Северный Ледовитый океан и берега северной Аляски

Размещено на http://www.allbest.ru/

Северный Ледовитый океан и берега северной Аляски

Общие сведения

Наименьший океан Земли, площадь 14,75 млн. км², средняя глубина 1225 м; объём воды 18,07 млн. км³. Включает шельфовые моря -- Баренцево, Белое, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское. Глубоководная часть Северного Ледовитого океана подразделяется на три разделённых порогами бассейна -- Арктический (включающий Евразийский и Амеразийский суббассейны), Норвежско-Гренландский (с Норвежским и Гренландским морями) и Баффина. В пределах Северного Ледовитого океана имеются многочисленные проливы (в основном в Канадском Арктическом архипелаге и среди островов Баренцева и Карского морей) и заливы (Обская губа, Енисейский, Хатангский, Амундсена и др.).

Острова Северного Ледовитого океана -- Гренландия (2176 тысяч км²), Исландия (103 тысяч км), Фарерские (1,4 тысяч км²), Шпицберген (61,2 тысяч км²), Земля Франца-Иосифа (16,1 тысяч км²), Колгуев (5,2 тысяч км²), Новая Земля (82,6 тысяч км²), Вайгач (3,5 тысяч км²), Северная Земля (37,6 тысяч км²), Новосибирские (38,4 тысяч км²), Врангеля (7,3 тысяч км²), Канадский Арктический архипелаг (1372 тысяч км²) и др. Главная советская морская коммуникация Северного Ледовитого океана, соединяющая европейские и дальневосточные морские порты, -- Северный морской путь.

Исторический очерк

Первые фундаментальные исследования Северного Ледовитого океана были выполнены русской "Великой северной экспедицией" (1733-43) и затем продолжены в плаваниях С.Ф. Лошкина и В.Я. Чичагова (1764-66), П.Ф. Анжу, Ф.П. Врангеля и Ф.П. Литке (начало 19 в.). В 1-й половине 19 в. английскими экспедициями (Джон Pocc, Джеймс Pocc, У. Парри и др.) велись поиски Северо-Западного прохода в проливах Канадского Арктического архипелага. В конце 19 в. Австро-Венгерская экспедиция Ю. Пайера и К. Вайпрехта (1872-74) открыла Землю Франца-Иосифа, а американская экспедиция Дж. Де-Лонга (1879-81) -- острова, названные его именем. В 1878-79 шведский исследователь Н. А.Э. Норденшельд на судне "Вега" впервые прошёл через Северо-восточный проход. В 1 893-96 норвежский географ Ф. Нансен на сконструированном им судне "Фрам" впервые пересек Арктический бассейн дрейфуя от Новосибирских островов до Шпицбергена. В 1899 русский адмирал С.О. Макаров построил первый ледокол и на нём достиг 81°28` северной широты севернее Шпицбергена. В начале 20 века моря Евразийского суббассейна Северного Ледовитого океана, их побережья и острова изучались русскими экспедициями Э.В. Толля, В.А. Русанова, Г.Л. Брусилова, Г.Я. Седова. В 1903-06 норвежский исследователь Р. Амундсен на "Йоа" впервые осуществил плавание через Северо-Западный проход, в 1909 американец Р. Пири впервые достиг Северного полюса. В 1913 русская "Экспедиция Северного Ледовитого океана" под руководством Б.А. Вилькицкого открыла Северную Землю. В Советской России планомерное исследование Северного Ледовитого океана началось в 1920 с применением ледоколов и авиации (Р.Л. Самойлович, В.Ю. Визе и др.), а с 1937-38 -- также и дрейфующих станций (О.Ю. Шмидт, И.Д. Папанин и др.).

В 1950-80 воздушные и дрейфующие экспедиции CCCP, США, Канады, а с конца 70-х гг. Норвегии проводят систематические геофизические исследования дна Арктического бассейна. В 70-х гг. советскими и норвежскими экспедициями начато бурение параметрических скважин на островах Баренцева моря. В 1975 с бурового судна "Гломар Челленджер" (с участием советских учёных) в Норвежско-Гренландском бассейне пройдены буровые скважины.

