Ядерная зима - гипотетическое глобальное состояние климата Земли в результате широкомасштабной ядерной войны. Предполагается, что в результате выноса в стратосферу некоторого количества дыма и сажи, вызванного обширными пожарами при взрыве нескольких ядерных боезарядов, температура на планете повсеместно снизится до арктической в результате существенного повышения количества отражённых солнечных лучей.
Вокруг почти любого вида оружия существует много расхожих представлений и откровенных мифов, которые весьма волнуют публику, интересующуюся армией и оружием. Ядерное оружие не является исключением. В числе таких мифов - широко известная концепция "ядерной зимы". Давайте разберем ее подробнее...
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 30° с.ш. до 60° 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 20° – 40° С, а «всего» на 6° – 7° 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.
Возможность возникновения ядерной зимы предсказана Г. С. Голицыным в СССР и Карлом Саганом в США, затем эта гипотеза была подтверждена модельными расчётами Вычислительного центра АН СССР. Эта работа была проведена академиком Н. Н. Моисеевым и профессорами В. В. Александровым и Г. Л. Стенчиковым. Ядерная война приведёт к «глобальной ядерной ночи», которая продлится около года. Сотни миллионов тонн грунта, сажа горящих городов и лесов сделают небо непроницаемым для солнечного света. Были рассмотрены две основные возможности: суммарная мощность ядерных взрывов 10 000 и 100 Мт. При мощности ядерных взрывов в 10 000 Мт солнечный поток у поверхности Земли сократится в 400 раз, характерное время самоочищения атмосферы составит приблизительно 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). В отдельных районах Земли похолодает и на 30-50 градусов. Эти работы получили широкий общественный резонанс в широкой печати разных стран. Впоследствии многие физики оспаривали достоверность и устойчивость полученных результатов, однако убедительного опровержения гипотеза не получила.
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.
Вся эта история изначально производила впечатление грандиозной "психической атаки", предпринятой руководством США на советское руководство. Цель ее была вполне очевидной: заставить советское руководство отказаться от применения ядерного оружия, что дало бы для США военное преимущество. Если массированный ответный или ответно-встречный ядерный удар приведет к "ядерной зиме", то применять его бессмысленно: такой удар повлечет за собой коренной подрыв сельского хозяйства, сильнейшие неурожаи в течение ряда лет, что вызовет сильный голод даже при советских стратегических запасах продовольствия.
Судя по тому, что Маршал Советского Союза С.Ф. Ахромеев вспоминал, что в конце 1983 года в Генеральном штабе в конце 1983 года, то есть после появления концепции "ядерной зимы", ее презентации на беспрецедентной научной советско-американской научной конференции с прямым телемостом Москва-Вашингтон 31 октября - 1 ноября 1983 года и американскими учениями Able Archer-83, начавшимися 2 ноября 1983 года и отрабатывавшими ведение полномасштабной ядерной войны, начали разрабатывать планы полного отказа от ядерного оружия, "психическая атака" достигла цели.
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.
Движение за мир во всем мире рукоплескало этой концепции, поскольку видело в ней аргумент за полное ядерное разоружение. Нашла она определенное применение и в большой военной стратегии, как одна из разновидностей MAD - Mutual Assured Destruction, или гарантированного взаимного уничтожения. Суть этой идеи состояла в том, что ни один из противников по возможной ядерной войне не решится на массированный удар, поскольку в любом случае будет уничтожен, если не ядерным жаром, то последующим холодом. Это было и является одним из столпов доктрины ядерного сдерживания.
Использование концепции "ядерной зимы" в качестве аргументации за ядерное сдерживание является далеко не безопасным занятием, по той простой причине, что это самообман.
Спорить с концепцией, под которой стоят имена крупных ученых - дело нелегкое, но в данном случае необходимое, потому что на кону стоит важнейший вопрос военной стратегии: полагаться на ядерное оружие как средство сдерживания, или нет.
Лесные пожары: матмодель и натурные испытания
Итак, концепция "ядерной зимы" постулирует, что в случае массированных ядерных ударов, взрывы подожгут города и лесные массивы (академик Н.Н. Моисеев исходил в своих оценках из площади лесных пожаров в 1 млн. кв.км), и только в лесных пожарах образуется порядка 4 млрд. тонн сажи, которые создадут непроницаемые для солнечного света облака, покроют все Северное полушарие и наступит "ядерная зима". Пожары в городах еще добавят к этому сажи.
Но к этому ужасу стоит добавить несколько замечаний.
Для начала стоит отметить, что эта концепция стоит на оценках, расчетах и математическом моделировании, и она была принята как руководство для важнейших политических решений без проведения проверочных испытаний. Думается, что тут главную роль сыграло абсолютное доверие к ученым: мол, если они сказали, то как оно и есть.
