Концепция «Ядерная зима. Ядерная зима лучше ядерного лета

"Ядерная зима" -- пропагандистский миф или объективный прогноз?

"Первый ангел вострубил: и сделались град и огонь, смешанные с кровью, и были брошены на землю; и треть земли сгорела, и треть деревьев сгорела, и всякая трава зеленая сгорела".
Откровение Иоанна Богослова, гл. 8

*** I. Теория Ядерная зима -- природная катастрофа, которая, по мнению некоторых ученых, может возникнуть вследствие военного конфликта с применением ядерного оружия. Разрушительные последствия теплового удара, взрывной волны, а также проникающей и остаточной радиации были известны ученым давно, но косвенное влияние подобных взрывов на окружающую среду долгие годы оставалось без внимания. Лишь в 70-ых годах было проведено несколько исследований, в ходе которых удалось установить, что озоновый слой, защищающий Землю от губительного воздействия ультрафиолетового излучения, может быть ослаблен выбросами в атмосферу больших объемов оксидов азота, которые произойдут после многочисленных ядерных взрывов. Дальнейшее изучение проблемы показало, что облака пыли, выброшенные ядерными взрывами в верхние слои атмосферы, могут препятствовать теплообмену между ней и поверхностью, что приведет к временному охлаждению воздушных масс. Затем ученые обратили внимание на последствия лесных и городских пожаров (т.н. эффекте "огненного шторма"), вызванных огненными шарами* ядерных взрывов, и в 1983г. был запущен амбициозный проект под названием TTAPS (по первым буквам фамилий авторов: R.P. Turco, O.B Toon, T.P. Ackerman, J.B. Pollack и Carl Sagan). Он включал в себя детальное рассмотрение такого фактора, как дым и сажа от горящих нефтяных полей и пластмассы в уничтоженных взрывами городах (дым от подобных материалов поглощает солнечных свет гораздо более "эффективно", чем дым от горящего дерева). Именно проект TTAPS дал начало хождению термина "Ядерная зима" ("Nuclear winter"). Впоследствии эта зловещая гипотеза была развита и дополнена научными сообществами американских и советских ученых. С советской стороны ей занимались такие климатологи и математики как Н.Н. Моисеев, В.В. Александров, А.М. Тарко. Как предполагают исследователи, первопричиной ядерной зимы станут многочисленные огненные шары, вызванные взрывами ядерных боеголовок. Эти огненные шары приведут к огромным неконтролируемым пожарам во всех городах и лесах, оказавшихся в их радиусе поражения. Разогрев воздуха над этими пожарами приведет к тому, что огромные столбы дыма, сажи и пепла поднимутся на большую высоту, где они могут витать неделями, пока не осядут на землю или не будут вымыты из атмосферы с дождями. Несколько сотен миллионов тонн пепла и сажи будут перемещаться восточными и западными ветрами до тех пор, пока они не образуют плотный равномерный пояс частиц, охватывающий все Северное полушарие и протянувшийся от 30R с.ш. до 60R с.ш. (именно там расположены все крупные города и сосредоточено почти все население потенциальных стран-участников конфликта). Из-за атмосферной циркуляции затем частично будет затронуто и Южное полушарие. Эти густые черные облака экранируют земную поверхность, препятствуя попаданию на нее солнечного света (90%) в течение нескольких месяцев. Температура ее резко упадет, вероятнее всего на 20-40 градусов С. Продолжительность наступившей ядерной зимы будет зависеть от суммарной мощности ядерных взрывов и при "жестком" варианте может достигать двух лет. При этом величина похолодания при взрывах в 100 и 10000 Мт отличается незначительно. В условиях полной темноты, низких температур и выпадения радиоактивных осадков (fallout) процесс фотосинтеза практически прекратится, и большая часть земной растительности и животного мира будет уничтожена. В Северном полушарии многие животные не выживут из-за недостатка пищи и сложности ее поиска в "ядерной ночи". В тропиках и субтропиках важным фактором будет холод - теплолюбивые растения и животные погубит даже кратковременное снижение температуры. Вымрут многие виды млекопитающих, все птицы, большинство рептилий.Резкий скачок уровня ионизирующей радиации до 500-1000 рад ("радиационный шок") погубит большинство млекопитающих и птиц и вызовет серьезное лучевое поражение хвойных деревьев. Гигантские пожары уничтожат большую часть лесов, степей, сельскохозяйственных угодий. Безусловно погибнут агроэкосистемы, столь важные для поддержания жизнедеятельности человека. Полностью вымерзнут все плодовые деревья, виноградники, погибнут все сельскохозяйственные животные. Снижение среднегодовой температуры даже не на 20R - 40R С, а "всего" на 6R - 7R С равнозначно полной гибели урожаев. Даже без прямых потерь от ядерных ударов, одно лишь это оказалось бы самым страшным бедствием из всех, какие когда-либо довелось пережить человечеству. Таким образом, пережившие первый удар люди столкнутся с арктическим холодом, высоким уровнем остаточной радиации и всеобщим разрушением промышленной, медицинской и транспортной инфраструктуры. Вместе с прекращением поставок пищи, гибелью посевов и чудовищным психологическим стрессом это приведет к колоссальным человеческим жертвам от голода, истощения и болезней. Ядерная зима может уменьшить население Земли в разы и даже в десятки раз, что будет означать фактический конец цивилизации. Общей участи могут не избежать даже страны Южного полушария, такие как Бразилия, Нигерия, Индонезия или Австралия, которые быть разрушены, несмотря на то, что на их территории не разорвется ни одна боеголовка. Отдельные ученые ставят под сомнение результаты вышеназванных исследований. Поэтому, хотя разрушительные последствия ядерной войны и очевидны, уровень повреждений, которые будут нанесены биосфере, остается спорным. Но если этот сценарий достоверен, даже ограниченные ядерные конфликты самоубийственны для человечества. II. Контрдоводы 1. Недостаточный объем доказательной базы. Известно, что даже локальные прогнозы погоды имеют не очень высокую степень достоверности (не больше 80%). При глобальном моделировании климата необходимо учитывать на порядок больше факторов, не все из которых были известны на момент проведения исследования. Трудно судить, насколько реальны построения Н. Моисеева - К. Сагана, так как речь идет об имитационной модели, связь которой с действительностью неочевидна. Расчеты атмосферной циркуляции до сих пор далеки от совершенства, а вычислительные мощности, "суперкомпьютеры" (БСЭМ-6, Cray-XMP), которые имелись в распоряжении ученых в 80-х годах, уступают по производительности даже современным PC. Модель "ядерной