Внедрение пластин внутриводного льда в толщу припая обусловливает две особенности в свойствах и морфологии морских антарктических льдов. Прежде всего, классический способ расчета толщины льда в зависимости от суммы градусо-дней мороза, безотказный для северных полярных широт, неприменим для многих районов Антарктики. Прослойки внутриводного льда увеличивают толщину припая на рейде Мирного в некоторые годы на 30-50 см, причем обычно в весенний период (начало сброса талых вод с материка), когда прирост льда за счет низких температур воздуха уже прекращается.

Более толстый лед, казалось бы, обеспечивает большую грузоподъемность, что, естественно, очень важно при выполнении грузовых операций всех видов, производящихся на морском льду. На деле все оказывается иначе. Слои припая, образованные из смеси пластин внутриводного льда и морской воды, обладают меньшей плотностью и прочностью из-за «рыхлой» упаковки ледяного конгломерата. Это особенно характерно для формирующихся в теплое время года нижних горизонтов, которые по своим прочностным характеристикам имеют показатели в четыре-пять раз меньшие, чем другие слои.

Однако на этом загадки, преподносимые внутриводным льдом, не кончаются. В январе 1971 г. на участках припая, сформировавшихся вблизи акватории стационарной полыньи моря Дейвиса, Н. В. Черепанов обнаружил прослойки льда с очень характерным кристаллическим строением. В отличие от прослоек внутриводного льда, образованного дискообразными пластинами, толщина которых убывает от берега в сторону кромки припая, эти прослойки образовывали наиболее мощные скопления у кромки, выклиниваясь в сторону берега. Черепанов пришел к выводу, что лед этого типа идентичен по происхождению льду, формирующемуся в Арктике в районах стационарных полыней. А последующий кристаллооптический анализ шлифов – тонких срезов льда – подтвердил это предположение.

Лед этого типа формируется из очень мелких изометрических кристаллов внутриводного льда, возникающих в условиях сильного выхолаживания водной поверхности. От очага своего образования они разносятся подо льдом течениями, образуя при смерзании в его толще прослойки, состоящие из плотно пригнанных друг к другу мелкозернистых кристаллов. За счет однородности строения, плотной упаковки и незначительного количества солевых и воздушных включений слои этого льда отличаются очень высокой прочностью, превосходящей, например, прочность конжеляционного льда в весенне-летний период иногда в пять-шесть раз. Гидролог, набивший руку на бурении льда, без труда улавливает изменение его структуры: бур будто наталкивается на преграду, а выходящая по канавке бура стружка приобретает матовый оттенок, причем ее количество резко уменьшается.

Описанными выше процессами и явлениями далеко не исчерпываются все секреты и загадки, отгаданные и неотгаданные, определяющие формирование морских антарктических льдов. По сути дела, антарктический припай – это слоеный пирог из льдов самых различных типов, то есть самого разного строения и самых разных свойств. На рисунке схематически изображен срез толщи припая, образовавшегося у шельфового ледника Лазарева (по данным кристаллооптического анализа). Вся-то толщина льда 48 см, а даже неспециалист может насчитать как минимум шесть слоев, резко отличающихся друг от друга. И каждый слой хранит в себе информацию о целом комплексе гидрометеорологических процессов и явлений, сопровождавших его рождение и рост, смену условий. К сожалению, количественно оценить все эти явления мы пока что не умеем.

Если учесть общий характер распределения толщины льда по площади припая, толщину снега, распределение подо льдом пластин внутриводного льда, ориентировку отдельных его пластин, вмерзших в лед, и другие признаки, то «биографию» этого льда по его вертикальному срезу можно прочитать следующим образом.

Формирование льда в бухте началось в период интенсивного накопления снега на поверхности воды с образованием снежуры толщиной до 10 см. На это указывает слой льда на горизонтах 6-16 см, представляющий собой классический образец водно-снежного льда. Накопление снега, скорее всего, было обусловлено приходом циклона, а не стоковым ветром. Во-первых, краевая часть ледника носила следы воздействия довольно высоких волн, во-вторых, стоковый ветер выносит в океан уже измельченную снежную пыль, и лед, образующийся из нее, должен иметь и более плотную упаковку кристаллов, и более однородное строение.

