Субантарктическая зона [1] — это регион в Южном полушарии , расположенный непосредственно к северу от Антарктического региона . Это примерно соответствует широте между 46° и 60° к югу от экватора . Субантарктический регион включает в себя множество островов в южных частях Атлантического , Индийского и Тихого океанов , особенно те, которые расположены к северу от Антарктической конвергенции . Субантарктические ледники , по определению, расположены на островах в пределах субантарктического региона. Все ледники, расположенные на континенте Антарктида , по определению считаются антарктическими ледниками .
Субантарктический регион состоит из двух географических зон и трех отдельных фронтов . Самая северная граница субантарктического региона — довольно плохо определенный Субтропический фронт (СТФ), также называемый Субтропической конвергенцией. К югу от СТФ находится географическая зона — Субантарктическая зона (САЗ). К югу от САЗ находится Субантарктический фронт (СФФ). К югу от СФФ находится еще одна морская зона, называемая Полярной фронтальной зоной (ПФЗ). САЗ и ПФЗ вместе образуют субантарктический регион. Самая южная граница ПФЗ (и, следовательно, южная граница субантарктического региона) — Антарктическая конвергенция, расположенная примерно в 200 километрах к югу от Антарктического полярного фронта (АПФ). [2]
Субантарктический фронт, расположенный между 48° ю.ш. и 58° ю.ш. в Индийском и Тихом океанах и между 42° ю.ш. и 48° ю.ш. в Атлантическом океане, определяет северную границу Антарктического циркумполярного течения (или АЦТ). [2] АЦТ является самым важным океаническим течением в Южном океане и единственным течением, которое полностью течет вокруг Земли. Протекая на восток через южные части Атлантического, Индийского и Тихого океанов, АЦТ связывает эти три в остальном отдельных океанических бассейна . Простираясь от поверхности моря до глубин 2000–4000 метров и имея ширину до 2000 километров, АЦТ переносит больше воды, чем любое другое океаническое течение. [3] АЦТ переносит до 150 свердрупов (150 миллионов кубических метров в секунду), что эквивалентно 150 объемам воды, протекающей во всех реках мира. [4] АЦЦ и глобальная термохалинная циркуляция оказывают сильное влияние на региональный и глобальный климат, а также на подводное биоразнообразие . [5]
Другим фактором, который вносит вклад в климат субантарктического региона, хотя и в гораздо меньшей степени, чем термохалинная циркуляция, является формирование антарктической донной воды (ABW) посредством галотермической динамики . Галотермическая циркуляция — это часть глобальной циркуляции океана, которая управляется глобальными градиентами плотности , создаваемыми поверхностным теплом и испарением .
Несколько различных водных масс сходятся в непосредственной близости от APF или Антарктической конвергенции (в частности, субантарктические поверхностные воды (Subantartic Mode Water или SAMW), антарктические поверхностные воды и антарктические промежуточные воды ). Эта конвергенция создает уникальную среду, известную своей очень высокой морской продуктивностью , особенно для антарктического криля . Из-за этого все земли и воды, расположенные к югу от Антарктической конвергенции, считаются принадлежащими Антарктике с климатологической , биологической и гидрологической точек зрения. [ необходима ссылка ] Однако в тексте Договора об Антарктике , статья VI («Район, охватываемый Договором»), говорится: «Положения настоящего Договора применяются к району к югу от 60° южной широты ». [6] Таким образом, Антарктида определяется с политической точки зрения как все земли и шельфовые ледники к югу от 60° южной широты.
Примерно между 46° и 50° к югу от экватора, в регионе, часто называемом Ревущие сороковые , находятся острова Крозе , острова Принс-Эдуард , остров Уэджер , острова Баунти , острова Снэрс , острова Кергелен , острова Антиподов и острова Окленд . География этих островов характеризуется тундрой, с некоторыми деревьями на островах Снэрс и островах Окленд. Все эти острова расположены вблизи Антарктической конвергенции (с островами Кергелен к югу от конвергенции) и по праву считаются субантарктическими островами.
Между 51° и 56° к югу от экватора Фолклендские острова , Исла-де-лос-Эстадос , острова Ильдефонсо , острова Диего-Рамирес и другие острова, связанные с Огненной Землей и мысом Горн , лежат к северу от Антарктической конвергенции в регионе, часто называемом Неистовыми пятидесятыми . В отличие от других субантарктических островов, на этих островах есть деревья , умеренные луга (в основном козелец ) и даже пахотные земли . На них также нет тундры и постоянного снега и льда на самых низких высотах. Несмотря на их более южное расположение, спорно, следует ли считать эти острова таковыми, поскольку их климат и география значительно отличаются от других субантарктических островов.