Между тем, трудно понять, как можно было принять такое утверждение на веру, особенно на уровне начальника Генерального штаба. Дело в том, что всякий человек, который хоть раз в жизни разжигал костер или топил печь дровами, знает, что древесина при горении почти не коптит, то есть не выделяет сажи, в отличие от резины, пластмасс и солярки с керосином. Главный продукт горения древесины - углекислый газ, прозрачный для света. Говорят, что он имеет парниковый эффект, так что от масштабных лесных пожаров можно было ожидать скорее потепления климата.
Далее, у маршала Ахромеева были все возможности проверить истинность модели натурными испытаниями. Это можно было сделать разнообразными способами. Например, запросить данные лесоохраны, у которых леса горели каждый год, и на основе измерений выгоревших лесов узнать, сколько горючего материала обратилось в продукты сгорания и каких. Если такие данные Генеральный штаб не устраивали, то можно было провести опыт: точно измерить вес древесины на каком-то участке леса, потом поджечь его (вплоть до проведения натурного ядерного испытания), и в ходе пожара измерить, образовалось ли столько сажи, сколько внесено в матмодель. Можно было взять несколько опытных участков леса и проверить, как он горит летом и и зимой, под дождем и в ясную погоду. Фактор сезона имел значение, поскольку зимой наши леса засыпаны снегом и гореть не могут. Лес жечь, конечно, жалко, но несколько тысяч гектаров - приемлемая цена за решение важнейшего стратегического вопроса.
Не удалось найти никаких сведений, что такие испытания проводились.
В реалистичности оценок лесных пожаров сомневался, например, И.М. Абдурагимов, эксперт по пожарному делу, который даже пытался протестовать против концепции "ядерной зимы". По его оценкам, основанным на опыте реальных лесных пожаров, выходило, что при обычном выгорании 20% горючего материала в лесу, образуется максимум 200-400 граммов сажи на кв. метр. 1 млн. кв. километров лесных пожаров дадут максимум 400 млн. тонн сажи, что в десять раз меньше, чем в модели Моисеева.
Дальше - интереснее. Явочным порядком натурные испытания концепции "ядерной зимы" у нас состоялись во время лесных пожаров 2007-2012 годов, особенно сильно в 2010 году, когда выгорело около 12 млн. гектаров или 120 тысяч кв. км, то есть 12% от масштаба, принятого к модели "ядерной зимы". От этого - не отмахнешься, поскольку если бы эффект имел бы место, то он бы проявился.
Самое интересное в том, что были проведены подсчеты образования сажи в этих пожарах, опубликованные в журнале "Метеорология и гидрология", № 7 за 2015 год. Результат оказался опрокидывающим. Сажи на деле образовалось 2,5 грамма с кв. метра лесного пожара. На всей площади пожаров образовалось около 300 тысяч тонн сажи, что нетрудно перевести в расчетный миллион кв. км - 2,5 млн. тонн, что в 1600 раз меньше, чем в модели "ядерной зимы". И это - в наилучших условиях сухого и жаркого лета, когда дождь не гасил пожары, а тушение не могло справиться с огнем.
В городах стоял густой смог, много населенных пунктов пострадало от огня, большой ущерб и так далее, только вот ничего подобного "ядерной зиме" не настало и близко. Да, неурожай в 2010 году был, тогда было собрано 62,7 млн. тонн зерновых, что даже меньше, чем в предыдущем неурожайном 2000 году. Но все же, при среднем потреблении зерновых в России в размере 32 млн. тонн в год, мы вышли даже с хорошим запасом хлеба, не считая переходящих запасов.
Итак, даже если сгорит миллион кв. км лесов в случае ядерной войны, "ядерной зимы", сельскохозяйственного кризиса и голода не наступит.
Правда ли, что горящие города закоптят небо?
Проверить, как горят города было, конечно, посложнее. Однако и здесь у Генерального штаба, обладающего многочисленными военно-строительными и саперными частями, вполне была возможность построить опытный город, поджечь его и посмотреть, как он будет гореть и правда ли, что облака сажи закроют все вокруг.
И.М. Абдурагимов оспаривал также оценки по пожарам в городах, указывая, что содержание горючего материала на единицу площади сильно завышено, и что даже при сильнейших пожарах оно не выгорает целиком, а только примерно на 50%, да и к тому же, ударная волна на большой площади собьет пламя, а завалы задушат пожары.
Впрочем, у нас есть возможность посмотреть на пример города, который горел синим пламенем. Это, конечно, Дрезден во время бомбардировки 13-15 февраля 1945 года. На него было сброшено 1500 тонн фугасных и 1200 тонн зажигательных бомб в ночь с 13 на 14 февраля, 500 тонн фугасных и 300 тонн зажигательных бомб днем 14 февраля и 465 тонн фугасных бомб 15 февраля. Итого: 2465 тонн фугасных и 1500 тонн зажигательных бомб. По подсчетам британского физика, барона Патрика Стюарта Мейнарда Блэкетта, разрушительный эквивалент хиросимской урановой бомбы 18-21 кт составлял 600 тонн фугасных бомб. Итого, удар по Дрездену был эквивалентен 4,1 хиросимским бомбам, то есть до 86 кт.