зимы" Сагана - Моисеева не учитывает такие факторы как выделение парниковых газов (СО 2) вследствие множественных пожаров, а также влияние аэрозолей на теплопотери земной поверхности. Также она не берет во внимание тот факт, что климат планеты -- саморегулирующийся механизм. Например, парниковый эффект может компенсироваться тем, что растения начинают более интенсивно поглощать углекислый газ. Трудно судить, какие компенсаторные механизмы могут включиться в случае выброса в атмосферу огромных объемов пепла и пыли. Например, эффект ЯЗ может "смягчить" высокая теплоемкость океанов, тепло которых не даст остановиться конвекционным процессам, и пыль выпадет несколько раньше чем показали расчеты. Возможно, изменение альбедо Земли приведет к тому, что она будет поглощать больше солнечной энергии, что вместе с парниковым эффектом, вызванным выделением аэрозолей, приведет не к похолоданию, а к нагреванию земной поверхности ("Венерианский вариант"). Однако и в этом случае может включится один из защитных механизмов -- океаны начнут более интенсивно испаряться, пыль выпадет с дождями, и альбедо придет в норму. Многие климатологи допускают, что теоретически ЯЗ возможна, но она не может быть следствием даже крупномасштабного конфликта между Россией и США. По их мнению, всего арсенала сверхдержав недостаточно для достижения требуемого эффекта. Для иллюстрации данного тезиса приводится взрыв вулкана Кракатау в 1883г., оценки мегатоннажа которого разнятся от 150 мегатонн до нескольких тысяч. Если верно второе, то это вполне сопоставимо с небольшой, но интенсивной ядерной войной. Извержение вулкана выбросило в атмосферу порядка 18 км 3 породы и привело к так называемому "году без лета" -- небольшому снижению среднегодовой температуры на всей планете. Но не к гибели цивилизации, как мы знаем. 2. Зависимость выводов ученых от политической конъюнктуры Многих смущает то, что теория ЯЗ появилась подозрительно "вовремя", совпав по времени с периодом так называемой "разрядки" и "нового мышления", и предшествуя распаду СССР и добровольному оставлению им своих позиций на мировой арене. Масла в огонь подлило и таинственное исчезновение в 1985г. в Испании В. Александрова -- одного из советских разработчиков теории ЯЗ. Однако противниками теории ЯЗ выступают не только ученые -- математики и климатологи, которые обнаружили в расчетах К.Сагана и Н.Моисеева значительные погрешности и допущения. Зачастую нападки на ЯЗ политически окрашены. В этом направлении есть два взаимоисключающих и взаимодополняющих предположения: а) ЯЗ придумали НАТОвские стратеги, чтобы запугать СССР. Цитата: "За этой посылкой о "ядерной зиме", которая якобы загубит все человечество, следовали уже чисто идеологические выводы о необходимости братания с Америкой, одностороннего разоружения, роспуска ОВД, "демилитаризации сознания" и.т.д. Участие американской стороны в пропаганде "ядерной зимы" в конце 80-х годов было столь значительным, что эту ложную климатическую угрозу вполне можно считать американским спецпроектом". Как правило, именно таким образом строится аргументация противников теории ЯЗ. Настораживает тот факт, что среди последних львиную долю составляют националисты и шовинисты всех мастей, некоторые из которых спокойно рассуждают о полезности новой мировой войны (в т.ч. ядерной) для оздоровления русского народа. б) ЯЗ придумали советские стратеги, чтобы запугать НАТО. Американская версия. Она объясняет появление теории ЯЗ тем, что ОВД обладал превосходством над НАТО в обычных вооружениях в Европе, и поэтому СССР было выгодно неприменение ядерного оружия в случае крупномасштабной войны. Настораживает и то, что после окончания "холодной войны" не проводится попыток смоделировать эффект ЯЗ на современном оборудовании (таком как установленный в Национальном Центре Атмосферных Исследований США суперкомпьютер Blue Sky c пиковым значением производительности до 7 Тфлоп и внешней памятью объемом 31,5 Тбайт). Если подобные исследования и имеют место, они носят частный характер и не получают широкой огласки, и уж тем более государственной поддержки. Все это может говорить в пользу версии о "заказном" характере теории ЯЗ. III. Сухой остаток Бесспорно, "ядерная зима" -- не только научный, но и политический и социокультурный феномен. Вместе с гипотезой о "глобальном потеплении" (которую многие климатологи также считают спорной) ЯЗ быстро стала фактом массового сознания благодаря СМИ, художественной литературе и кинематографу. Именно благодаря ее наглядности -- радиация незаметна и трудновообразима, а многолетнюю зиму и ночь представить может каждый -- эта "страшилка" стала той плодородной нивой, на которой вот уже несколько десятилетий успешно кормятся фантасты, пугающие нас очередным концом света, и "борцы за мир", призывающие великие державы отказаться от ядерного Дамоклова меча и искать более цивилизованные способы разрешения противоречий. Несмотря на обоснованные сомнения, теория "ядерной зимы" относится к вещам, о которых говорят: "если бы этого не было, это стоило бы выдумать". Трудно поспорить с тем, что она сыграла свою положительную роль, поспособствовав прекращению гонки вооружений и разрядке международной обстановки. Ведь даже без климатического апокалипсиса разрушительные последствия ядерной войны оставляют человечеству слишком мало шансов на выживание. Главной заслугой авторов теории ЯЗ можно считать то, что они открыли людям глаза на опасность косвенных эффектов ядерных ударов, которые могут гораздо быть опаснее прямых (ударной волны, проникающей радиации и др). Нельзя исключать, что ядерная война спровоцирует и другие вторичные эффекты, о которых пока ничего не известно. Возможна или нет "ядерная зима", окончательно можно будет сказать только после "эксперимента". Провести который, будем надеяться, не придет в голову ни одному безумному экспериментатору. P.S.: Добавление 2010-го года: Возможно, единственный правдоподобный сценарий "ядерной зимы" - массированный удар по угольным пластам. Либо "Оружие судного дня" на этой основе. Список литературы: -- "Математическое моделирование экосистем" 1986. -- Зденек Кукал "Природные катастрофы" Издательство "Знание" Москва, 1985. -- В.В. Александров, Г.Л. Стенчиков. Моделирование климатических последствий ядерной войны, М., 1983. -- Н.Н. Моисеев, В.В. Александров, А.М. Тарко. Человек и биосфера. М., 1985. -- Carl Sagan "Nuclear war and climatic catastrophe: some policy implications" * "огненный шар" [взрыва] -- это термин, а не мой буквальный перевод англ. fireball (прим. автора).

