У берегов Аляски развит узкий абразионно-денудационный шельф до 100—200 км шириной, выработанный в складчатых структурах хребта Брукса. Далее, от устья реки Макензи, бровка шельфа резко поворачивает на северо-восток и сохраняет свою относительную прямолинейность до северо-восточного края подводной окраины Гренландии. Американские исследователи рассматривают эту бровку как единую зону разломов, продолжающуюся и по границе баренцевоморского шельфа с Атлантическим океаном.
Отличительная черта шельфа Канадского побережья — его раздробленность, что обусловливает сложные очертания островов Канадского Арктического архипелага и наличие проливов — грабенов. Грабены в плиоцене были использованы реками, выработавшими сложную гидрографическую сеть, а во время оледенения долины рек были обработаны и переуглублены ледниковым стоком.
Для аляскинско-канадского шельфа характерно наличие разломов. По этим разломам заложены наиболее крупные подводные долины.
Материковый склон Северного Ледовитого океана имеет сложный, ступенчатый характер и значительно шире, чем материковый склон Атлантического океана. У берегов Канады он прорезан многочисленными широкими каньонами. Материковый склон российского сектора Северного Ледовитого океана характеризуется двумя крупными ступенями, которые иногда называют аван-шельфами и рассматривают как участки шельфа.
Материковое подножие подводной материковой окраины Северного Ледовитого океана развито вблизи устьев шельфовых желобов и на участках, прилегающих к расчлененным подводным каньонам материковых склонов, и по характеру рельефа отличается наклонной волнистой равниной.
Южная часть дна Баренцева моря представляет собой северную окраину древней Русской платформы, а северная — Баренцевоморскую плиту того же возраста. Шельф Карского моря в геологоструктурном отношении является продолжением Сибирской платформы. Шельфовая зона Канадского побережья — северная окраина Американской платформы.[3]
Мощность земной коры в пределах подводной окраины материков изменяется от 35 км на шельфе до 15 км на материковом склоне.
Срединно-океанические хребты. Северным продолжением Срединно-Атлантического хребта является хребет Геккеля высотой около 3000 м над ложем. Для него характерно кул и сообразное расположение рифтовых гребней и долин. Местами над хребтом выделяются отдельные вершины вулканического генезиса. Хребет Геккеля отличается малой шириной и представлен лишь рифтовой зоной. По рифтовым трещинам на поверхность выходят ультраосновные породы. К рифтовой зоне хребта приурочены эпицентры землетрясений. Эта сейсмическая зона продолжается далее к востоку в виде системы Колымо-Алеутских разломов. К северу от Новосибирских островов, от 80° с. ш. и 140° в. д., начинается грандиозный подводный хребет Ломоносова — своеобразное горное сооружение, имеющее структурную связь со складчатой системой Верхоянского хребта. Протяженность хребта 2000 км. Минимальная глубина над хребтом 489, а относительная высота хребта 3000 м. Хребет Ломоносова — массивное глыбовое сооружение с крутыми склонами, расчлененными подводными каньонами, и выровненной поверхностью гребня хребта. Гребень хребта покрыт осадками мощностью до 300 м.
Хребет Менделеева — менее протяженный и не столь резкий по очертаниям. Ранее считалось, что он более древний, чем хребет Ломоносова. Однако современные сведения дают возможность утверждать, что оба хребта образовались в каледонское время.[14]
Ложе океана. Ложе Северного Ледовитого океана представлено несколькими котловинами, разделенными подводными океаническими хребтами. Многие исследователи считают, что глубоководные котловины океана образовались в местах погружения древних обширных платформенных структур.
Узкая котловина ложа океана, прилегающая к баренцевоморскому и карскоморскому шельфам, носит название котловины Нансена (5449 м). Котловина Нансена отличается от других котловин большим расчленением рельефа. Предполагается, что фундаментом ее значительной части является погрузившаяся палеозойская платформа. Дно котловины занято плоской абиссальной равниной.
Севернее котловины Нансена расположена котловина Амундсена (4490 м). В западной ее части рельеф холмистый, а в центральной и восточной выровненный. В пределах этой котловины находится Северный полюс.
Обращенный к Северной Америке край котловины Амундсена примыкает к хребту Ломоносова. За хребтом Ломоносова расположена часть ложа океана с очень сложным рельефом. Здесь основную часть ложа занимает Канадская, или Бофорта, котловина — самая обширная котловина ложа Северного Ледовитого океана. Ее глубина 385 м. На севере котловина осложнена хребтом Бофорта. Между хребтами Ломоносова и Менделеева лежит котловина Макарова, характеризующаяся расчлененным рельефом и представляющая собой межгорную впадину между хребтами. Особенностью котловин Нансена, Амундсена, Макарова и Канадской является большая толщина осадочного слоя.[2]
По геологическому строению дна и особенностям рельефа в Северном Ледовитом океане выделяют три части: Северо-Европейский бассейн (моря Гренландское, Норвежское, Баренцево и Белое), Арктический бассейн (глубоководная центральная часть океана) и моря, расположенные в пределах материковой отмели (Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское, Бофорта, Баффина).[6-2]
Донные отложения. В Северном Ледовитом океане изучен только самый поверхностный (до 4 м) слой донных осадков. Здесь не было глубоководного бурения.