Между 52° и 57° к югу от экватора, группа островов Кэмпбелл , острова Херд и Макдональд , остров Буве , группа островов Южная Георгия , остров Маккуори и Южные Сандвичевы острова также расположены в Неистовых пятидесятых. География этих островов характеризуется тундрой, вечной мерзлотой и вулканами . Эти острова расположены близко или к югу от Антарктической конвергенции, но к северу от 60° южной широты (континентальная граница согласно Договору об Антарктике). [6] Поэтому, хотя некоторые из них расположены к югу от Антарктической конвергенции, их все равно следует считать субантарктическими островами в силу их расположения к северу от 60° южной широты. [ требуется ссылка ]
Расположенные между 60° и 69° к югу от экватора, в регионе, часто называемом Визжащими Шестидесятыми , Южные Оркнейские острова , Южные Шетландские острова , острова Баллени , остров Скотта и остров Петра I по праву считаются островами Антарктиды по следующим трем причинам:
В свете вышеизложенных соображений к субантарктическим островам следует отнести :
Это список ледников в субантарктическом регионе . Этот список включает одно снежное поле ( снежное поле Мюррея ). Снежные поля не являются ледниками в строгом смысле этого слова, но они обычно встречаются в зоне аккумуляции или голове ледника. [9] Для целей этого списка Антарктида определяется как любая широта южнее 60° (континентальная граница согласно Договору об Антарктике). [6]
Вместе субантарктическая вода (SAMW) и антарктическая промежуточная вода (AAIW) действуют как поглотитель углерода , поглощая атмосферный углекислый газ и сохраняя его в растворе. Если температура SAMW увеличится в результате изменения климата , у SAMW будет меньше возможностей для хранения растворенного углекислого газа. Исследования с использованием компьютерной модели климатической системы показывают, что если концентрация атмосферного углекислого газа увеличится до 860 ppm к 2100 году (примерно вдвое больше сегодняшней концентрации), плотность и соленость SAMW уменьшатся. Результирующее снижение субдукционной и транспортной способности водных масс SAMW и AAIW может потенциально снизить поглощение и хранение CO 2 в Южном океане. [10]
Антарктическая область и Антарктическое флористическое царство включают большую часть местной биоты субантарктических островов со многими эндемичными родами и видами флоры и фауны .
Физический ландшафт и биотические сообщества островов Херд и Макдональд постоянно меняются из-за вулканизма , сильных ветров и волн, а также изменения климата . Вулканическая активность наблюдается в этой области с середины 1980-х годов, со свежими потоками лавы на юго-западных склонах острова Херд. Спутниковые снимки показывают, что остров Макдональд увеличился в размерах примерно с 1 до 2,5 квадратных километров между 1994 и 2004 годами в результате вулканической активности. [11]
В дополнение к новым землям, созданным вулканизмом, глобальное потепление климата вызывает отступление ледников на островах ( см. раздел ниже ). Эти объединенные процессы создают новые свободные ото льда наземные и пресноводные экорегионы , такие как морены и лагуны , которые теперь доступны для колонизации растениями и животными. [11]
На острове Херд обитают огромные колонии пингвинов и буревестников , а также большие гаремы морских хищников, обитающих на суше, таких как морские слоны и морские котики . Из-за очень большого количества морских птиц и морских млекопитающих на острове Херд этот район считается «биологической горячей точкой». [11] Морская среда, окружающая острова, отличается разнообразными и отличительными бентосными местообитаниями , которые поддерживают целый ряд видов, включая кораллы , губки , усоногих раков и иглокожих . Эта морская среда также служит местом нагула для ряда рыб, включая некоторые виды, представляющие коммерческий интерес. [11]
Ледники в настоящее время отступают значительными темпами по всему южному полушарию. Что касается ледников Анд в Южной Америке , многочисленные доказательства были собраны в ходе продолжающихся исследований в Невадо-дель-Руис в Колумбии , [12] [13] ледниковой шапке Келькая и леднике Кори-Калис в Перу , [14] [15] ледниках Зонго, Чакалтайя и Чарквини в Боливии , [16] бассейне реки Аконкагуа в центральных чилийских Андах , [17] и на ледяных полях Северной Патагонии и Южной Патагонии . [18] [19] [20] Отступление ледников в Новой Зеландии [21] и Антарктиде также хорошо документировано.