Гидрологический режим. Главную особенность гидрологии Северного Ледовитого океана составляют льды (общий объём около 26 тысяч км³), которые сохраняются несколько лет (пак) и достигают толщины 3-5 м. Зимой 90% площади океана (кроме южной части Баренцева моря) замерзает, к сентябрю ледяной покров сильно сокращается. При неблагоприятной ледовой обстановке массивы многолетних льдов летом блокируют проливы Вилькицкого и Де-Лонга. Льды Северного Ледовитого океана подразделяются на припай, связанный с островами и побережьем материка, и дрейфующий лёд (различного возраста, толщины, сплочённости, торосистости и разрушенности). В Северный Ледовитый океан в течение нескольких лет дрейфуют т.н. ледяные острова (толщиной 30-35 м), которые используются для базирования дрейфующих станций (СП). Для Баффинова и Гренландского морей характерны айсберги. Средняя скорость дрейфа льдов по всему бассейну 7 км/сутки, максимальная до 100 км/сутки.

В Северный Ледовитый океан выделяется обширная антициклоническая циркуляция вод в Амеразийском суббассейне и циклонический круговорот в Северо-Европейском суббассейне, а также циклонические обращения в Баренцевом, Карском, Восточно-Сибирском и Чукотском морях и Баффиновом заливе. Они определяют направление циркуляции вод и льдов Северного Ледовитого океана. Антициклонические и циклонические круговороты разделяются Трансарктическим течением (скорость 3,7 км/сутки). Его продолжение -- Восточно-Гренландское течение (20-30 км/сутки) выносит в Атлантический океан 2/3 стока воды из Арктического бассейна. Перенос вод атлантического происхождения осуществляется Норвежским (40 км/сутки), Западно-Шпицбергенским и Нордкапским (2-4,5 км/сутки) течениями. Через Берингов пролив в Арктический бассейн поступает в 3-4 раза меньше вод, чем из Атлантики. Положительный пресный баланс Северного Ледовитого океана обусловлен впадением рек, приносящих ежегодно свыше 5000 км воды.

Температура арктических поверхностных вод летом составляет -1,4°С, зимой -1,7°С, температура льда -10°С. На глубине от 100-250 до 600-900 м расположены более тёплые промежуточные атлантические (температура +10, +1, 0°С) и тихоокеанские (+ 2,1, -0,7°С) воды. Ниже слоя промежуточных вод находятся придонные воды, средняя температура которых составляет -0,4°С, минимальная -0,9°С, максимальная -0,3°С (котловина Нансена).

Солёность поверхностных арктических вод в среднем 30‰, промежуточных вод 34,9‰, придонных (включая глубинные) вод 34,92‰.

Средняя плотность поверхностных арктических вод 1024 кг/м³, максимальная 1026,17 кг/м³, минимальная 1022,53 кг/м³. В промежуточных тёплых и солёных атлантических водах плотность увеличивается в среднем до 1027,5 кг/м³ (наивысшая 1028,07 кг/м³, низшая 1027,97 кг/м³). Максимальная плотность придонных вод 1028,18 кг/м³ (Северо-Европейский бассейн).

ледовитый океан минеральный ресурс

Рельеф и геологическое строение

Для Северного Ледовитого океана характерны очень широкие шельфы (глубина до 500 м), занимающие 55% его площади. Ширина крупнейшего в мире Арктического шельфа Евразии изменяется от 450-800 км (Лаптево-Чукотский шельф) до 1200 км (Баренцево-Карский шельф). В Гренландско-Американском секторе, Норвежско-Гренландском и Баффиновом бассейнах шельфы относительно узки, от 50-100 до 300 км (см. карту).