Ядерное оружие имеет три фактора глобального поражения - непосредственный удар по всей площади Земли, радиоактивное заражение всей Земли и ядерная зима.

Для почти полного уничтожения людей на суше потребуется не менее 100 000 боеголовок мегатонного класса. Для гарантированного уничтожения нужно гораздо больше зарядов, поскольку даже в 500 метрах под эпицентром взрыва в Хиросиме были выжившее. Кроме того, останутся корабли, самолеты, подземные убежища и случайно уцелевшие. На пике холодной войны ведущие державы обладали примерно 100 000 боеголовок, а накопленные запасы плутония позволяют произвести сейчас до миллиона зарядов. Вместе с тем ни один сценарий ядерной войны не предполагает равномерного удара по всей площади планеты - даже если возникнет цель всепланетного самоубийства, найдутся способы попроще. Однако ядерная война создает два следствия - ядерную зиму и радиоактивное заражение.

Ядерная зима

Ни один из научных прогнозов ядерной зимы не предусматривает вымирания человечества и, тем более, всей жизни на Земле. Например, Финляндия имеет примерно десятилетний запас еды плюс топливо в виде лесов, печи и навыки вживания при зимних температурах. Поэтому, чтобы действительно убить всех людей, ядерная зима должна длиться более ста лет с антарктическими температурами. Возможны следующие варианты ядерной зимы:

• падение температуры на один градус, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию. Как после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году.
• "ядерная осень" - несколько лет пониженных на 2-4 градуса температур, неурожаи, ураганы.
• "год без лета" - интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и обморожения в некоторых странах. Это уже происходило после крупных извержений вулканов в VI веке нашей эры, в 1783 г, в 1815 г.
• "десятилетняя ядерная зима" - падение температуры на всей земле на 10 лет на 30-40 градусов. Выпадение снега на большей части планеты, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также оттого, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые сугробы, разрушающие строения и перекрывающие дороги. Гибель больше части населения Земли, однако оставшиеся миллионы сохранят ключевые технологии. Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что мирового запаса рогатого скота (который замерзнет на своих фермах и будет храниться в таких естественных "холодильниках") хватит на годы прокорма всего человечества.
• новый ледниковый период. Продолжает предыдущий сценарий: отражающая способность Земли возрастает за счет снега, и начинают нарастать новые ледяные шапки от полюсов к экватору. Однако часть суши у экватора остается пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придется радикально измениться. Трудно представить огромные переселения народов без войн. Много видов живых существ вымрет, но большая часть биосферы уцелеет, хотя люди будут уничтожать ее еще более безжалостно в поисках пищи.
• необратимое глобальное похолодание. Оно может быть следующей фазой ледникового периода, при развитии событий в наихудшем случае. На всей Земле на геологически длительное время устанавливается антарктический температурный режим, океаны замерзают, суша покрывается толстым слоем льда. Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, может пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы найти способ обратить вспять сам процесс оледенения. Жизнь уцелеет только около геотермальных источников на морском дне. Последний раз Земля вошла в это состояние примерно 600 млн. лет назад, то есть до выхода животных на сушу. В то же время за последние 100 000 лет было четыре обычных оледенения.