Снегопад не прекратился и после начала образования припая, молодой лед под тяжестью снега стал притапливаться, а слой снега стал пропитываться морской водой, фильтрующейся через припай, заливаемый штормовым волнением. Верхний слой толщиной 6 см имеет все признаки инфильтрационного снежно-водного льда, но отсутствует очень характерная горизонтальная слоистость – видимо, произошел лишь один цикл оседания льда. Высокая соленость льда, почти 19‰ (сравните: морская вода 34-35‰), объясняется интенсивным поступлением морской воды в результате штормового волнения – и сравнительно низкой температурой воздуха, обусловившей быстрое смерзание воды со снегом с захватом большого количества рассола. Чаще всего соленость снежно-водного льда бывает в два раза меньшей.

Затем наступил период, характеризующийся сравнительно устойчивыми условиями ледообразования: спокойная маловетреная погода, температура воздуха 3-5°С ниже нуля. Этот период длился от трех до пяти дней. В это время сформировался слой конжеляционного льда, залегающий на горизонтах 16-20 см.

Ниже этого горизонта следуют несколько прослоек льда, формирование которых в той или иной степени связано с поступлением внутриводного льда. Прежде всего необходимо отметить прослойку из мелкозернистых кристаллов внутриводного льда на горизонтах 20-23 см. Лед такого типа, как правило, формируется на открытой поверхности моря на акватории стационарных полыней при температурах воздуха ниже –10°С. От очага возникновения – полыньи – внутриводный лед разносится течениями. Таким образом, этот слой льда соответствует периоду, когда на побережье господствовала ясная солнечная маловетреная погода, а температура воздуха опустилась ниже –10°С.

Но, пожалуй, наибольший интерес представляет слой льда, располагающийся ниже горизонта 23 см. Здесь преобладают пластинки внутриводного льда, достигающие в поперечнике 5 см. Любопытная деталь – эти пластинки четко ориентированы в пространстве, а не вмерзли в припай хаотически. Это указывает на существование постоянного по направлению течения. Сравнивая толщину этого слоя в кернах, взятых у кромки припая и в вершине бухты у края ледяного барьера, а также толщину подледных скоплений этого льда, можно заметить уменьшение его количества по направлению к кромке припая.

Естественно предположить, что образование внутриводного льда, пластинчатого по форме, происходит у края шельфового ледника. Наиболее вероятной причиной этого явления может быть сброс пресных вод с материка в океан, например у нижней поверхности шельфового ледника в зоне контакта с подстилающим коренным ложем.

Итак, в общих чертах можно считать, что мы «прочитали» этот лед. К сожалению, это не всегда удается сделать на практике. В ходе экспедиционных работ, когда ловишь каждый час хорошей погоды, чтобы удачно провести разгрузку, почти не остается времени на добротное, основательное исследование ледяного покрова. А в нем буквально заморожена ценнейшая информация!

Выполнение структурного разреза льда – операция довольно трудоемкая и к тому же требующая специальной аппаратуры и квалификации. Однако при достаточном опыте даже просто внимательное изучение ледяного керна, его текстуры, то есть видимого невооруженным оптикой глазом строения льда, может дать верное представление о типах льда, слагающего ледяной покров. Как правило, в таких случаях определяющими признаками являются форма, характер залегания и распределения солевых и воздушных включений в толще ледяного покрова. Так, например, горизонтальная слоистость в верхних горизонтах керна, обусловленная скоплениями воздушных пузырьков, указывает явно на то, что этот лед является снежно-водным. На этот, казалось бы, безошибочный признак тоже справедлив с оговорками. Резкие перепады температуры воздуха, когда ледообразование то происходит, то прекращается, взлом льда и занос под его нижнюю поверхность элементов внутриводного льда с одновременным резким изменением условий намерзания льда тоже могут привести к образованию четко различимой горизонтальной слоистости, правда, уже на фоне совершенно другого типа льда.