Баренцево-Карский шельф обрывается к глубоководным бассейнам континентальными склонами с наибольшими перепадами глубин (до 2500). Наименее чётко (в виде широкой покатой ступени) выражен континентальный склон к северу от Новосибирских островов. У континентального склона около Норвегии расположено обширное краевое плато (аваншельф) Вёринг. Из Атлантического океана в Северный Ледовитый океан зигзагообразно протягивается Срединно-Арктический хребет, который трансформными разломами разделяется на отдельные звенья -- хребет Кольбейнсей, Мона, Книповича и Гаккеля. Общая длина Срединно-Арктического хребта около 4500 км, ширина несколько сотен км, относительная высота от 1,0-1,5 до 3,0-3,5 км (хребет Гаккеля). Хребет Гаккеля выклинивается по направлению к шельфу моря Лаптевых, но сопровождающий его пояс мелкофокусных землетрясений протягивается до дельты реки Лена и далее вглубь материка.

По обе стороны Срединно-Арктического хребта располагаются глубоководные Гренландская, Норвежская и Лофотенская (глубина 2200-3500 м) котловины Норвежско-Гренландского бассейна и котловины Амундсена и Нансена (3500-4500 м) Евразийского суббассейна. Амеразийский суббассейн включает трансарктическую систему положительных и отрицательных морфоструктур различного происхождения -- порог Ломоносова (400-1500 м), плоскогорье Менделеева -- Альфа и Чукотское поднятие (300-1000 м), котловины Макарова и "СП" (2500-3000 м) и обширную Канадскую (3200-3900 м).

В пределах Северного Ледовитого океана выделяются платформенные блоки, складчатые зоны и океанические структуры. Плитыдревних платформ образуют северо-восточные части Баренцево-Карского и Лаптево-Чукотского шельфов (в районе островов Де-Лонга и Чукотского поднятия). Морское продолжение эпибайкальской и эпипалеозойской плит образует южную часть Баренцево-Карского шельфа, эпимезозойских плит -- большую часть Лаптево-Чукотского шельфа.

Шельфы Северного Ледовитого океана обрамляются и местами пересекаются фанерозойскими складчатыми системами, выступающими на побережьях и островах. Каледонские складчатые системы протягиваются вдоль побережий Северной и Восточной Гренландии, Норвегии и слагают западную часть архипелага Шпицберген (Свальбард). Северная часть Канадского Арктического архипелага образована раннегерцинской Иннуитской складчатой системой, на которую наложена крупная впадина Свердруп с мощной толщей верхнепалеозойских и мезозойских отложений, прорванных соляными куполами. Западное продолжение этой системы, вероятно, подстилается платформенным чехлом северного побережья Аляски (мыс Барроу). От мыса Лисберн на Аляске к острову Врангеля протягивается подводное продолжение мезозойской складчатой системы хребта Брукса (Северная Аляска), окаймлённой с севера Колвиллским мел-кайнозойским прогибом. Западная часть Новосибирских островов и северного побережья Восточно-Сибирского и Чукотского морей также принадлежат мезозойской складчатой системе, Чукотский полуостров и полуостров Сьюард (Аляска) представляют древний массив с докембрийским фундаментом. Архипелаги Северной Земли и севера полуострова Таймыр относятся к области байкальской складчатости с отдельными древними массивами (Карское побережье, район мыса Челюскин). Кряж Пай-Хой, остров Вайгач и архипелаг Новая Земля, лежащие на продолжении герцинской складчатой системы Урала, испытали завершающую складчатость в более позднее время -- в конце триаса -- начале юры (раннекиммерийская эпоха), как и южная складчатая зона Таймыра, с которой они, возможно, были связаны. От полуострова Канин и далее вдоль побережья Кольского полуострова к острову Медвежий через юг Баренцева моря простирается байкальская складчатая система. На западе Шпицбергена и в северо-западной периферии Канадского Арктического архипелага имеются проявления кайнозойских дислокаций. Желоба Баренцево-Карского шельфа (Франц-Виктория, Свыше Анны) отвечают молодым, возможно, частично возрождённымрифтам, выявленным также в море Лаптевых на вероятном продолжении хребта Гаккеля.