Донные отложения океана представлены мощной терригенной толщей, сформированной выносами рек, с малым количеством органогенных осадков. Терригенные отложения образованы крупным и мелким песком и песчаным илом.
На больших глубинах находятся неорганические и органические илы, встречаются глубокомощные включения с примесью известкового материала. В глубоководных впадинах распространены хорошо отсортированные глинистые илы.[4]
III Климат и гидрологические условия Северного Ледовитого океана
3.1 Климат
Положение Северного Ледовитого океана за небольшими исключениями внутри полярного круга определяет главную особенность его климатических условий: преобладание отдачи тепла по сравнению с его поступлением от Солнца. Особенно это проявляется зимой, в условиях полярной ночи, которая продолжается, как известно, от одних суток у полярного круга до 176 на полюсе. Но и в течение полярного лета приход тепла ничтожно мал по сравнению с расходом в основном из-за его отражения поверхностью ледяного покрова, площадь которого в сентябре достигает 7 млн. км2. Основным источником тепла, попадающего в атмосферу над Северным Ледовитым океаном и в его водные массы, являются воды теплых течений, поступающих из Атлантики через Северо-Европейский бассейн и частично — из Тихого океана через Берингов пролив. Не меньшее значение имеет относительно теплый воздух, выносимый циклонами, формирующимися в этих регионах в течение всего года.
Зимой над Арктическим бассейном, покрытым практически весь год мощными (более 4 м) дрейфующими льдами, и над Гренландией с ее ледяным панцирем устанавливаются антициклональные условия, температура может снижаться до -40 ° С и ниже. Окраинные моря Сибири и межостровные воды Канадского Арктического архипелага покрываются льдом, температура воздуха над всей акваторией отрицательна, для окраинных частей океана характерны штормовые ветры значительной силы. Общая площадь ледяного покрова Северного Ледовитого океана в марте достигает 11 млн км2. Свободными от льда остаются только Норвежское и частично Гренландское и Баренцево моря, через которые проникают ветви теплого Северо-Атлантического течения: Ирмингера — в Баффинов залив, Норвежское и его продолжения (Западно - Шпицбергенское и Нордкапское) — на север и на восток соответственно. Над этими бассейнами со стороны Исландского минимума распространяются циклоны, иногда достигая приполюсных районов Арктического бассейна, а также Карского моря и даже Новосибирских островов. Температура воздуха над южной частью Норвежского моря 2 °С, но над большей частью Канадского архипелага она почти так же низка, как над Арктическим бассейном. Подо льдом температура воды в поверхностном слое близка к точке замерзания.
Летом высокое атмосферное давление сохраняется над покрытой льдами Гренландией. Отдельные антициклональные ядра существуют и в других местах, но в целом давление над Северным Ледовитым океаном понижается, и усиливается циклоническая деятельность. Сильного прогревания воздуха не происходит. Над Арктическим бассейном температура летних месяцев равна -2 ° С, над окраинными морями Азии, освобожденными от зимнего ледяного покрова, 4...6 °С, над Норвежским морем 10... 12 °С. Наиболее холодным остается Канадский Арктический архипелаг: там преобладающая температура короткого летнего периода -10...-12 °С, выше 0 °С она вообще не поднимается.
Не происходит также существенного прогревания поверхностных вод в течение летнего периода. Подо льдом температура их повышается лишь на десятые доли градуса, на открытых пространствах до 0,5 °С. На открытой поверхности морей вода может прогреваться до 2...8 °С.
С прекращением ледостава на реках и исчезновением ледяного покрова в окраинных морях Сибири при преобладающих ветрах с континента в сторону океана в его водах образуется избыток воды, порождающий стоковое течение, которое, пополняясь водой со стороны Тихого океана через Берингов пролив, приобретает постоянный характер. Пересекая океан, оно направляется в Атлантику через пролив между Шпицбергеном и Гренландией. Это Трансарктическое течение, усиливаемое ветрами со стороны Гренландии в Атлантический океан, является главным путем выноса плавучих льдов и айсбергов на юг, давая начало Восточно-Гренландскому течению, играет немалую роль в общем охлаждении Канадского Арктического архипелага и северо-восточных частей Северо-Американского материка.[1,13]