμένες περιοχές», εξηγεί ο Σεργκέι Κουζμίν, «μπορεί να παρατηρηθεί ένα γεωθερμικό φαινόμενο σε βαθιά στρώματα».

Το έργο των ωκεανολόγων στο SP-36 περιελάμβανε επίσης τη συλλογή δειγμάτων για μετέπειτα ανάλυση από υδροχημιστές. «Τρεις φορές κατά τη διάρκεια του χειμώνα - την άνοιξη, το καλοκαίρι και το φθινόπωρο - πήραμε έναν πυρήνα πάγου, ο οποίος στη συνέχεια έλιωσε σε θερμοκρασία δωματίου, το νερό που προέκυψε πέρασε από ένα φίλτρο και στη συνέχεια καταψύχθηκε ξανά», λέει ο Σεργκέι. - Τόσο το φίλτρο όσο και ο πάγος συσκευάστηκαν ειδικά για μεταγενέστερη ανάλυση. Με τον ίδιο τρόπο συλλέχθηκαν δείγματα χιονιού και νερό υποπαγετώνων. Δείγματα αέρα ελήφθησαν επίσης με τη χρήση αναρροφητή, ο οποίος αντλούσε αέρα μέσω πολλών φίλτρων που συγκρατούσαν τα μικρότερα σωματίδια. Προηγουμένως, με αυτόν τον τρόπο ήταν δυνατό, για παράδειγμα, να ανιχνευθεί γύρη ορισμένων φυτικών ειδών που πετά στις πολικές περιοχές από τον Καναδά και τη ρωσική τάιγκα».

Γιατί να μελετήσετε τα ρεύματα; «Συγκρίνοντας με τα δεδομένα που συσσωρεύτηκαν τα προηγούμενα χρόνια, μπορούν να προσδιοριστούν οι τάσεις του κλίματος», απαντά ο Σεργκέι. «Μια τέτοια ανάλυση θα καταστήσει δυνατή την κατανόηση, για παράδειγμα, τη συμπεριφορά του πάγου στον Αρκτικό Ωκεανό, η οποία είναι εξαιρετικά σημαντική όχι μόνο από θεμελιώδη άποψη, αλλά και από καθαρά εφαρμοσμένη άποψη - για παράδειγμα, όταν ανάπτυξη των φυσικών πόρων της Αρκτικής».

Χιόνι

Το πρόγραμμα ειδικής μετεωρολογικής έρευνας περιλάμβανε πολλές ενότητες. Μελετήθηκαν η δομή του καλύμματος του χιονιού και του πάγου, οι θερμοφυσικές του ιδιότητες και οι ιδιότητες της ακτινοβολίας - δηλαδή πώς αντανακλά και απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία. «Το γεγονός είναι ότι το χιόνι έχει υψηλή ανακλαστικότητα και σύμφωνα με αυτό το χαρακτηριστικό, για παράδειγμα σε δορυφορικές εικόνες, μοιάζει πολύ με ένα στρώμα σύννεφων», εξηγεί ο μετεωρολόγος Sergei Shutilin. - Ειδικά τον χειμώνα, που η θερμοκρασία και στα δύο μέρη είναι αρκετές δεκάδες βαθμούς κάτω από το μηδέν. Μελέτησα τις θερμοφυσικές ιδιότητες του χιονιού ανάλογα με τη θερμοκρασία, τον άνεμο, τη συννεφιά και την ηλιακή ακτινοβολία». Μετρήθηκε επίσης η διείσδυση της ηλιακής ακτινοβολίας (φυσικά, κατά τη διάρκεια της πολικής ημέρας) μέσω του χιονιού και του πάγου σε διάφορα βάθη (συμπεριλαμβανομένου του νερού). Μελετήθηκαν επίσης η μορφολογία του χιονιού και οι θερμοφυσικές του ιδιότητες - θερμοκρασία σε διάφορα βάθη, πυκνότητα, πορώδες και κλασματική σύνθεση κρυστάλλων σε διάφορα στρώματα. Αυτά τα δεδομένα, μαζί με τα χαρακτηριστικά ακτινοβολίας, θα βοηθήσουν στην αποσαφήνιση της περιγραφής της κάλυψης του χιονιού και του πάγου σε μοντέλα διαφόρων επιπέδων - τόσο σε παγκόσμια όσο και σε περιφερειακά κλιματικά μοντέλα.

Κατά τη διάρκεια της πολικής ημέρας, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις της υπεριώδους ακτινοβολίας που έφτανε στην επιφάνεια της Γης και κατά τη διάρκεια της πολικής νύχτας, χρησιμοποιήθηκαν αναλυτές αερίων για τη μελέτη των συγκεντρώσεων διοξειδίου του άνθρακα, όζοντος στο επίπεδο του εδάφους και μεθανίου, εκπομπές των οποίων στην Αρκτική είναι προφανώς συνδέονται με γεωλογικές διεργασίες. Χρησιμοποιώντας έναν ειδικό αναλυτή αερίων, ήταν επίσης δυνατό να ληφθούν, σύμφωνα με τον Sergei Shutilin, μοναδικά δεδομένα σχετικά με τη ροή του διοξειδίου του άνθρακα και των υδρατμών μέσω της επιφάνειας του χιονιού και του πάγου: «Προηγουμένως, υπήρχε ένα μοντέλο σύμφωνα με το οποίο λιωμένο νερό από η ακτή έπεσε στον ωκεανό, ο ωκεανός καλύφθηκε με πάγο και κάτω από αυτόν πραγματοποιήθηκαν αναερόβιες διεργασίες. Και αφού η επιφάνεια απελευθερώθηκε από τον πάγο, μια ροή διοξειδίου του άνθρακα εισήλθε στην ατμόσφαιρα. Ανακαλύψαμε ότι η ροή πηγαίνει προς την αντίθετη κατεύθυνση: όταν δεν υπάρχει πάγος, πηγαίνει στον ωκεανό και όταν υπάρχει πάγος, πηγαίνει στην ατμόσφαιρα! Ωστόσο, αυτό μπορεί επίσης να εξαρτάται από την περιοχή - για παράδειγμα, οι μετρήσεις στο SP-35, το οποίο παρέσυρε πιο κοντά στο νότο και στις θάλασσες στο ανατολικό ημισφαίριο, συνάδουν με την παραπάνω υπόθεση. Χρειάζεται λοιπόν περισσότερη έρευνα».