Обычно говорится, что Дрезден был разрушен почти весь или весь. Это, конечно, не так. В 1946 году муниципалитет Дрездена выпустил брошюру "In Dresden wird gebaut und das Gewerbe arbeitet wieder". В ней приводились точные данные о разрушениях, поскольку муниципалитету требовалось составить план восстановления города. Последствия бомбежки были впечатляющими. В центре города лежала гора руин объемом до 20 млн. кубометров, покрывающая площадь в 1000 гектаров высотой около двух метров. В ней копали шахты, чтобы достать из- под завалов уцелевшие вещи, инструменты, годные части зданий. Однако, из 228 тысяч квартир в Дрездене было полностью уничтожено 75 тысяч, 18 тысяч сильно повреждены и непригодны. 81 тысяча квартир имела легкие повреждения. Итого разрушено 93 тысячи квартир или 40,7% имевшихся. Площадь сильных разрушений составила 15 кв.км.
Но какая площадь была у Дрездена? Об этом мало где сообщается, и может сложиться впечатление, что город был компактным. Между тем, это не так. По данным немецкой энциклопедии Der Große Brockhaus, довоенного выпуска, в 1930 году Дрезден имел вместе с пригородами площадь в 109 кв.км. Это был один из крупнейших городов Германии. Зона разрушений составляла 13,7% территории города.
Хотя в Дрездене был сильнейший многодневный пожар, переросший в "огненный шторм", тем не менее, город сгорел далеко не весь, это во-первых. Во-вторых, дым и сажа от пожара в Дрездене не сумели подняться высоко в атмосферу и создать плотного устойчивого облака, через пару дней сажа была вымыта дождем. В-третьих, в Германии было разрушено и сгорело от бомбардировок 43 крупных города. Они располагались на довольно компактной территории, и некоторое влияние дыма от городских пожаров и боевых действий на климат, надо думать, могло быть. Во всяком случае, зима 1945/46 года в Германии была очень снежной и холодной, ее даже называли "зимой столетия". Разоренной войной Германии пришлось очень нелегко, но даже разутые, раздетые и лишенные крова немцы, при крайнем дефиците хлеба и угля, ее пережили. В 1946 и 1947 годах в Восточной Европе были сильные засухи. Но ни немедленного наступления зимы среди лета (если мы говорим о бомбардировках 1944 года), ни наступления долгого периода похолодания не наблюдалось.
Так что расчеты на то, что пожары в городах после ядерных взрывов закроют небо черными облаками и вызовут моментальное наступление sibirische Kälte, явно не оправдываются известными примерами.
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 (СО2) 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 км3 породы и привело к так называемому «году без лета» - небольшому снижению среднегодовой температуры на всей планете. Но не к гибели цивилизации, как мы знаем.
Итак, сравнение концепции "ядерной зимы" и ее оснований с реальными случаями масштабных городских и лесных пожаров весьма наглядно показывают ее несостоятельность. Такого выделения сажи при пожарах, какое в нее заложено, просто не бывает. Именно поэтому вера в "ядерной зиму" есть самообман, и построение на этой основе доктрины ядерного сдерживания явно ошибочно.
Это уже достаточно серьезное дело. Полагая, что вероятный противник не решится нанести массированный ядерный удар, потому что сам погибнет от "ядерной зимы", можно ведь и просчитаться. Если американцы сфабриковали эту концепцию для ядерного разоружения Советского Союза, то можно быть уверенными, что сами они хорошо представляют себе истинное положение дел и массированный ядерный удар их не страшит. Другое дело, что американцы никогда не выражали готовности воевать в стиле обмена сокрушительными ударами, их всегда интересовало достижение преимущества, а еще лучше - первого безнаказанного удара в сочетании с гарантией, что по ним не нанесут удар вперед. Концепция "ядерной зимы" на это работает и весьма неплохо. К тому же, к вящему огорчению борцов за мир, эта концепция не привела ко всеобщему ядерному разоружению, и им придется найти другие, более действенные аргументы.
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.
Во всем мире после трагедий Хиросимы и Нагасаки начали изучать последствия возможной ядерной войны - разрушения от мощнейших взрывов, распространение радиации, биологические поражения. В 80-е годы были предприняты исследования, посвященные и климатическим эффектам, известным теперь как "ядерная зима".
Огненный шар ядерного взрыва сжигает или обугливает объекты на значительном удалении от эпицентра. Около 1/3 энергии взрыва, произошедшего на небольшой высоте, выделяется в виде интенсивного светового импульса. Так, в 10 км от эпицентра взрыва мощностью 1 Мт световая вспышка в первые секунды в тысячи раз ярче солнца. За это время загораются бумага, ткани и другие легко воспламеняющиеся материалы. Человек получает ожоги третьей степени. Возникающие очаги пламени (первичные пожары) частично гасятся мощной воздушной волной взрыва, но разлетающиеся искры, горящие обломки, брызги горящих нефтепродуктов, короткие замыкания в электросети вызывают обширные вторичные пожары, которые могут продолжаться много дней.