Полное радиоактивное заражение

Следующий сценарий - глобальное радиоактивное заражение. Наиболее известный сценарий такого заражения - это применение кобальтовых бомб, то есть бомб с повышенным выходом радиоактивных веществ. Если распылить 1 грамм кобальта на 1 кв. км, это не погубит всех людей, хотя и потребует эвакуации - загрязнение будет длительным, и его трудно пересидеть в бункере. Тем не менее, даже такое заражение потребует 500 тонн кобальта на всю планету. Готовое устройство, по разным оценкам, может весить до 110 000 тонн, стоить - до 20 млрд долларов. Итак, создание атомной бомбы судного дня технически реально для крупного государства, обладающего ядерной программой, и потребует нескольких лет работы.

Не менее опасен печально знаменитый изотоп полоний-210. Он является гораздо более мощным источником, чем кобальт, так как имеет меньший период полураспада (в 15 раз примерно). И он обладает способностью накапливаться в организме, поражая изнутри, что повышает его эффективность еще примерно в 10 раз. Полное смертельное заражение земной поверхности потребует только 100 тонн этого опасного вещества. Однако неизвестно, сколько водородных бомб нужно взорвать, чтобы наработать такое количество полония-210. Кроме того, короткоживущий изотоп можно пересидеть в бункере. Теоретически возможно создание автономных бункеров со сроком самообеспечения в десятки лет. Гарантированное вымирание можно получить, смешав долгоживущие и короткоживущие изотопы. Короткоживущие уничтожат большую часть биосферы, а долгоживущие сделают землю непригодной для жизни тех, кто пересидит заражение в бункере.

Машина судного дня

Соберем в отдельную категорию несколько вариантов Машины судного дня (устройства, способного уничтожить всю жизнь на Земле, апофеоз доктрины взаимного гарантированного уничтожения), которую может создать наиболее злонамеренная группа людей. Хотя основная идея машины состоит в той форме шантажа, которая подразумевает, что машина никогда не будет применена, сам факт ее создания создает вероятность применения. Не всякий вариант глобальной катастрофы годится как Машина судного дня. Это должен быть процесс, который:

• может быть запущен в строго определенный момент
• ведет к глобальной катастрофе с вероятностью, близкой к 100 процентам
• неуязвим к попыткам предотвратить применение или к несанкционированному применению
• должна быть возможность демонстрации процесса (шантаж).

Вероятность создания Машины судного дня повышается вместе с удешевлением и упрощением производства ядерного оружия. Любые открытия в области холодного ядерного синтеза, управляемого ядерного синтеза на токамаках, доставки гелия-3 из космоса, удешевление производства при использовании наработок нанотехнологий работают на такой сценарий.

Итак, варианты:

• взрыв водородной бомбы (в супервулкане, каменноугольном пласте, в ядерном реакторе). Ядерную зиму можно устроить, взорвав водородные бомбы в каменноугольных шахтах. Это даст неизмеримо больший выброс сажи, чем атака на города. Если установить водородные бомбы с таймером на разные сроки, ядерная зима продлится неограниченно долго. Теоретически, таким образом можно довести Землю до устойчивого состояния "белого холодного шарика", отражающего весь солнечный свет, с полным вымерзанием океанов, которое станет самоподдерживающимся состоянием.
• создание водородной сверхбомбы стационарного типа.
• взрыв кобальтовых зарядов.
• проплавление коры Земли с помощью жидкого ядерного реактора по типу капли.

По книге Алексея Турчина "Структура глобальной катастрофы" .

Ядерные взрывы

Петр Топычканов, старший научный сотрудник Центра международной безопасности ИМЭМО РАН:

Вероятность того, что в обозримом будущем какая-либо страна применит ядерное оружие (ЯО), невысока. Среди государств, обладающих им, сейчас конфликтуют только Индия и Пакистан. Но они не рассматривают ядерное оружие в качестве реального инструмента решения противоречий, и, насколько известно, ядерные боеприпасы хранятся у них в разобранном виде.

Если говорить об угрозе со стороны Израиля, то, во-первых, мы ничего не знаем о статусе его ядерного оружия. Во-вторых, нужно понимать, что Израиль не может нанести ядерный удар в ответ на атаку с использованием обычных вооружений. Иначе он потеряет легитимность в глазах мирового сообщества. Единственной угрозой, в ответ на которую Израиль может применить ЯО, способна стать вероятная ядерная угроза со стороны Ирана. Но западные государства вряд ли допустят появления ЯО в этой стране. Для этого они уже не раз применяли силу. Например, были убиты иранские ученые, участвовавшие в ракетных и ядерных программах. Также можно вспомнить атаку на ядерные объекты исламской республики с помощью компьютерных вирусов Stuxnet. Очевидно, что если Иран вплотную подойдет к созданию ЯО, против него будут приняты и более жесткие меры.

Говоря о вероятности ядерного удара, нельзя обойти проблему распространения ядерных технологий, которые становятся все более доступными. Если раньше ЯО было оружием сильных стран, то сейчас оно рассматривается как оружие бедных стран. Существуют возможности для нелегального обмена технологиями и материалами. Вспомним недавнюю историю с "черным рынком" ядерных технологий, названным в честь пакистанского ученого Абдул Кадир Хана. Мы, например, не контролируем контакты, которые происходят между Пакистаном и Саудовской Аравией. Вполне может быть, что Саудовская Аравия, которая финансово помогла Пакистану в его ядерной программе, захочет получить ЯО. Такие контакты могут существовать между целым рядом стран, и многие из них, возможно, заинтересованы в получении ЯО.