В пределах шельфов Северного Ледовитого океана развита земная кора континентального типа максимальной мощностью до 40 км. В отдельных частях Баренцево-Карского шельфа земная кора утонена, "гранитный" слойотсутствует и резко увеличивается мощность осадочного чехла. Порог Ломоносова, Чукотское поднятие и зоны континентального склона представлены субконтинентальной земной корой мощностью до 20-25 км. Субокеаническая и океаническая земная кора (5-15 км) с базитовым фундаментом свойственна Евразийскому суббассейну, Норвежско-Гренландскому бассейну и Канадской котловине. Мощность верхнего слоя земной коры, представленного неконсолидированными и слабоуплотнёнными осадками, изменяется от 1 до 4 км. Наиболее древняя из глубоководных бассейнов Северного Ледовитого океана с корой океанского типа -- Канадская котловина, начало образования которой относят к поздней юре -- началу мела. Котловины Макарова, "СП" и Баффинова залива образовались, вероятно, в конце мела, а Норвежско-Гренландский бассейн и Евразийский суббассейн в конце палеоцена -- начале эоцена. Начало формирования Норвежско-Гренландского бассейна сопровождалось мощными излияниями базальтов в районе современного побережья восточной Гренландии, на крайнем северо-восточном окончании этого острова и на плато Вёринг у побережья Норвегии. Порог Ломоносова, поднятие Менделеева, обособившиеся при образовании глубоководных котловин Северного Ледовитого океана в позднем мезозое -- раннем кайнозое, представляют отторженцы континентальной, вероятно, древней коры. Поднятие Альфа, возможно, является аналогом внутриплитных вулканических поднятий других океанов.

Донные осадки Северного Ледовитого океана имеют преимущественно терригенное происхождение. На шельфах это в основном существенно алевритовые, реже глинистые илы. В глубоководных бассейнах на хребтах и относительных поднятиях рельефаразвиты песчанистые илы, а в котловинах -- глинистые и весьма глинистые илы. У континентальных подножий широко представлены турбидиты.

Минеральные ресурсы

На материковом обрамлении Северного Ледовитого океана известны крупные нефтегазоносные бассейны (НГБ), продолжающиеся на его шельфы: Западно-Сибирский, северная периферия которого расположена в юго-западной части шельфа Карского моря, Печорский (шельф Баренцева моря), Северного склона Аляски нефтегазоносный бассейн (США), Свердруп (на арктических островах Канады). Нефтегазоносные площади выявлены также на шельфе Норвежского моря и в прилегающей к Норвегии части Баренцева моря, а также на шельфе северо-восточной Гренландии. Недра Северного Ледовитого океана по своим термобарическим условиям благоприятны для образования газогидратов (установлены в м. Бофорта). На побережье морей Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского известны россыпи касситерита. Рифтовые ущелья Срединно-Арктического хребта, по-видимому, перспективны на металлоносные илы и полиметаллические гидротермальные месторождения массивных сульфидов.

Минеральные запасы

Относится к наименее изученному в нефтегазоносном отношении региону Мирового океана. Характеризуется сложными природно-климатическими условиями, сдерживающими освоение его нефтегазовых ресурсов. Относительно исследована юго-западная часть, где выделяют Северо-Аляскинский, дельты р. Макензи - моря Бофорта и Свердрупский нефтегазоносные бассейны. Кроме того, к потенциально нефтегазоносным относят бассейны на шельфе Гренландии и Евразии. Северо-Аляскинский нефтегазоносный бассейн площадью 462 тыс. км включает в себя краевой прогиб Колвилл и две впадины (Умнат на востоке и Чукотскую на западе), разделенные сводом Барроу. В пределах бассейна выявлено свыше 30 месторождений углеводородов, большая часть которых располагается в акватории.

Наиболее крупное, преимущественно нефтяное, месторождение бассейна Прадхо-Бей открыто в 1968 году в США. Основные залежи нефти сосредоточены в песчаниках триаса (на глубине 2460-2650 м), юры (2060-2150 м) и в каменноугольных известняках (2680- 3190 м). Большая часть залежей расположена на суше. Геологические запасы нефти этого месторождения оцениваются в 3 млрд. т. При коэффициенте извлечения 32- -43 % извлекаемые запасы составят 0,97-1,32 млрд. т. Извлекаемые запасы газа - 736 млрд. м. Разработка месторождения началась в 1977 г. после сооружения Трансаляскинского нефтепровода протяженностью 1287 км. Эксплуатация этого месторождения в течение 10 лет принесла США доход 100 млрд. дол.