Когда множество независимых пожаров объединяются в один мощный очаг, образуется "огненный смерч", способный уничтожить огромный город (как в Дрездене и Гамбурге в конце второй мировой войны). Интенсивное выделение тепла в центре такого "смерча" поднимает вверх громадные массы воздуха, создавая ураганы у поверхности земли, которые подают все новые порции кислорода к очагу пожара. "Смерч" поднимает до стратосферы дым, пыль и сажу, которые образуют тучу, практически закрывающую солнечный свет, наступает "ядерная ночь" и, как следствие, "ядерная зима".
Расчеты количества аэрозоля, образующегося после таких пожаров, сделаны, исходя из средней величины 4 г горючего материала на 1 см2 поверхности, хотя в таких городах, как Нью-Йорк или Лондон, ее значение достигает 40 г/см2. По самым осторожным подсчетам, при ядерном конфликте (согласно среднему, так называемому "базовому" сценарию) образуется около 200 млн т аэрозоля, 30% которого составляет сильно поглощающий солнечный свет углерод. В результате район между 30о и 60о с. ш. будет лишен солнечного света на несколько недель.
Гигантские пожары, выделяющие в атмосферу огромное количество дыма и вызывающие "ядерную ночь", до 80-х годов не учитывались учеными при оценках последствий ядерных взрывов. Впервые на чрезвычайную важность массовых пожаров для последующего каскада необратимых глобальных климатических и экологических изменений указал в 1982 г. немецкий ученый Пауль Крутцен.
Почему же ученые не замечали "ядерную зиму" в 40-70-х годах и можно ли теперь наши знания о последствиях ядерной войны считать окончательными?
Дело в том, что проводившиеся ядерные испытания все-таки были изолированными, одиночными взрывами, в то время как наиболее "мягкий" (100 Мт) сценарий ядерного конфликта, сопровождающийся "ядерной ночью", предусматривает удар по многим крупным городам. Кроме того, запрещенные ныне испытания проводились так, что при этом не возникало больших пожаров. Новые оценки потребовали тесного сотрудничества и взаимопонимания специалистов различных областей науки: климатологов, физиков, математиков, биологов. Только при таком комплексном междисциплинарном подходе, набирающем силу в последние годы, удалось понять всю совокупность взаимосвязанных явлений, казавшихся ранее разрозненными фактами. Немаловажно и то, что "ядерная зима" относится к глобальным проблемам, исследовать которые ученые научились лишь недавно.
Изучение и моделирование глобальных проблем началось по инициативе и под руководством Н.Н. Моисеева в ВЦ РАН в 70-е годы. Это исследование основывалось на представлении о том, что человек - часть биосферы, и его существование немыслимо вне биосферы. Наша цивилизация может выжить лишь в узком диапазоне параметров биосферы. Возрастающая мощь воздействия человека на окружающую среду выдвигает на первый план выбор стратегии развития общества, гарантирующей не только существование, но и совместную эволюцию (коэволюцию) человечества и окружающей среды.
Из известных ныне моделей различной сложности для расчета изменений климата в результате термоядерного конфликта одна из наиболее совершенных трехмерная гидродинамическая модель ВЦ РАН. Первые расчеты, проведенные по этой модели В.В. Александровым с коллегами под руководством Н.Н. Моисеева, дают географическое распределение всех метеорологических характеристик в зависимости от времени, прошедшего с момента ядерного конфликта, что делает результаты моделирования чрезвычайно наглядными, реально ощущаемыми. Сходные результаты по согласованному сценарию ядерной войны одновременно получили американские ученые. В дальнейших работах оценены эффекты, связанные с распространением аэрозолей, исследована зависимость характеристик "ядерной зимы" от начального распределения пожаров и высоты подъема сажевого облака. Проведены расчеты и для двух "предельных сценариев", взятых из работы группы К. Сагана: "жесткого" (суммарная мощность взрывов 10 000 Мт) и "мягкого" (100 Мт).
В первом случае используется примерно 75% суммарного потенциала ядерных держав. Это так называемая всеобщая ядерная война, первичные, немедленные последствия которой характеризуются огромными масштабами гибели и разрушений. Во втором сценарии "расходуется" менее 1% имеющегося в мире ядерного арсенала. Правда, и это 8200 "хиросим" ("жесткий" вариант - почти миллион)!
Сажа, дым и пыль в атмосфере над регионами северного полушария, подвергшимися атакам, из-за глобальной циркуляции атмосферы распространятся на огромные площади, через 2 недели накрыв все Северное полушарие и частично Южное (рис.1). Немаловажно, сколько времени сажа и пыль будут находиться в атмосфере и создавать непрозрачную пелену. Частицы аэрозоля будут оседать на землю под действием силы тяжести и вымываться дождями. Продолжительность оседания зависит от размера частиц и высоты, на которой они оказались. Расчеты с использованием упомянутой модели показали, что аэрозоль в атмосфере сохранится значительно дольше, чем полагали прежде. Дело в том, что сажа, нагреваясь солнечными лучами, станет подниматься вверх вместе с нагретыми ею массами воздуха и выйдет из области образования осадков (рис.2). Приземный воздух окажется холоднее находящегося выше, и конвекция (включая испарение и выпадение осадков, так называемый круговорот воды в природе) значительно ослабеет, осадков станет меньше, так что аэрозоль будет вымываться гораздо медленнее, чем в обычных условиях. Все это приведет к тому, что "ядерная зима" затянется (рис.3, 4).