Кроме того, существует угроза ядерного терроризма. Террористические организации могут создать и применить примитивное ядерное устройство - "грязную бомбу". Это устройство не разрушит город, но обеспечит радиоактивное загрязнение. Такая угроза существует практически в любой стране - в США, России, странах ЕС, Японии, Южной Кореи, Сингапуре и т.д. Соответственно, перед многими странами встала проблема обеспечения эффективного пограничного контроля. Кстати говоря, Россия достигла существенного прогресса в этой области.

Но пока вероятность проведения ядерного теракта оценивается как невысокая. После 11 сентября многие террористические организации потеряли значительные ресурсы - их счета были заморожены. Сейчас они представляют собой, скорее, не организации, а разрозненные группы локального значения. В нынешних условиях им трудно организовать атаку с применением ЯО. Хотя нельзя исключать, что в подготовке такой атаки террористам могут оказывать помощь отдельные государства.

Нельзя сбрасывать со счетов и угрозу проведения диверсий или возникновения аварий на ядерных объектах. Так, пару лет назад произошло террористического нападение на Баксанскую ГЭС в Кабардино-Балкарии. Последствия диверсии на АЭС могут быть сопоставимы со взрывом "грязной бомбы". К тому же сейчас атомная энергетика развивается в целом ряде стран, где условия для обеспечения безопасности оставляют желать лучшего. Если даже в Японии с ее высокой культурой безопасности эксплуатации ядерных станций произошла авария , что говорить о странах, вообще не имеющих опыта обращения с АЭС.

Ну и пока в мире существуют значительные арсеналы ЯО, нельзя исключать вероятности аварий при его хранении или транспортировке. Например, в 2007 году в США разразился скандал, когда выяснилось, что стратегический бомбардировщик пролетел над территорией Америки с ядерным оружием на борту. Суть в том, что это оружие было неучтенным - о том, что оно находилось на борту, не знали ни пилоты, ни наземные службы.

Затем эта гипотеза была подтверждена модельными расчётами на ЭВМ В. В. Александрова . Были рассмотрены две основные возможности: суммарная мощность ядерных взрывов 10000 и 100 Мт. При мощности ядерных взрывов в 10000 Мт солнечный поток у поверхности Земли сократится в 400 раз, характерное время самоочищения атмосферы 3-4 месяца. При мощности ядерных взрывов в 100 Мт солнечный поток у поверхности Земли сократится в 20 раз, характерное время самоочищения атмосферы порядка месяца. При этом кардинальным образом изменяется весь климатический механизм Земли, что проявляется в исключительно сильном охлаждении атмосферы над материками (за первые 10 дней средняя температура падает на 15 градусов, а затем начинает незначительно повышаться). Эти работы получили широкий общественный резонанс в массовой прессе разных стран . Впоследствии многие физики оспаривали достоверность и устойчивость полученных результатов, однако убедительного опровержения гипотеза не получила. Интересно высказывание Силарда : «Если бы ядерная зима была невозможна, её следовало бы выдумать».

Современные расчёты

В современных работах 2007, 2008 гг. сделан шаг вперёд по сравнению с пионерами этих изысканий. Компьютерное моделирование показывает, что небольшая ядерная война, когда каждая воюющая сторона использует около 50 зарядов, каждый из которых по мощности равен бомбе, взорванной над Хиросимой , взрывая их в атмосфере над городами, даст беспрецедентный климатический эффект, сравнимый с малым ледниковым периодом . Кстати, 50 зарядов - это примерно 0,3 % от текущего мирового арсенала (2009) .

Согласно подсчетам американских учёных Оуэна Туна и Ричарда Турко, Индо -Пакистанская война с использованием боезарядов суммарной мощностью 750 кт привела бы к выбросу в стратосферу 6,6 Мт (6,6 млн тонн) сажи . Такой степени загрязнения достаточно, чтобы температура на Земле опустилась ниже, чем в 1816 году («Год без лета »). Обмен ядерными ударами между Россией и США с использованием 4400 зарядов мощностью не более 100 кт каждый привел бы к выбросу 150 Мт сажи, тогда как используемая модель расчёта показывает, что уже 75 Мт сажи в стратосфере приведут к моментальному падению значения потока энергии на м² земной поверхности, 25-процентному сокращению осадков и падению температуры ниже значений плейстоценового ледникового периода. Подобная картина сохранялась бы не менее 10 лет, что привело бы к катастрофическим последствиям для сельского хозяйства .