К западу от месторождения Прадхо-Бей в 1976 г. в юрских песчаниках выявлено крупное нефтяное месторождение Купарук-Ривер с извлекаемыми запасами нефти до 200 млн. т. В 1980 г. в песчаниках триаса, юры и мела открыто нефтяное месторождение Милн-Пойнт. К востоку от месторождения Прадхо-Бей на побережье обнаружено четыре месторождения в песчаных коллекторах палеогена и три месторождения на шельфе (Сег-Дельта, Дак-Айленд, Флаксаман-Айленд) в каменноугольных отложениях, отложениях верхнего триаса и мела.

В целом, разведанные извлекаемые запасы углеводородов 16 морских месторождений Северо-Аляскинского бассейна составляют 1,5 млрд. т нефти и 750 млрд. м. газа. Потенциальные ресурсы оцениваются приблизительно в 3 млрд. т нефти и 1,7 трлн. м. газа.

Нефтегазоносный бассейн дельты р. Маккензи - моря Бофорта занимает площадь 120 тыс. км размеры его 120 Х 500 км. Поисковое бурение начато в 1965 г. Первое месторождение нефти (Аткинсон) открыто здесь в 1970 г. Всего в бассейне выявлено 25 нефтяных и газовых месторождений. Наиболее крупные газовые месторождения на побережье - Таглу и Парсонс - имеют извлекаемые запасы газа порядка 100 млрд. м. каждое. Непосредственно на шельфе моря Бофорта бурение было начато в 1979 г. с искусственных островов в 10 - 15 км от дельты р. Макензи. Сразу же были открыты два газонефтяных месторождения - Адю и Гарри. В 1976 г. начато бурение с плавучих буровых установок, приведшее к открытию в 1978 г. крупнейшего нефтяного месторождения Копаноар. Месторождение находится в 50 км от берега, глубина воды здесь 57 м. Извлекаемые запасы нефти оцениваются в 247 млн. т. Залежи залегают на глубине порядка 3,5 км.

В 1980 г. были открыты нефтегазовые месторождения Тарсьют, Некторалик, Иссунгнак и газовое месторождение Укалерк. Наиболее крупное месторождение Тарсьют. Извлекаемые запасы - 54-220 млн. т нефти. В 1981 г. в 32 км к востоку от месторождения Копаноар обнаружено нефтяное месторождение Коакоак. Четыре залежи залегают в интервале глубин 3240 - 3450 м. Максимальный дебит нефти - 685 т/сут, извлекаемые запасы - 274 млн. т. В 1984 г. в 74 км от берега при глубине воды 33 м выявлено нефтегазовое месторождение Амаулигак с запасами 83-100 млн. м3 нефти и 42 млрд. м3 газа. Дебиты скважин-до 1600 м3/ сут. Всего на побережье нефтегазоносного бассейна дельты р. Макензи-море Бофорта доказанные запасы нефти, оцениваются в 720 млн. т, газа - в 210 млрд. м3. На шельфе соответственно - 500 млн. т и 100 млрд. м3. Потенциальные извлекаемые ресурсы бассейна от 4,5 до 9,6 млрд. т нефти и приблизительно 1,7 трлн. м3 газа.

Свердрупский нефтегазоносный бассейн имеет площадь 80 тыс. км2 и занимает большую часть Арктического архипелага Канады. В его строении выделяют две впадины: Парри и Элемир, разделенные горстовидным поднятиями о. Амунд-Рингнес.

С 1969 г. в бассейне открыто 19 месторождений углеводородов, в том числе одно нефтяное. Наиболее крупные газовые месторождения Дрейк-Пойнт (142 млрд. м3) и Хекла (198 млрд. м3) находятся в: юго-западной части бассейна, на северном побережье о-ва Мелвилл. Месторождения связаны с антиклинальными структурами. В 1979 г. в процессе бурения с намороженных ледовых оснований на внутреннем шельфе архипелага Парри при глубине моря 277- 318 м были открыты крупные газовые месторождения Уайтфиш и Чар. Разведанные извлекаемые запасы газа в бассейне достигли, почти 600 млрд. м3.

