Бір айсбергте неше тонна мұз бар?

Дүниежүзілік мұхит адам қиялына әрең сыятын ауқымдағы құбылыстарды сақтайды, және олардың ішінде жүзбелі мұз таулары ерекше орын алады. Айсбергтер адамдар пайда болғанға дейін-ақ болған, алайда 1912 жылы «Титаниктің» апатынан кейін ғана адамзат олардың жасырын қуатын шынайы түсінді. Су бетінде әдемі көтеріліп тұрған аппақ шыңның астында мұздың орасан зор массасы жасырынып жатады, оның нақты көлемін көпшілік елестете де алмайды. Бір айсбергте нақты қанша тонна мұз бар деген сұрақтың бір ғана жауабы жоқ — ең кішкентай және ең үлкен үлгілер арасындағы айырмашылық миллиардтаған тоннаға жетеді. Бұл сандарды түсіну үшін осы ұлы полярлық теңіз кезбелерінің қалай пайда болатынын, қалай жіктелетінін және қалай «өмір сүретінін» қарастыру қажет.

Айсбергтер қалай пайда болады және олардың массасы қайдан келеді

Айсберг — көпшіліктің ойлағанындай мұз болып қатқан теңіз суы емес. Ол жүздеген және мыңдаған жылдар бойы мұздықтың немесе мұз қалқанының ішінде тығыздалған қардан түзілген тұщы мұздан тұрады.

Айсбергтің пайда болу процесі «калвинг» деп аталады — бұл ағылшын тіліндегі «бұзаулау» деген сөзден шыққан. Мұздық теңіз жағасына немесе шельфтік мұзға жеткенде, оның шеті су үстіне шығып тұрады да, өз салмағының, толқындардың және тасу-кему құбылыстарының әсерінен үзіліп түседі. Бөлініп кеткен бөлік суға құлап, дербес жүзбелі нысанға айналады.

Айсбергтердің негізгі көздері мыналар:

• Гренландия мұз қалқаны — жыл сайын шамамен 40 000–50 000 айсберг түзеді, негізінен Солтүстік Атлантикаға түседі;
• Антарктида — ауданы мыңдаған шаршы километрге жететін шельфтік мұздықтардан бөлінетін ең ірі табақ тәрізді айсбергтердің көзі;
• Канаданың, Шпицбергеннің және Ресей аралдарының арктикалық мұздықтары — салыстырмалы түрде кіші, бірақ саны көп айсбергтерді береді;
• Аляска мұздықтары — Тынық мұхит аймағындағы айсбергтердің көзі, олар Атлантикаға қарағанда аз зерттелген.

Мұздық мұзының тығыздығы шамамен 917 килограмм/куб метр, ал теңіз суының тығыздығы шамамен 1 025 килограмм/куб метр. Осы аз ғана айырмашылық айсбергтің неге қалқып тұратынын және оның көрінетін және жасырын бөліктерінің арақатынасын анықтайды.

Су астында қанша мұз жасырынып жатыр

«Айсбергтің ұшы» деген әйгілі тіркес физикалық шындықты дәл сипаттайды — су бетінде оның тек аз ғана бөлігі көрінеді. Бұл қатынас Архимед заңымен және мұз бен тұзды судың тығыздықтарының айырмашылығымен анықталады.

Қарапайым есеп бойынша айсберг көлемінің шамамен 89–90%-ы су астында болады. Көзге көрінетін бөлігі қаншалықты әсерлі көрінсе де, ол жалпы мұз массасының небәрі 10–11%-ын ғана құрайды.

Бұл қатынастың нақты салдарын «Титаник» апаты жақсы көрсетеді. Кеме соқтығысқан айсбергтің су үстіндегі бөлігі шамамен 15–30 метр болған, ал су астындағы бөлігі 150–270 метр тереңдікке дейін жеткен. Капитан мен бақылаушылар тек көрінетін бөлікті бағалап, кедергінің нақты көлемін түсінбей қалды — бұл өлімге әкелген қателік болды.

Өлшемі бойынша жіктелуі және сәйкес массасы

Ғалымдар айсбергтердің өлшемін және ықтимал қауіптілігін бағалау үшін арнайы жіктеу жүйесін жасаған. Әрбір санат белгілі бір масса диапазонымен сәйкес келеді.

Халықаралық жіктеу бірнеше негізгі топты қамтиды.

1. Ұсақ бөлшектер мен сынықтар — ең кіші санат, су үстіндегі биіктігі бір метрден аспайтын мұз бөліктері. Мұндай фрагменттердің массасы бірнеше жүз килограмнан шамамен 100 тоннаға дейін жетеді. Кішкентай болғанымен, олар шағын кемелер үшін қауіпті және радармен анықтау қиын.
2. Кіші айсбергтер су үстінде 1–5 метр биіктікке дейін жетеді және бірнеше жүзден бірнеше мың тоннаға дейін мұз қамтиды. Мұндай нысандар кеме корпусына зақым келтіруі мүмкін. Олар әсіресе Солтүстік Атлантикада жиі кездеседі.
3. Орташа айсбергтер 5–15 метр биіктікке ие және бірнеше мыңнан шамамен 200 000 тоннаға дейін мұздан тұрады. «Титаникті» жойған айсберг осы санатқа жатады — оның массасы шамамен 100 000–200 000 тонна болған. Мұндай айсбергтер жақсы көрінеді және радармен анықталады.
4. Ірі айсбергтер 15–75 метр биіктікке жетіп, жүз мыңдаған тоннадан ондаған миллион тоннаға дейін мұз қамтиды. Олар баяу қозғалады және кейде таяз жерлерге тұрып қалып, суасты құбырлары мен кабельдерге қауіп төндіреді.
5. Өте ірі айсбергтер 75 метрден жоғары болып, жүздеген миллион және миллиардтаған тонна мұздан тұрады. Антарктидалық табақ тәрізді айсбергтер нағыз мұз аралдары сияқты — жазық, ұзындығы ондаған километрге созылады және ауданы кейде шағын мемлекеттердің аумағынан да асып түседі.