Критика

Концепция «ядерной зимы» основана на долгосрочных моделях изменения климата. В то же время, детальное численное и лабораторное моделирование начальной стадии развития крупномасштабных пожаров показало, что эффект загрязнения атмосферы имеет как локальные, так и глобальные последствия. На основании полученных результатов сделан вывод о возможности ядерной зимы (Музафаров, Утюжников, 1995 , работы под руководством А. Т. Онуфриева в МФТИ ). Противники концепции «ядерной зимы» ссылались на то обстоятельство, что в ходе «ядерной гонки » в - гг. в мире было произведено около 2000 ядерных взрывов различной мощности в атмосфере и под землей. В совокупности, по их мнению, это равно эффекту затяжного полномасштабного ядерного конфликта. В этом смысле «ядерная война» уже состоялась, не приведя к глобальной экологической катастрофе. Однако фундаментальные отличия ядерных испытаний от обмена ударами состоят в том, что:

• Испытания производились над пустыней или водой и не вызывали массовых пожаров и огненных штормов , пыль поднималась в атмосферу только за счёт энергии ядерного взрыва, а не энергии, накопленной в сгораемых материалах, для выделения которой ядерный взрыв является лишь «спичкой».
• При испытаниях поднималась в основном тяжёлая пыль из раздробленных и оплавленных горных пород, имеющая большую плотность и высокое отношение массы к площади, то есть склонная к быстрому оседанию. Сажа от пожаров имеет меньшую плотность и более развитую поверхность, что позволяет ей дольше удерживаться в воздухе и подниматься выше с восходящими потоками.
• Испытания проводились в течение долгого времени, а в случае войны пыль и сажа будут выброшены в воздух одномоментно.

Вместе с тем, по мнению противников концепции «ядерной зимы», такие расчёты не учитывают разработанные ещё в 1960-е годы контрсиловые сценарии ядерного конфликта. Речь идет о вариантах ведения военных действий, когда целями для ядерных ударов выступают только пусковые установки противника, а против его городов ядерное оружие не применяется. Выброс сажи в стратосферу как причина «ядерной зимы» так же критикуется как маловероятное событие. При поражении современного города выброс сажи рассчитывается по принципу использования схемы лесного пожара с учетом гораздо большего количества топлива существующего на той же территории. Примером является бомбежка немецких и японских городов во время Второй Мировой Войны («Огненный смерч »). Такая модель конечно предполагает множественные источники возгорания в неразрушенных конструкциях. Поскольку пламя во время пожара гораздо быстрее распространяется по вертикали, чем по горизонтали то стоящие здания образуют благоприятные условия для возникновения массовых пожаров. Мощность термоядерного оружия настолько велика, что при поражении современного города поверхность оплавляется и «сравнивается с землей» тем самым погребая пожароопасный материал под несгораемыми остатками строений. Однако, конечно, некоторые индустриальные объекты бомбежки как, например, нефтехранилища могут являться источниками значительного количества сажи в атмосфере, что может привести к нежелательным последствия местного характера, как и произошло во время войны в Персидском заливе в 1991 году . Температура в Персидском заливе упала на 4-6 градусов, но вопреки существовавшим в то время моделям, дымы не поднялись выше 6 км и не проникли в стратосферу. Позднее сторонники теории Сагана объяснили это тем, что его модель была основана на более быстром образовании сажи, что создало бы условия для проникновения её в стратосферу. Oднако во всех известных случаях возникновения значительных зольных выбросов в атмосферу, как в случае «огненных смерчей» в Европейском ТВД Второй Мировой войны или аналогичного явления в Хиросиме, когда город загорелся из за многочисленных кухонных пожаров в поврежденных зданиях (так как большинство населения в то время использовало угольные печи) дымы не поднимались выше уровня тропосферы (5-6 км) и сажа вымывалась дождями в течение нескольких дней после этого (в Хиросиме этот феномен получил название «черный дождь»). Данные полученные во время наблюдения за лесными пожарами также не подтверждают возможности проникновения значительного количества сажи в стратосферу. Также феномен попадания сажи в высокую тропосферу чаще наблюдается в жарких субтропических регионах и при этом в незначительных количествах неспособных серьёзно повлиять на температуру поверхности. К тому же даже если предположить, что ЯО будет применяться в тропиках, вероятность пожаров там значительно меньше, чем в средних широтах из-за высокой влажности. Во время испытаний ЯО на атолла Бикини и Эниветок пожары не возникли именно по этой причине.

Даже если предположить, что выброс 150 Мт сажи в стратосферу действительно будет иметь место, то последствия этого могут и не быть настолько катастрофичными, как предполагается моделями Карла Сагана. Выбросы значительно большего количества сажи во время извержений вулканов имеют значительно меньший эффект на климат. Например последствия извержения Пинатубо в июне 1991 года когда за несколько дней извержения было выброшено около 10 км³ горных пород и высота эруптивной колонны составляла 34 км (по этому показателю оно уступает в XX веке только извержению Катмай-Новарупта в национальном парке Катмай на Аляске), были ощутимы по всему миру. Оно привело к самому мощному (по шкале вулканических извержений) выбросу аэрозолей в стратосферу со времён извержения вулкана Кракатау в 1883 году . На протяжении следующих месяцев в атмосфере наблюдался глобальный слой сернокислотного тумана . Однако при этом было зарегистрировано падение температуры лишь на 0,5 °C и имело место некоторое сокращение озонового слоя , в частности, образование особо крупной озоновой дыры над Антарктидой. Извержение вулкана Тамбора на индонезийском острове Сумбава в 1815 году было гораздо более мощным - было выброшено около 150 км³. Значительное количество вулканического пепла оставалось в атмосфере на высотах до 80 км в течение нескольких лет и вызывало интенсивную окраску зорь, но глобальная температура упала лишь на 2,5 °C . Последствия этого явления, конечно, были весьма тяжелы для сельского хозяйства, уровень которого в то время был весьма примитивным по современным понятиям, но все же не являлись «библейской» катастрофой и не привели к депопуляции регионов, где население голодало в результате неурожаев.