Ο πάγος δέχεται τώρα τη μεγαλύτερη προσοχή, γιατί είναι σαφής δείκτης των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στην Αρκτική. Επομένως, η μελέτη του είναι εξαιρετικά σημαντική. Πρώτα απ 'όλα, αυτή είναι μια εκτίμηση της ισορροπίας μάζας πάγου. Λιώνει το καλοκαίρι και αναπτύσσεται το χειμώνα, επομένως οι τακτικές μετρήσεις του πάχους του χρησιμοποιώντας ράβδους μέτρησης σε καθορισμένο σημείο καθιστούν δυνατή την εκτίμηση του ρυθμού τήξης ή ανάπτυξης του πάγου, και αυτά τα δεδομένα μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση διαφόρων μοντέλα πολυετούς σχηματισμού πάγου. «Στο SP-36, ο χώρος υγειονομικής ταφής καταλάμβανε έκταση 80x100 m και από τον Οκτώβριο έως τον Μάιο αναπτύχθηκαν 8.400 τόνοι πάγου», λέει ο Vladimir Churun. «Μπορείτε να φανταστείτε πόσος πάγος έχει μεγαλώσει σε ολόκληρο τον πάγο με διαστάσεις 5x6 km!»

«Πήραμε επίσης αρκετούς πυρήνες μικρών και μεγάλων πάγου, οι οποίοι θα μελετηθούν στο AARI - χημική σύνθεση, μηχανικές ιδιότητες, μορφολογία», λέει ο ερευνητής του πάγου SP-36 Nikita Kuznetsov. «Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση διαφόρων κλιματικών μοντέλων και επίσης, για παράδειγμα, για μηχανικούς σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής παγοθραυστικών».

Επιπλέον, στο SP-36, πραγματοποιήθηκαν μελέτες σχετικά με τις διεργασίες διέλευσης διαφόρων κυμάτων στον θαλάσσιο πάγο: κύματα που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια συγκρούσεων πλεύκων πάγου, καθώς και εκείνα που περνούν από το θαλάσσιο περιβάλλον στον πάγο. Αυτά τα δεδομένα καταγράφονται με χρήση σεισμομέτρων υψηλής ευαισθησίας και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για εφαρμοσμένα μοντέλα αλληλεπίδρασης πάγου με στερεά. Σύμφωνα με τον κορυφαίο μηχανικό-ερευνητή πάγου του SP-36, Leonid Panov, αυτό καθιστά δυνατή την αξιολόγηση των φορτίων σε διάφορες κατασκευές μηχανικής - πλοία, πλατφόρμες γεώτρησης κ.λπ. - από την άποψη της αντοχής στον πάγο: «Γνωρίζοντας τα χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης του πάγου με τα κύματα, είναι δυνατό να υπολογιστούν οι ιδιότητες αντοχής του πάγου, που σημαίνει να προβλέψουμε ακριβώς πού θα σπάσει. Τέτοιες μέθοδοι θα καταστήσουν δυνατή την εξ αποστάσεως ανίχνευση της διέλευσης ρωγμών και σκασίματος σε επικίνδυνες περιοχές, για παράδειγμα, κοντά σε αγωγούς πετρελαίου και φυσικού αερίου».

Όχι θέρετρο

Όταν ρώτησα τον Βλαντιμίρ πώς ένιωθε η παγκόσμια κλιματική αλλαγή (δηλαδή η υπερθέρμανση του πλανήτη) ενώ δούλευε στον παρασυρόμενο σταθμό, χαμογέλασε μόνο ως απάντηση: «Φυσικά, η περιοχή του πάγου και το πάχος του στην Αρκτική έχουν μειωθεί - αυτό είναι ένα καλά καταγεγραμμένο επιστημονικό γεγονός. Αλλά σε έναν παρασυρόμενο σταθμό, στον τοπικό χώρο του πάγου, η υπερθέρμανση του πλανήτη δεν γίνεται καθόλου αισθητή. Συγκεκριμένα, κατά τη φετινή χειμερινή περίοδο καταγράψαμε την ελάχιστη θερμοκρασία τα τελευταία δέκα χρόνια (-47,3°C). Ο άνεμος δεν ήταν πολύ δυνατός - οι μέγιστες ριπές ήταν 19,4 m/s. Αλλά συνολικά ο χειμώνας από τον Φεβρουάριο έως τον Απρίλιο ήταν πολύ κρύος. Έτσι, παρά την υπερθέρμανση του πλανήτη, η Αρκτική δεν έχει γίνει πιο ζεστή, πιο άνετη ή πιο άνετη. Είναι ακόμα το ίδιο κρύο εδώ, οι κρύοι άνεμοι φυσούν ακόμα, ο πάγος είναι ακόμα ο ίδιος παντού. Και δεν υπάρχει ακόμη ελπίδα ότι η Τσουκότκα θα γίνει σύντομα θέρετρο».

Ντμίτρι Μαμόντοφ.