Рис. 1 Распространение дыма и пыли в атмосфере над поверхностью в первые 30 дней после ядерного конфликта ("0 дней" - начальная локализация выбросов в Восточной Европе).
Рис. 2 Меридиональное сечение атмосферы. Показаны распределение дыма на 15-20 сутки и область формирования осадков.
Рис. 3, 4 Изменение температуры воздуха у поверхности Земли через месяц после конфликта с "жестким" (мощность взрывов - 10 000 Мт) и "мягким" (100 Мт) сценариями.
Итак, главным климатическим эффектом ядерной войны, независимо от ее сценария, станет "ядерная зима" - резкое, сильное (от 15о до 40о С в разных регионах) и длительное охлаждение воздуха над континентами. Особенно тяжелыми последствия оказались бы летом, когда над сушей в Северном полушарии температура упадет ниже точки замерзания воды. Иными словами, все живое, что не сгорит в пожарах, вымерзнет.
"Ядерная зима" повлекла бы за собой лавину губительных эффектов. Это прежде всего резкие температурные контрасты между сушей и океаном, поскольку последний обладает огромной термической инерцией, и воздух над ним охладится гораздо слабее. С другой стороны, как уже отмечалось, изменения в атмосфере подавят конвекцию, и над погруженными в ночь, скованными холодом континентами разразятся жестокие засухи. Если рассматриваемые события пришлись бы на лето, то примерно через 2 недели, как указывалось выше, температура у поверхности суши в Северном полушарии упадет ниже нуля, и солнечного света почти не будет. Растения не успеют приспособиться к низким температурам и погибнут. Если бы ядерная война началась в июле, то в Северном полушарии погибла бы вся растительность, а в Южном - частично (рис. 5). В тропиках и субтропиках она погибла бы почти мгновенно, ибо тропические леса могут существовать лишь в узком диапазоне температур и освещенности.
Рис. 5 Поражение растений при "ядерной зиме" в июле: 1 - гибель 100%, 2 - 50%, 3 - гибели нет.
Многие животные в Северном полушарии также не выживут из-за недостатка пищи и сложности ее поиска в "ядерной ночи". В тропиках и субтропиках важным фактором будет холод. Погибнут многие виды млекопитающих, все птицы; рептилии могут сохраниться.
Если бы описываемые события происходили зимой, когда растения северной и средней полосы "спят", их судьбу при "ядерной зиме" определят морозы. Для каждого участка суши с известным соотношением пород деревьев, сравнивая температуры зимой и во время "ядерной зимы", а также данные о гибели деревьев в обычные и аномальные зимы с длительными морозами, можно оценить процент гибели деревьев при "ядерной зиме" (рис. 6).
Рис. 6 Поражение растений при "ядерной зиме" в январе: 1 - 100%, 2 - 90% , 3 - 75% , 4 - 50%, 5 - 25%, 6 - 10%, 7 - гибели нет.
Образовавшиеся на огромных площадях мертвые леса станут материалом для вторичных лесных пожаров. Разложение этой мертвой органики приведет к выбросу в атмосферу большого количества углекислого газа, нарушится глобальный цикл углерода. Уничтожение растительности (особенно в тропиках) вызовет активную эрозию почвы.
"Ядерная зима", несомненно, вызовет почти полное разрушение существующих ныне экосистем, и в частности агроэкосистем, столь важных для поддержания жизнедеятельности человека. Вымерзнут все плодовые деревья, виноградники и т. п. Погибнут все сельскохозяйственные животные, поскольку инфраструктура животноводства окажется разрушенной. Растительность частично может восстановиться (сохранятся семена), но этот процесс будет замедлен действием других факторов. "Радиационный шок" (резкий рост уровня ионизирующей радиации до 500-1000 рад) погубит большинство млекопитающих и птиц и вызовет серьезное лучевое поражение хвойных деревьев. Гигантские пожары уничтожат большую часть лесов, степей, сельскохозяйственных угодий. Во время ядерных взрывов произойдет выброс в атмосферу большого количества окислов азота и серы. Они выпадут на землю в виде пагубных для всего живого "кислотных дождей".
Любой из этих факторов крайне разрушителен для экосистем. Но хуже всего то, что после ядерного конфликта они будут действовать синергетически (т. е. не просто совместно, одновременно, а усиливая действие каждого).
Вопрос о достоверности и точности результатов, с научной точки зрения, чрезвычайно важен. Однако "критическая точка", после которой начинаются необратимые катастрофические изменения биосферы и климата Земли, уже определена: "ядерный порог", как отмечалось, очень невысок - порядка 100 Мт.