В начале 80-х годов были выявлены залежи легкой нефти в рифовом массиве девонского возраста (месторождение Бент-Хорн), а также ряд нефтегазовых месторождении (Маклин, Скейт, Сиско). С их открытием извлекаемые запасы нефти в Свердрупском бассейне, достигли 213 млн. т. В целом, для этого бассейна потенциальные извлекаемые ресурсы углеводородов оцениваются в 250 млн. т нефти и 1,13 трлн. м3 газа. Суммарная оценка потенциальных нефтегазовых ресурсов юго-западной части Северного Ледовитого океана (Арктический мегабассейн Северной Америки) составляет: 2,5-4,2 млрд. т нефти и 3,4-4,5 трлн. м3 газа, или 5,2-7,8 млрд. т углеводородов в пересчете на нефть. Здесь уже выявлено 60 морских и прибрежно-морских месторождений, в том числе 35 нефтяных и нефтегазовых и 25 газовых и газоконденсатных.

Северного склона Аляски нефтегазоносный бассейн -- расположен на арктической окраине штата Аляска и прилегающей акватории морей Бофорта и Чукотского. Площадь 360 тысяч км²; в т.ч. 230 тысяч км²приходится на шельф. Объём осадочного выполнения 1520 тысяч км³, в т.ч. 820 тысяч км³ в акватории (карта).

Начальные промышленные запасы нефти (начало 1987) 1618 млн. т, газа 761 млрд. м³. Потенциальные извлекаемые ресурсы 8,8 млрд. т нефти и 4,1 трлн. м³газа. Разведано 18% ресурсов нефти и 19% газа. Ресурсы нефти выработаны на 8%, газа на 0,3%. В пределах бассейна выделяют передовой прогиб Колвилл и впадины Умиат и Чукотскую, разделённые сводовым поднятием Мид-Барроу. Бассейн выполнен преимущественно карбонатными породами палеозойского и терригенными отложениями мезозойско-кайнозойского возраста. Геологическое изучение северной Аляски начато в 1901, поисково-разведочное бурение в 1946. Первое нефтяное месторождение (Умиат, 13,5 млн. т) открыто в 1950, газовое (Барроу, 1 млрд. м³) в 1949. К 1987 выявлено 11 нефтяных, 5 газонефтяных и 7 газовых месторождений. Крупнейшие из них -- Прадхо-Бей и Купарук-Ривер (157 млн. т нефти).Разработка нефтяных месторождений начата в 1977, газовых в 1950.

Наиболее перспективны конгломераты и известняки каменноугольного возраста (группы эндикот и лисберн), песчаникипермо-триаса (группа седлрочит), триаса (свиты шублик и сег-ривер), юры и мела. Большая часть месторождений связана с пологими брахиантиклинальными складками, осложнёнными разрывными нарушениями. Залежи в основном литологически и стратиграфически экранированные. Нефти средние и тяжёлые, сернистые. Газы верхнемеловых залежей на 95% состоят из метана, пермо-триасовые содержат до 14,1% CО₂. Эксплуатируется (1986) свыше 927 нефтяных и 11 газовых скважин. Годовая добыча нефти (1986) 78,5 млн. т, накопленная 704,8 млн. т. Годовая добыча газа (1986) 27,5 млрд. м³, накопленная к началу 1987 около 300 млрд. м³. Нефть транспортируется с месторождения Прадхо-Бей по нефтепроводу длиной 1280 км до порта Валдиз (залив Аляска), далее танкерами доставляется на рынки сбыта в США. Проектная производительность нефтепровода 100 млн. т/год. На месторождении Прадхо-Бей действует небольшой по мощности нефтеперерабатывающей завод (1,08 млн. т/год), газ используется для местных нужд и заканчивается в газовую шапку месторождения.

Размещено на Allbest.ru