Многие субантарктические ледники также отступают. Баланс массы значительно отрицательный на многих ледниках острова Кергелен, острова Херд, Южной Георгии и острова Буве. [22] [23]
Остров Херд — это сильно покрытый ледниками субантарктический вулканический остров , расположенный в Южном океане , примерно в 4000 километрах к юго-западу от Австралии . 80% острова покрыто льдом, ледники спускаются с высоты 2400 метров до уровня моря . [22] Из-за крутого рельефа острова Херд большинство его ледников относительно тонкие (в среднем всего около 55 метров в глубину). [23] Наличие ледников на острове Херд предоставляет прекрасную возможность для измерения скорости отступления ледников как индикатора изменения климата. [11]
Доступные записи не показывают явных изменений в балансе массы ледника между 1874 и 1929 годами. Между 1949 и 1954 годами были замечены заметные изменения в ледяных образованиях выше 5000 футов (1500 м) на юго-западных склонах Биг-Бена , возможно, в результате вулканической активности . К 1963 году значительное отступление было очевидно ниже 2000 футов (610 м) почти на всех ледниках, а незначительное отступление было очевидно вплоть до 5000 футов (1500 м). [24]
Отступление ледниковых фронтов на острове Херд становится очевидным при сравнении аэрофотоснимков, сделанных в декабре 1947 года, с теми, что были сделаны во время повторного визита в начале 1980 года. [22] [25] Отступление ледников острова Херд наиболее драматично в восточной части острова, где концы бывших приливных ледников теперь находятся в глубине острова. [22] Ледники на северном и западном побережьях значительно сузились, в то время как площадь ледников и ледяных шапок на полуострове Лоренс сократилась на 30% - 65%. [22] [23]
В период между 1947 и 1988 годами общая площадь ледников острова Херд сократилась на 11%, с 288 км 2 (примерно 79% от общей площади острова Херд) до всего лишь 257 км 2 . [23] Посещение острова весной 2000 года обнаружило, что ледники Стефенсона , Брауна и Баудисина , среди прочих, отступили еще больше. [23] [25] Конечная точка ледника Браун отступила примерно на 1,1 километра с 1950 года. [11] Общая площадь ледника Браун, покрытая льдом, по оценкам, сократилась примерно на 29% в период с 1947 по 2004 год. [25] Такая степень потери массы ледника согласуется с измеренным повышением температуры на +0,9 °C за этот промежуток времени. [25]
Прибрежные ледяные скалы ледников Браун и Стефенсон, которые в 1954 году были более 50 футов (15 м) в высоту, исчезли к 1963 году, когда ледники закончились на расстоянии 100 ярдов (91 м) от берега. [24] Ледник Баудиссин на северном побережье потерял не менее 100 вертикальных футов (30 вертикальных метров), а ледник Вахсел на западном побережье потерял не менее 200 вертикальных футов (61 вертикальный метр). [24] Ледник Уинстон , который отступил примерно на одну милю (1,6 км) между 1947 и 1963 годами, по-видимому, является очень чувствительным индикатором изменения ледников на острове. Молодые морены, обрамляющие лагуну Уинстон , показывают, что ледник Уинстон потерял не менее 300 вертикальных футов (91 вертикальный метр) льда в течение недавнего периода времени. [24]
Ледники полуострова Лоренс, максимальная высота которых составляет всего 500 м над уровнем моря, меньше и короче, чем большинство других ледников острова Херд, и поэтому гораздо более чувствительны к температурным эффектам. Соответственно, их общая площадь сократилась более чем на 30 процентов. Ледник Джека на восточном побережье полуострова Лоренс также продемонстрировал заметное отступление с 1955 года. [24] В начале 1950-х годов ледник Джека отступил лишь немного от своего положения в конце 1920-х годов, но к 1997 году он отступил примерно на 700 м назад от береговой линии. [22] [23] [26] [27]
Возможные причины отступления ледника на острове Херд включают в себя:
Австралийское антарктическое отделение провело экспедицию на остров Херд в течение южного лета 2003–04 годов. Небольшая группа ученых провела на острове два месяца, проводя исследования по биологии птиц и суши и гляциологии. Гляциологи провели дополнительные исследования ледника Браун, пытаясь определить, является ли отступление ледника быстрым или прерывистым. Используя портативный эхолот , группа провела измерения объема ледника. Мониторинг климатических условий продолжался с акцентом на влияние ветров фён на баланс массы ледника. [28] Основываясь на результатах этой экспедиции, скорость потери ледникового льда на острове Херд, по-видимому, ускоряется. В период с 2000 по 2003 год повторные поверхностные исследования GPS показали, что скорость потери льда как в зоне абляции , так и в зоне аккумуляции ледника Браун более чем вдвое превышала среднюю скорость, измеренную с 1947 по 2003 год. Увеличение скорости потери льда предполагает, что ледники острова Херд реагируют на продолжающееся изменение климата, а не приближаются к динамическому равновесию . [25] Ожидается, что отступление ледников острова Херд продолжится в обозримом будущем. [22]