Никакая система противоракетной обороны не может быть на 100% непроницаемой. Между тем, для непоправимой беды хватит и 1% (1% существующего ядерного арсенала - это примерно 100 боеголовок баллистических ракет, по совокупной мощности равных 5000 "хиросимам").
Феномен "ядерной зимы" был всесторонне изучен мировым научным сообществом. В 1985 г. Научный комитет по изучению проблем защиты окружающей среды (СКОПЕ) выпустил подготовленное коллективом авторов из ряда стран двухтомное издание, посвященное оценкам климатических и экологических последствий ядерной войны.
"Расчеты показывают, - говорилось в нем, - что пыль и дым распространятся на тропики и большую часть Южного полушария. Таким образом, даже невоюющие страны, включая находящиеся вдалеке от района конфликта, будут испытывать его губительное воздействие. Индия, Бразилия, Нигерия или Индонезия могут быть разрушены в результате ядерной войны, несмотря на то, что на их территории не разорвется ни одна боеголовка... "Ядерная зима" означает существенное усиление масштабов страданий для человечества, включая нации и регионы, не вовлеченные непосредственно в ядерную войну... Ядерная война вызовет разрушение жизни на Земле, катастрофу, беспрецедентную в человеческой истории, и явится угрозой самому существованию человечества".
Вокруг почти любого вида оружия существует много расхожих представлений и откровенных мифов, которые весьма волнуют публику, интересующуюся армией и оружием. Ядерное оружие не является исключением.
В числе таких мифов - широко известная концепция "ядерной зимы". Давайте разберем ее подробнее...
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 30° с.ш. до 60° 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 20° – 40° С, а «всего» на 6° – 7° 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.
Возможность возникновения ядерной зимы предсказана Г. С. Голицыным в СССР и Карлом Саганом в США, затем эта гипотеза была подтверждена модельными расчётами Вычислительного центра АН СССР. Эта работа была проведена академиком Н. Н. Моисеевым и профессорами В. В. Александровым и Г. Л. Стенчиковым. Ядерная война приведёт к «глобальной ядерной ночи», которая продлится около года. Сотни миллионов тонн грунта, сажа горящих городов и лесов сделают небо непроницаемым для солнечного света. Были рассмотрены две основные возможности: суммарная мощность ядерных взрывов 10 000 и 100 Мт. При мощности ядерных взрывов в 10 000 Мт солнечный поток у поверхности Земли сократится в 400 раз, характерное время самоочищения атмосферы составит приблизительно 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). В отдельных районах Земли похолодает и на 30-50 градусов. Эти работы получили широкий общественный резонанс в широкой печати разных стран. Впоследствии многие физики оспаривали достоверность и устойчивость полученных результатов, однако убедительного опровержения гипотеза не получила.
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.
Вся эта история изначально производила впечатление грандиозной "психической атаки", предпринятой руководством США на советское руководство. Цель ее была вполне очевидной: заставить советское руководство отказаться от применения ядерного оружия, что дало бы для США военное преимущество. Если массированный ответный или ответно-встречный ядерный удар приведет к "ядерной зиме", то применять его бессмысленно: такой удар повлечет за собой коренной подрыв сельского хозяйства, сильнейшие неурожаи в течение ряда лет, что вызовет сильный голод даже при советских стратегических запасах продовольствия.
Судя по тому, что Маршал Советского Союза С.Ф. Ахромеев вспоминал, что в конце 1983 года в Генеральном штабе в конце 1983 года, то есть после появления концепции "ядерной зимы", ее презентации на беспрецедентной научной советско-американской научной конференции с прямым телемостом Москва-Вашингтон 31 октября - 1 ноября 1983 года и американскими учениями Able Archer-83, начавшимися 2 ноября 1983 года и отрабатывавшими ведение полномасштабной ядерной войны, начали разрабатывать планы полного отказа от ядерного оружия, "психическая атака" достигла цели.
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.
Движение за мир во всем мире рукоплескало этой концепции, поскольку видело в ней аргумент за полное ядерное разоружение. Нашла она определенное применение и в большой военной стратегии, как одна из разновидностей MAD - Mutual Assured Destruction, или гарантированного взаимного уничтожения. Суть этой идеи состояла в том, что ни один из противников по возможной ядерной войне не решится на массированный удар, поскольку в любом случае будет уничтожен, если не ядерным жаром, то последующим холодом. Это было и является одним из столпов доктрины ядерного сдерживания.
Использование концепции "ядерной зимы" в качестве аргументации за ядерное сдерживание является далеко не безопасным занятием, по той простой причине, что это самообман.
Спорить с концепцией, под которой стоят имена крупных ученых - дело нелегкое, но в данном случае необходимое, потому что на кону стоит важнейший вопрос военной стратегии: полагаться на ядерное оружие как средство сдерживания, или нет.