Также теория ядерной зимы не учитывает парниковый эффект от гигантских выбросов углекислого и других парниковых газов вследствие массового применения ЯО, а также то, что в первое время после войны падение температуры от прекращения доступа к солнечному свету будет компенсироваться огромными тепловыми выбросами от пожаров и самих взрывов.

Ученый Фред Сингер так высказался на эту тему :

Я всегда считал «ядерную зиму» научно неподтвержденным обманом , о чем я и говорил в моей дискуссии с Карлом Саганом во время обсуждения в Nightline. Данные, полученные во время нефтяных пожаров в Кувейте, поддерживают эту точку зрения. На самом деле, ядерные взрывы могли бы создать сильный парниковый эффект и вызвать потепление, а не похолодание. Будем надеяться, что мы никогда не узнаем, как это произойдет на самом деле.

Примечания

1. P. J. Crutzen , J.W. Birks The atmosphere after a nuclear war: Twilight at noon. Ambio 11 , 114 (1982).
2. R. P. Turco et. al. Nuclear winter-Global consequences of multiple nuclear-explosions. Science 222 , 1283 (1983). DOI :10.1126/science.222.4630.1283
3. J. E. Penner et al. Smoke-plume distributions above large-scale fires-Implications for simulations of nuclearwinter. J ClimateApplMeteorol 25 , 1434 (1986).
4. S. J. Ghan et. al. Climatic response to large atmospheric smoke injections - sensitivity studies with a tropospheric general-circulation model. J Geophys Res Atmos 93 , 315 (1988).
5. Александров В.В. Стенчиков Г.Л. Об одном вычислительном эксперименте, моделирующем последствия ядерной войны. Вычислительная математика и математическая физика , 1984, т. 24, стр. 140-144
6. Стенчиков Г.Л. Климатические последствия ядерной войны: выбросы и распространение оптически активных примесей в атмосфере. Сообщения по прикладной математике. М., Вычислительный центр АН СССР , 1985, 32 c.
7. В.П. Пархоменко, Г.Л. Стенчиков Математическое моделирование климата. М.: Знание, 1986, 4
8. Laurence Badash Massachusetts Institute of Technology, 2009 ISBN 0-262-01272-3 ISBN 978-0-262-01272-0 (англ.)
9. Alan Robock Time to Bury a Dangerous Legacy - Part II Climatic catastrophe would follow regional nuclear conflict A Publication of Yale Center for the Study of Globalization: «YaleGlobal», 17 March 2008 (англ.)
10. Экологические последствия ядерной войны
11. Моделирование распространения загрязнений над большим пожаром в атмосфере, Соросовский образовательный журнал, T.7, N4, c. 122-127 (2001) , С. В. Утюжников
12. Nuclear Testing Chronology (англ.)
13. Mastering the Problem of Environmental Quality: an interview with Dr. S. Fred Singer | Heartlander Magazine

См. также

Ссылки

• В. П. Пархоменко, А. М. Тарко. Ядерная зима. «Экология и жизнь», № 3, 2000 г.
• М. Д. Искандеров. Что такое «Ядерная зима». ЭБЖ, № 10, 2000 г.
• Учебная модель: Последствия локального ядерного конфликта

Wikimedia Foundation . 2010 .

По ставшим уже общепризнанными оценкам, в результате выноса в стратосферу большого количества дыма и сажи от обширных пожаров, вызванных взрывом 30 - 40 % накопленных в мире ядерных боезарядов, в результате существенного повышения количества отраженных солнечных лучей, температура на планете повсеместно снизится до арктической. Такое изменение климатических условий жизни на Земле и называется ядерной зимой.

Суровость ядерной зимы зависит от следующих факторов:
1. Количество сажи, которое возникнет и будет выброшено в тропосферу в случае крупномасштабной ядерной войны.
2. Влияние сажи на температуру Земли.
3. Время нахождения сажи в верхних слоях атмосферы.
4. Влияние похолодания на выживание людей.

Учитывая неопределенность в моделях, а также возможность затяжной ядерной войны и других причин затемнения атмосферы, можно предположить следующие теоретические варианты ядерной зимы:

1. Падение температуры на один градус в год, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию (как после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году).

2. «Ядерная осень» - снижение температуры на 2-4 °С в течение нескольких лет; неурожаи, ураганы.
3. «Год без лета» - интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и смерть людей от холода в некоторых странах. Это уже происходило после крупных извержений вулканов в VI веке н. э., в 1783 году, в 1815 году.

«Десятилетняя ядерная зима» - падение температуры на всей Земле за 10 лет примерно на 30 - 40 °С. Этот сценарий подразумевается моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части планеты, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также от того, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающие дороги.

Большая часть населения Земли погибнет, однако миллионы людей выживут и сохранят ключевые технологии. Риски: продолжение войны за теплые места, неудачные попытки согреть нашу планету с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержение вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета. Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что одного только мирового запаса рогатого скота (который замерзнет на своих фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на годы прокорма всего человечества, а Финляндия имеет стратегический запас еды (зерна) на 10 лет.
Новый ледниковый период.