Осылайша, ең кішкентай және ең үлкен айсбергтердің массасы арасындағы айырмашылық шамамен он дәрежелік деңгейде — бұл су тамшысы мен үлкен көлдің айырмашылығымен салыстыруға болады.

Рекордтық айсбергтер — таңғаларлық сандар

Жүзбелі мұз тауларын бақылау тарихында өлшемі мен массасы әдеттегі түсініктен тыс бірнеше айсберг тіркелген. Олар табиғаттың полярлық аймақтардағы ауқымын айқын көрсетеді.

Ең әсерлі мысалдар:

• B-15 айсбергі — 2000 жылдың наурызында Антарктидадағы Росс шельфтік мұздығынан бөлінген, ауданы шамамен 11 000 шаршы километр, массасы шамамен үш триллион тонна;
• A-68 айсбергі — 2017 жылы Ларсен шельфінен бөлінген, ауданы шамамен 5 800 шаршы километр, массасы шамамен бір триллион тонна, 2021 жылға дейін сақталған;
• A-76 айсбергі — 2021 жылы Антарктида жағалауында тіркелген, ауданы 4 300 шаршы километрден асқан, массасы шамамен 800 миллиард тонна.

Бұл сандарды түсіну үшін салыстыру пайдалы. Бір триллион тонна тұщы су — адамзат бірнеше жүз жылда пайдаланатын су көлеміне тең. Яғни бір ғана ірі антарктикалық айсберг көптеген елдердің барлық өзендері мен көлдерінен де көп ауыз суға ие. Осы себептен айсбергтерді құрғақ аймақтарға тасымалдау жобалары ұсынылған.

Айсбергтің «өмірі» және жойылуы

Айсберг — тұрақты емес, үнемі өзгеріп тұратын жүйе. Оның пішіні, массасы және орны уақыт өте өзгеріп отырады. Бұл процестерді түсіну мұздың қанша бөлігі жоғалатынын бағалауға мүмкіндік береді.

Айсбергтің өмірлік циклі бірнеше кезеңнен тұрады.

1. Бөлінгеннен кейін айсберг тұрақсыз болады және тепе-теңдікке жеткенше жиі аударылып тұрады. Бұл кезде оның массасының 20–30%-ы алғашқы күндерде-ақ үзіліп кетуі мүмкін. Аударылған кезде төменгі бөлігі көрініп, ол көбінесе изумруд жасыл немесе қою көк түске ие болады.
2. Дрейф кезінде айсберг бірнеше факторлардың әсерінен бұзылады — толқындардың эрозиясы, жылы суда еру, күн сәулесі және ауаның жылуы. Су астындағы бөлік тезірек ериді, бұл ауырлық орталығының өзгеруіне және қайта аударылуға әкеледі. Гренландиялық айсбергтердің орташа өмір сүру ұзақтығы шамамен 2–3 жыл.
3. Соңғы кезеңде үлкен айсберг көптеген ұсақ бөліктерге бөлінеді, олардың әрқайсысы жеке ериді. Жылы суларға жеткен сайын бұл процесс жылдамдайды. Соңында барлық мұз мұхитқа араласып, мыңдаған жыл бойы жиналған тұщы суды қайтарады.

Еру жылдамдығы су мен ауаның температурасына, сондай-ақ айсбергтің пішініне байланысты. Күрделі, жарықтары көп құрылымдар тегіс табақ тәрізді айсбергтерге қарағанда тезірек ериді.

Практикалық маңызы — қауіптер мен мүмкіндіктер

Айсбергтер тек ғылыми қызығушылық нысаны ғана емес, олардың болуы теңізде нақты практикалық салдарға әкеледі.

Негізгі аспектілер:

• кеме қатынасына қауіп — 1912 жылдан кейін Солтүстік Атлантикада айсбергтерді бақылайтын халықаралық мұз патрулі құрылды;
• теңіз платформаларына қауіп — Ньюфаундленд жағалауында мұнай компаниялары айсбергтерді бақылауға және қажет болса оларды сүйреуге үлкен қаражат жұмсайды;
• тұщы су көзі ретінде пайдалану — кейбір елдер айсбергтерді құрғақ аймақтарға жеткізу жобаларын қарастырған, тіпті 2022 жылы мұндай жоспарлар жарияланған;
• климаттың өзгеруінің көрсеткіші — ірі айсбергтердің бөліну жиілігі мен еру жылдамдығы мұз қалқандарының жағдайын көрсетеді.

Қазіргі уақытта айсбергтер негізінен спутниктер арқылы бақыланады — радарлық суреттер ең алыс аймақтардағы мұздарды да қадағалауға мүмкіндік береді. Бұл мәліметтер теңіз қауіпсіздігін қамтамасыз етумен қатар, жаһандық жылыну жағдайындағы мұздың еру динамикасын зерттеуге көмектеседі.

Айсбергтер мыңдаған жыл бұрын жауған қардан түзілген суды сақтайды, сондықтан олардың еруі — ежелгі тұщы су қорының қайтымсыз жоғалуы. Жер климаты өзгерген сайын Гренландия мен Антарктида мұз қалқандары мұхитқа барған сайын көп мұз береді, және бұл процесс жыл сайын триллиондаған тоннамен өлшенеді. Айсберг өзінің әсемдігі мен ұлылығына қарамастан, бүгінде мәңгіліктің емес, планетамыздағы нәзік тепе-теңдіктің осалдығының белгісіне айналып барады.