Лесные пожары: матмодель и натурные испытания
Итак, концепция "ядерной зимы" постулирует, что в случае массированных ядерных ударов, взрывы подожгут города и лесные массивы (академик Н.Н. Моисеев исходил в своих оценках из площади лесных пожаров в 1 млн. кв.км), и только в лесных пожарах образуется порядка 4 млрд. тонн сажи, которые создадут непроницаемые для солнечного света облака, покроют все Северное полушарие и наступит "ядерная зима". Пожары в городах еще добавят к этому сажи.
Но к этому ужасу стоит добавить несколько замечаний.
Для начала стоит отметить, что эта концепция стоит на оценках, расчетах и математическом моделировании, и она была принята как руководство для важнейших политических решений без проведения проверочных испытаний. Думается, что тут главную роль сыграло абсолютное доверие к ученым: мол, если они сказали, то как оно и есть.
Между тем, трудно понять, как можно было принять такое утверждение на веру, особенно на уровне начальника Генерального штаба. Дело в том, что всякий человек, который хоть раз в жизни разжигал костер или топил печь дровами, знает, что древесина при горении почти не коптит, то есть не выделяет сажи, в отличие от резины, пластмасс и солярки с керосином. Главный продукт горения древесины - углекислый газ, прозрачный для света. Говорят, что он имеет парниковый эффект, так что от масштабных лесных пожаров можно было ожидать скорее потепления климата.
Далее, у маршала Ахромеева были все возможности проверить истинность модели натурными испытаниями. Это можно было сделать разнообразными способами. Например, запросить данные лесоохраны, у которых леса горели каждый год, и на основе измерений выгоревших лесов узнать, сколько горючего материала обратилось в продукты сгорания и каких. Если такие данные Генеральный штаб не устраивали, то можно было провести опыт: точно измерить вес древесины на каком-то участке леса, потом поджечь его (вплоть до проведения натурного ядерного испытания), и в ходе пожара измерить, образовалось ли столько сажи, сколько внесено в матмодель. Можно было взять несколько опытных участков леса и проверить, как он горит летом и и зимой, под дождем и в ясную погоду. Фактор сезона имел значение, поскольку зимой наши леса засыпаны снегом и гореть не могут. Лес жечь, конечно, жалко, но несколько тысяч гектаров - приемлемая цена за решение важнейшего стратегического вопроса.
Не удалось найти никаких сведений, что такие испытания проводились.
В реалистичности оценок лесных пожаров сомневался, например, И.М. Абдурагимов, эксперт по пожарному делу, который даже пытался протестовать против концепции "ядерной зимы". По его оценкам, основанным на опыте реальных лесных пожаров, выходило, что при обычном выгорании 20% горючего материала в лесу, образуется максимум 200-400 граммов сажи на кв. метр. 1 млн. кв. километров лесных пожаров дадут максимум 400 млн. тонн сажи, что в десять раз меньше, чем в модели Моисеева.
Дальше - интереснее. Явочным порядком натурные испытания концепции "ядерной зимы" у нас состоялись во время лесных пожаров 2007-2012 годов, особенно сильно в 2010 году, когда выгорело около 12 млн. гектаров или 120 тысяч кв. км, то есть 12% от масштаба, принятого к модели "ядерной зимы". От этого - не отмахнешься, поскольку если бы эффект имел бы место, то он бы проявился.
Самое интересное в том, что были проведены подсчеты образования сажи в этих пожарах, опубликованные в журнале "Метеорология и гидрология", № 7 за 2015 год. Результат оказался опрокидывающим. Сажи на деле образовалось 2,5 грамма с кв. метра лесного пожара. На всей площади пожаров образовалось около 300 тысяч тонн сажи, что нетрудно перевести в расчетный миллион кв. км - 2,5 млн. тонн, что в 1600 раз меньше, чем в модели "ядерной зимы". И это - в наилучших условиях сухого и жаркого лета, когда дождь не гасил пожары, а тушение не могло справиться с огнем.
В городах стоял густой смог, много населенных пунктов пострадало от огня, большой ущерб и так далее, только вот ничего подобного "ядерной зиме" не настало и близко. Да, неурожай в 2010 году был, тогда было собрано 62,7 млн. тонн зерновых, что даже меньше, чем в предыдущем неурожайном 2000 году. Но все же, при среднем потреблении зерновых в России в размере 32 млн. тонн в год, мы вышли даже с хорошим запасом хлеба, не считая переходящих запасов.
Итак, даже если сгорит миллион кв. км лесов в случае ядерной войны, "ядерной зимы", сельскохозяйственного кризиса и голода не наступит.
Правда ли, что горящие города закоптят небо?
Проверить, как горят города было, конечно, посложнее. Однако и здесь у Генерального штаба, обладающего многочисленными военно-строительными и саперными частями, вполне была возможность построить опытный город, поджечь его и посмотреть, как он будет гореть и правда ли, что облака сажи закроют все вокруг.
