Цивилизация
Даже локальное применение ядерного оружия скажется на состоянии всей планеты. Американские геофизики и геохимики построили детальную модель того, что ожидает нас в случае, если Пакистан и Индия не смогут договориться о статусе Кашмира или степени ответственности за очередной теракт сепаратистов. Результаты получились впечатляющими и пугающими.
Хотя Карл Саган и Владимир Александров описали феномен «Ядерной зимы» в самом начале ядерной гонки вооружений, их работа подразумевала столкновение двух сверхдержав, обладающих огромными ядерными арсеналами мощностью в тысячи мегатонн в тротиловом эквиваленте. Кроме того, ни советский, ни американский учёный не обладали теми вычислительными мощностями, которые сейчас имеются в распоряжении их коллег, потому их работы описывали лишь общие характеристики того ужасающего будущего, которого, временами казалось, уже не избежать.
Майкл Миллз и его коллеги из университетов Колорадо и Калифорнии учли современную геополитическую обстановку и модные экологические веяния. Они решили сосредоточиться на локальном ядерном конфликте и описали его последствия для биосферы гораздо подробнее. Поскольку всевозможные атмосферные и иные процессы в голове держать более не приходилось – эту работу взял на себя «мозговой протез», компьютер, – им удалось учесть гораздо больше физических и химических явлений при построении своей модели. И некоторые из тех, которыми пренебрегли прежние исследователи, оказались очень важными.
Гипотетический конфликт, последствия которого просчитали американцы, произошёл в субтропиках северного полушария Земли, на севере полуострова Индостан. Впрочем, поскольку основа работы – изучение атмосферной циркуляции, результаты применимы и в случае, если грибы ядерных взрывов поднимутся над Северной Кореей, Ираном или Израилем, расположенными немногим севернее.
Компьютерное моделирование показало, что ядерная война такого рода с использованием примерно сотни бомб, по мощности не превосходящих 15-килотонного «малыша», сброшенного на Хиросиму, приведет к непоправимым последствиям для биосферы.
Согласно расчетам, такого конфликта будет вполне достаточно для создания глобальной озоновой дыры, угрожающей всему человечеству и способной повергнуть окружающую среду в хаос на десятилетия.
Конечно, это не масштабы ядерной зимы, но не стоит забывать, что и суммарный арсенал на полуострове Индостан в разы уступает сверхдержавам времен холодной войны. Правда, это по официальным данным, доступным ученым.
Конечно, люди взрывали и бомбы мощностью по 50 Мт, и к глобальным последствиям для озонового слоя это не приводило. Тем не менее, такие взрывы происходили под землёй, под водой или на удалённых полигонах, где разрушать было нечего. При поражении «живых» территорий ситуация кардинально меняется.
К описанному ещё Саганом пылевому эффекту добавятся многочисленные пожары лесов и городов, остановить которые будет невозможно. В результате облако из 5 миллионов тонн сажи поднимется на десятки километров в стратосферу. Эта сажа выступит в роли своеобразного абсорбента, поглощающего солнечную радиацию. Только в отличие от активированного угля, связывающего токсины при приеме внутрь, сажа в стратосфере не будет удерживать энергию, а наоборот – приведет к нагреву окружающих газов.
В течение первого года после попадания сажи в воздух температура стратосферы будет превышать нормальную на 30–60 градусов по шкале Цельсия, ведь в нормальном состоянии эти слои солнечной энергии почти не поглощают. В результате изменится течение реакции Чепмена, напрямую осуществляющей превращение озона и одноатомного кислорода в обычный двухатомный кислород: эта реакция невероятно чувствительна к температуре.
Ситуация усугубится постоянной тепловой подпиткой снизу – энергия пожаров будет передаваться с помощью дыма. Который, безусловно, не улучшит положения защитного экрана планеты. В атмосферу поднимется огромное число оксидов азота, работающих в качестве мощнейших катализаторов для этой реакции (NO+O3 -> NO2 + O2, за которым следует NO2 + O2 -> NO+ O 2).
Результат – существенное разрушение озонового слоя.
Вопреки расчётам двадцатилетней давности, предсказывавшим 20%-ное сокращение озоновой защиты лишь в случае глобального конфликта (6,5 Гт в тротиловом эквиваленте) и зарастание озоновой дыры в течение нескольких лет, у Миллза и его коллег получилось, что даже 1,5 Мт, сброшенных на города, и следующих за ними пожаров хватит, чтобы озоновый слой в среднем по Земле сократился на 30%, а в отдельных районах – в 3–4 раза. При этом восстановление до исходного состояния займёт десятилетия.
Эффект почувствуют жители всей планеты. Например, в средних широтах истончение будет достигать до 40% от нынешнего состояния, что незамедлительно скажется на здоровье людей и всех экосистемах. Меньше всего повезёт жителям высоких широт, в первую очередь, арктических (взрывы по сценарию происходят в северных субтропиках). Здесь сокращение будет ещё значительнее – от 50% до 70%. Эффект продлится не меньше пяти лет, но и после них, по мнению ученых, мы продолжим считать потери еще лет пять.
Это не первый подход к оценке эффекта небольших, по меркам военных, локальных ядерных конфликтов. В других вариантах ядерной осени первостепенная роль отдавалась лучевому и тепловому поражению экосистем, выпадению кислотных осадков и другое.
«Ошибка предыдущих работ в том, что они не учли эффект дыма и нагревание стратосферы», — пояснил разницу Миллз.
Увеличение радиационного фона незамедлительно скажется на водных экосистемах – амфибиях, рыбах и головоногих, а главное – на жизни фитопланктона. Если повреждающий эффект ультрафиолета на все эти организмы уже доказан, то действие на сообщество в целом ещё предстоит выяснить.
Человечеству же это грозит, по примерным оценкам, увеличением распространенности рака кожи, пока мало поддающегося лечению, в три раза.
И это без учёта выброса химических и радиоактивных веществ в результате самого ядерного конфликта.
Физики, смоделировавшие кризис, не удержались от комментариев ситуации с ядерным оружием – в своей работе они учли сто 15-килотонных взрывов, в то время как это лишь 0,03%, то есть 1/3000 от всего арсенала планеты. Ещё больший трепет может вызвать подробное ознакомление с работой учёных, опубликованной в последнем номере Proceedings of the National Academy of Sciences.