Является гипотетическим продолжением предыдущего сценария, в ситуации, когда отражающая способность Земли возрастает за счет снега, и начинают нарастать новые ледяные шапки от полюсов вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора остается пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придется радикально измениться. Трудно представить огромные переселения народов без войн. Многие виды живых существ вымрут, но значительная часть биосферы уцелеет, хотя люди будут уничтожать ее еще более безжалостно в поисках хоть какой-либо пищи. Люди уже пережили несколько ледниковых периодов, которые могли начаться весьма резко в результате извержений сверхвулканов и падений астероидов (извержение вулкана Тоба, Элатинская кометная катастрофа).

6. Необратимое глобальное похолодание. Оно может быть следующей фазой ледникового периода (при наихудшем развитии событий). На всей планете на геологически длительное время установится температурный режим, как в Антарктиде, океаны замерзнут, суша покроется толстым слоем льда.

Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, может пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить вспять этот процесс. Жизнь может уцелеть только около геотермальных источников на морском дне. Последний раз Земля вошла в это состояние примерно 600 млн лет назад, то есть до выхода животных на сушу, и смогла выйти из него только благодаря накоплению С02 в атмосфере.

7. Наконец, в случае, если бы Солнце вообще перестало светить, наихудшим исходом было бы превращение всей атмосферы в жидкий азот.

Интеграция поражающих факторов оружия

Умеренная по масштабам ядерная зима, сопровождающаяся умеренным радиоактивным поражением, может дать «синергетический» эффект, который превосходит по силе даже самую мощную ядерную зиму, взятую в отдельности.

Например, как уже было сказано, в случае «чистой» ядерной зимы люди смогут многие годы питаться скотом, который замерз у себя в стойлах и хорошо сохранился. В случае радиоактивного заражения такой возможности не будет. Взрывными волнами по всему миру будут разрушены дома, а там, где они сохранятся, будут выбиты стекла, и это сделает более сложной защиту от радиации и холода.

Топить радиоактивным лесом будет опасно. Эти факторы усилятся разрушением наиболее ценных объектов инфраструктуры за счет прямого действия поражающих факторов ядерного оружия.

Ядерная зима как вид вооружения

Можно предположить, что если некая сила задастся целью устроить ядерную зиму искусственно, то она может ее организовать, взорвав водородные бомбы в каменноугольных шахтах или в тайге. Это, возможно, даст неизмеримо больший выброс сажи, чем атака на города. Если установить водородные бомбы с таймером на разные сроки, то можно поддерживать ядерную зиму неограниченно долго. Теоретически, таким образом можно достичь устойчивого самоподдерживающегося состояния «белого холодного шарика», отражающего весь солнечный свет, с полным вымерзанием океанов.

Инициация извержения сверхвулкана с помощью ядерного оружия также приведет к аналогу «ядерной зимы» - к вулканической зиме. Попытки людей исправить ситуацию с помощью искусственно созданной ядерной зимы или ядерного лета, могут только усугубить проблемы за счет перехода климата в режим раскачки.

Отдельно можно выделить теорию ядерного лета, которая предполагает, что после ядерной зимы, а может быть и вместо нее, наступит значительное повышение температуры Земли, которое может опасно суммироваться с уже имеющимся эффектом глобального потепления, переведя его в закритическую стадию с ростом температуры на десятки градусов. Факторы, которые могут привести к ядерному лету: выпадение сажи на ледники; образование окислов азота при взрывах, разрушающих озоновый слой и ведущих к вымиранию растительности, поглощающей диоксид углерода; изменение альбедо в силу опустынивания и выделение диоксида углерода при пожарах.

Кроме того, перестанет работать барьер, не дающий водяному пару попасть в стратосферу, а затем, когда он снова включится, десятки миллиардов тонн воды окажутся заперты в стратосфере, и они могут создать парниковый эффект в дополнительные 8°С величиной, как утверждает Рональд в своей статье «Ядерная зима и другие сценарии». Кроме того, он предполагает, что ядерную зиму можно использовать как оружие, при этом побеждает страна, накопившая наибольшие запасы продовольствия и имеющая наилучшее теплое жилье.

Ядерное лето гораздо опаснее ядерной зимы, так как человек легче переносит охлаждение, чем нагрев (то есть, если принять комнатную температуру за 20°С, то человек переносит мороз на улице в - 50°С, то есть на 70°С ниже, но сможет выдержать подъем температуры не более чем на 30°С, то есть не выше 50°С. Кроме того, системы обогрева могут работать автономно (уцелевшие леса как источник дров + печка), а холодильники требуют наличия устойчивой централизованной инфраструктуры (производство холодильников + электроэнергии). Хранение продуктов питания при резком потеплении станет крайне затруднено - они сгниют, будут испорчены вредителями или сгорят. Таким образом, ядерное лето создает гораздо больший риск вымирания, чем ядерная зима.

Особенность глобального заражения в том, что оно способно равномерно распространиться по всей поверхности Земли и проникнуть всюду за счет естественной конвекции атмосферы, а также в том, что оно настолько длительно, что его нельзя переждать в существующих сейчас автономных убежищах.

Наиболее известный сценарий такого рода - применение кобальтовых бомб, то есть бомб с повышенным выходом радиоактивных веществ. Кобальтовые бомбы представляют собой водородные бомбы, окруженные оболочкой из кобальта-59, превращающегося в радиоактивный изотоп кобальт-601. Проект бомбы, способной заражать целые континенты, предложил Лео Сцилард в 1950 году. Кобальт-60 имеет период полураспада 5,26 года, поэтому загрязнение, создаваемое им, будет длительным и его будет трудно переждать в бункере.