И.М. Абдурагимов оспаривал также оценки по пожарам в городах, указывая, что содержание горючего материала на единицу площади сильно завышено, и что даже при сильнейших пожарах оно не выгорает целиком, а только примерно на 50%, да и к тому же, ударная волна на большой площади собьет пламя, а завалы задушат пожары.
Впрочем, у нас есть возможность посмотреть на пример города, который горел синим пламенем. Это, конечно, Дрезден во время бомбардировки 13-15 февраля 1945 года. На него было сброшено 1500 тонн фугасных и 1200 тонн зажигательных бомб в ночь с 13 на 14 февраля, 500 тонн фугасных и 300 тонн зажигательных бомб днем 14 февраля и 465 тонн фугасных бомб 15 февраля. Итого: 2465 тонн фугасных и 1500 тонн зажигательных бомб. По подсчетам британского физика, барона Патрика Стюарта Мейнарда Блэкетта, разрушительный эквивалент хиросимской урановой бомбы 18-21 кт составлял 600 тонн фугасных бомб. Итого, удар по Дрездену был эквивалентен 4,1 хиросимским бомбам, то есть до 86 кт.
Обычно говорится, что Дрезден был разрушен почти весь или весь. Это, конечно, не так. В 1946 году муниципалитет Дрездена выпустил брошюру "In Dresden wird gebaut und das Gewerbe arbeitet wieder". В ней приводились точные данные о разрушениях, поскольку муниципалитету требовалось составить план восстановления города. Последствия бомбежки были впечатляющими. В центре города лежала гора руин объемом до 20 млн. кубометров, покрывающая площадь в 1000 гектаров высотой около двух метров. В ней копали шахты, чтобы достать из- под завалов уцелевшие вещи, инструменты, годные части зданий. Однако, из 228 тысяч квартир в Дрездене было полностью уничтожено 75 тысяч, 18 тысяч сильно повреждены и непригодны. 81 тысяча квартир имела легкие повреждения. Итого разрушено 93 тысячи квартир или 40,7% имевшихся. Площадь сильных разрушений составила 15 кв.км.
Но какая площадь была у Дрездена? Об этом мало где сообщается, и может сложиться впечатление, что город был компактным. Между тем, это не так. По данным немецкой энциклопедии Der Große Brockhaus, довоенного выпуска, в 1930 году Дрезден имел вместе с пригородами площадь в 109 кв.км. Это был один из крупнейших городов Германии. Зона разрушений составляла 13,7% территории города.
Хотя в Дрездене был сильнейший многодневный пожар, переросший в "огненный шторм", тем не менее, город сгорел далеко не весь, это во-первых. Во-вторых, дым и сажа от пожара в Дрездене не сумели подняться высоко в атмосферу и создать плотного устойчивого облака, через пару дней сажа была вымыта дождем. В-третьих, в Германии было разрушено и сгорело от бомбардировок 43 крупных города. Они располагались на довольно компактной территории, и некоторое влияние дыма от городских пожаров и боевых действий на климат, надо думать, могло быть. Во всяком случае, зима 1945/46 года в Германии была очень снежной и холодной, ее даже называли "зимой столетия". Разоренной войной Германии пришлось очень нелегко, но даже разутые, раздетые и лишенные крова немцы, при крайнем дефиците хлеба и угля, ее пережили. В 1946 и 1947 годах в Восточной Европе были сильные засухи. Но ни немедленного наступления зимы среди лета (если мы говорим о бомбардировках 1944 года), ни наступления долгого периода похолодания не наблюдалось.
Так что расчеты на то, что пожары в городах после ядерных взрывов закроют небо черными облаками и вызовут моментальное наступление sibirische Kälte, явно не оправдываются известными примерами.
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 (СО2) 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 км3 породы и привело к так называемому «году без лета» — небольшому снижению среднегодовой температуры на всей планете. Но не к гибели цивилизации, как мы знаем.
Итак, сравнение концепции "ядерной зимы" и ее оснований с реальными случаями масштабных городских и лесных пожаров весьма наглядно показывают ее несостоятельность. Такого выделения сажи при пожарах, какое в нее заложено, просто не бывает. Именно поэтому вера в "ядерной зиму" есть самообман, и построение на этой основе доктрины ядерного сдерживания явно ошибочно.
Это уже достаточно серьезное дело. Полагая, что вероятный противник не решится нанести массированный ядерный удар, потому что сам погибнет от "ядерной зимы", можно ведь и просчитаться. Если американцы сфабриковали эту концепцию для ядерного разоружения Советского Союза, то можно быть уверенными, что сами они хорошо представляют себе истинное положение дел и массированный ядерный удар их не страшит. Другое дело, что американцы никогда не выражали готовности воевать в стиле обмена сокрушительными ударами, их всегда интересовало достижение преимущества, а еще лучше - первого безнаказанного удара в сочетании с гарантией, что по ним не нанесут удар вперед. Концепция "ядерной зимы" на это работает и весьма неплохо. К тому же, к вящему огорчению борцов за мир, эта концепция не привела ко всеобщему ядерному разоружению, и им придется найти другие, более действенные аргументы.
источники
"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