Атлас биологического разнообразия морей и ... - ББС МГУ

3.2. ЗАПРИПАЙНЫЕ ПОЛЫНЬИ А.В. Попов, М.В. Гаврило
Неотъемлемый элемент арктических морей —
заприпайные полыньи. В зимний период
между неподвижным припаем и сплоченными
дрейфующими льдами возникают обширные
пространства без льда, с ниласом или более толстыми,
но еще молодыми, нестабильными льдами
толщиной до 30 см. Некоторые авторы к
полыньям относят пространства, занятые молодыми
льдами толщиной до 50–70 см [Захаров,
1966, 1996], но в данном Атласе, рассматривая
полыньи с точки зрения их важности для биоты,
мы принимаем предельную толщину льда в полыньях
30 см. В одних районах полыньи открываются
редко, на короткое время и не достигают
большого размера, в других вероятность их возникновения
чрезвычайно велика, и существуют
они по нескольку месяцев, а площадь может
достигать десятков тысяч квадратных километров.
Степень постоянства полыней традиционно
оценивают по среднемесячной повторяемости:
если она больше 75%, то полынью считают стационарной,
при 50–74% — устойчивой, менее
50% — эпизодической.
Заприпайные полыньи представляют собой
замечательный природный феномен. Появление
открытой воды среди полярных льдов в жесточайшие
морозы уже само по себе уникально.
При своем зарождении полынья является продуктом
воздействия атмосферных процессов — в
частности, влияния отжимных ветров. Никакие
другие факторы — ни апвеллинг, в результате которого
теплые атлантические воды поднимаются
к поверхности, ни конвекционный вертикальный
перенос тепла в полыньях — решающего
значения для образования полыней, по-видимому,
не имеют.
С момента появления и до полного закрытия
полынья сама оказывает мощнейшее воздействие
на окружающую атмосферу и океан, которое
длится от нескольких суток до нескольких
лет. Лишенные ледяной изоляции, полыньи становятся
окнами, через которые из океана в атмосферу
льются тепловые потоки. Потери тепла
сопровождаются образованием в больших количествах
молодого льда, который скапливается на
подветренной стороне полыньи. Поверхностные
воды осолоняются и опускаются в глубь, освобождая
место новым порциям опресненной воды.
В холодный период система заприпайных
полыней представляет собой пояс интенсивного
ледообразования. В.Ф. Захаров образно назвал
их «фабриками льда», где может образовываться
до 70% от суммарного объема льдов морского
происхождения. В весенне-летний период полыньи,
наоборот, тепло аккумулируют и поэтому
становятся центрами очищения моря ото льдов
[Захаров, 1966, 1996]. Можно сказать, что полынья
одновременно представляет собой и следствие,
и причину сложных процессов взаимодействия
между атмосферой и океаном.
Стационарные и квазистационарные полыньи
имеют, несомненно, особое значение для экоcистемных
процессов и поддержания биологического
разнообразия в Арктике [Купецкий,
1958а,б; Brown, Nettleship, 1981]. Их часто рассматривают
как оазисы в ледовитых морях. Ранний
для Арктики и продолжительный сезон вегетации
в полыньях обуславливает повышенную
биологическую продуктивность, способствует
массовому развитию зоопланктона и поддержанию
устойчивых популяций на высших уровнях
трофических пирамид [Deming et al. 2002;
Ringuette et al. 2002]. За счет усиленной вертикальной
циркуляции и поступления органического
вещества в придонные слои воды и осадки
бентосные сообщества в районах полыней тоже
отличаются высокой биомассой и видовым разнообразием
[Антипова, Семенов, 1989; Гуков,
1999; Петряшев и др., 2004; Sirenko et al., 1995].
Не удивительно, что именно к полыньям приурочены
самые крупные птичьи базары высокоширотной
Арктики, зимовки моржей, белух и
гренландских китов; по системам полыней уже
ранней весной, когда все моря вокруг еще скованы
льдом, морские птицы мигрируют к местам
гнездовий.
Особое значение стационарные полыньи имеют
для воспроизводства сайки, или полярной тресочки
(Boreogadus saida), которая служит в арктических
морских экосистемах основным кормовым
объектом для самых разнообразных хищников:
крупных рыб, птиц и млекопитающих. Если стационарные
полыньи открываются рано, сайка может
начать размножение уже в январе. Открытая
вода пропускает свет, что позволяет ее личинкам
лучше находить пищу. Благодаря этому к следующей
зиме они достигают большего размера, лучше
защищены от хищников, и в целом в годы с оптимальным
развитием полыней пополнение популяции
сайки может быть наиболее успешным
[Bouchard, Fortier, 2008].
На протяжении тысячелетий аборигенные народы
Арктики, а в течение последних столетий и
полярные первопроходцы, наблюдали и использовали
такие природные черты стационарных
полыней как наличие зимой открытой воды и
обилие птиц и морского зверя. С географией
полыней хорошо согласуются расположение
древних и современных поселений коренных
жителей Чукотки и маршруты ранних исследовательских
экспедиций. Весь комплекс черт стационарных
полыней позволил ученым назвать эту
уникальную ледовую экосистему арктическим
архетипом, подчеркивая ее роль уже на ранних
этапах эволюции арктических гео- и экосистем.
Полыньи морей Сибирского шельфа
В период с 1930-х до конца 1970-х годов данные
о полыньях поступали из материалов ледовых
авиационных разведок. К сожалению, они
не охватывали всю площадь полыней, и между
наблюдениями делались большие временные
интервалы. Систематические данные появились
только после запуска искусственных спутников
Земли, позволивших получать снимки этих
районов в течение всего холодного периода с интервалом
в несколько суток. Только тогда появилась
возможность отслеживать процесс формирования
полыней с полнотой, достаточной для
декадного усреднения. Основной объем информации
для декадных расчетов приходится на
спутниковые данные 1978–2008 годов.
В соответствии с географическим положением
заприпайные полыньи имеют названия, для которых
приняты сокращения [Захаров, 1966,
1996], представленные на картах 3.2.
Небольшая полынья в Баренцевом море 21 Памятник, оставленный древними китобоями Чукотки, использовавшими ресурсы полыней 22
28