Еще в четвертичное время (около 50 тыс. лет назад) острова Врангеля и Геральд были частью Берингии — обширной суши, некогда соединявшей Азию с Америкой. По существующим представлениям это была слабо всхолмленная равнина с группой невысоких гор в центре и несколькими широкими речными долинами. Затем море отделило острова от материка. Впоследствии здесь происходили подъемы и разломы земной коры, острова подвергались выветриванию, воздействию морских вод и прибрежных льдов, неоднократно испытывали оледенения, хотя ледники на них не достигали больших размеров и не покрывали всю их поверхность. В настоящее время на о-ве Врангеля обнаружено около десяти скоплений плотного льда — ледничков атмосферного происхождения, обязанных своим существованием метелевому переносу снега (Громов, 1960; Сватков, 1962; Кирюшина, 1965).

Современный рельеф острова сильно расчленен. Занимая большую часть суши, горы образуют три параллельные цепи, каждая из которых на западе и востоке заканчивается прибрежными скалистыми обрывами. Самый низкий хребет — Северный. Он состоит из обособленных возвышенностей и пологих холмов, постепенно переходящих в широкую заболоченную равнину, носящую название Тундры Академии. Средний хребет наиболее мощный, его венчает гора Советская высотой 1096 м над ур. моря. Южный хребет относительно невысокий и проходит невдалеке от морского побережья. Между хребтами простираются широкие долины, изрезанные довольно многочисленными реками. Остров Геральд представляет собой гранитогнейсовый останец; над уровнем моря он возвышается на 380 м.

Острова сложены главным образом метаморфизированными осадочными породами — кварцами, сланцами, известняками. Среди них в виде отдельных пластов мощностью до нескольких сот метров располагаются породы магматические. Рыхлые отложения цементированы льдом и относительно маломощны.

Климат заповедных островов чрезвычайно суровый. Большую часть года над этим районом перемещаются массы холодного арктического воздуха с малым содержанием влаги и пыли. Летом с юго-востока сюда доходит более теплый и влажный тихоокеанский воздух. Периодически доносятся сухие и сильно нагретые массы воздуха из Сибири.

Здешней зиме, самому продолжительному времени года, свойственны устойчивая морозная погода, сильные ветры преимущественно северных румбов, неглубокий и неравномерно залегающий снежный покров. Средняя температура января —21,3°. Но особенно холодно на островах в феврале — марте, когда температура воздуха неделями не поднимается выше —30°. В это время ветер то и дело рождает пургу: ураганные вихри, достигая 40 м/с и более, несут снежную пыль, оголяют вершины, а в низинах наметают сугробы, по которым, не проваливаясь, может проехать вездеход — настолько они прочны, уплотнены морозом и ветром.

Лето прохладное. И в это время года нередки заморозки и снегопады. Средняя температура июля — от 2 до 2,5°. Вглубь от западного побережья о-ва Врангеля и особенно в центре острова, отгороженном от моря горами, |за счет лучшего прогревания воздуха и в еще большей степени благодаря фенам — сильным, порывистым относительно теплым ветрам, дующим с гор в долины и межгорные котловины, лето теплее и суше, чем в восточной части острова и тем более на побережье.

Средняя относительная влажность на островах — 88%, годовая сумма осадков — около 120 мм (бухта Роджерса). Грозы здесь бывают не ежегодно, чаще в июле — августе. На побережье число дней с туманами достигает 80—88. Полярный день длится со второй декады мая по двадцатые числа июля, полярная ночь — со второй декады ноября до конца января. На о-ве Врангеля насчитывается более 140 рек и ручьев длиной более 1 км. Относительно крупных рек (длиной более 50 км) здесь, однако, всего пять. Большинство рек и ручьев относятся к бассейну Чукотского моря. Островные реки, как правило, многоводны лишь весной и летом, во время таяния снега. К концу лета они сильно мелеют, а к осени превращаются в маловодные ручейки. Исключение составляют лишь самые крупные реки — Мамонтовая (запад острова) и Клер (восток острова), остающиеся многоводными даже осенью.

Озер на острове около 900, из них лишь шесть площадью более 1 км2. Подавляющее большинство озер находится в Тундре Академии. Глубина озер, как правило, не превышает 2 м; по происхождению они подразделяются на термокарстовые (большинство озер), старичные — в долинах крупных рек, ледниковые, подпрудные и лагунные — самые крупные.

Побережья островов большую часть года скованы ледяным панцирем и окружены хаотическими нагромождениями торосов. Льды обычно отходят от берега в конце июля — начале августа, но в сентябре — октябре вновь смыкаются. Впрочем, нередко случаются годы, когда море у берегов вовсе не вскрывается.

Почвы о-ва Врангеля одни ученые относят к арктотундровой подзоне тундровой почвенной зоны (Таргульян, Караваева, 1964), другие — к арктической зоне (Михайлов, 1960). В целом здесь представлен набор глеевых, дерновых, болотных и горных почв.

© С.М.Успенский, 1985