Российская Академия Наук

2.2 Атомное оружие

Классическим примером угрозы существованию человечества является угроза ядерной войны. Обычно о ядерной войне говорят, что она приведёт к «уничтожению всей земной жизни». Однако, судя по всему, это утверждение является натяжкой. Ядерное оружие имеет три потенциальных фактора глобального поражения – непосредственный удар по всей площади Земли, радиоактивное заражение всей Земли и ядерная зима. Далее мы покажем, что хотя каждый из этих эффектов может в исключительных обстоятельствах привести к человеческому вымиранию, обычная ядерная война не должна к ним привести, хотя жертвы будут огромны.

Оценим, какое количество боеголовок нужно, чтобы уничтожить всех без исключения людей, если они будут равномерно и одновременно применены по всей поверхности Земли. Для почти полного уничтожения людей на суше потребуется не менее ста тысяч – боеголовок мегатонного класса. (Если считать, что одна боеголовка поражает площадь в 1000 кв. км, что вероятно, завышено. Гарантированное уничтожение потребует гораздо большего числа зарядов, поскольку даже под эпицентром взрыва в Хиросиме были выжившее – в 500 метрах от точки взрыва.) В тоже время огромные участки суши необитаемы. Итак, 100 000 боеголовок поставят людей на грань вживания, хотя и не уничтожат всех людей гарантировано, так как останутся корабли, самолёты, случайные выжившие и подземные убежища. Гарантированное уничтожение всех людей потребует миллионов боеголовок. Следует отметить, что на пике холодной войны ведущие державы обладали количеством боеголовок порядка 100 000, а накопленные запасы плутония (2000 тонн, хотя не весь он «оружейный» – то есть чистый по изотопному составу) позволяют произвести ещё несколько сот тысяч боеголовок. Вместе с тем ни один сценарий ядерной войны не предполагает равномерного удара по всей площади планеты. Даже если возникнет цель всепланетного самоубийства, найдутся способы проще. С другой стороны, теоретически возможно создать такое количество бомб и средств доставки, чтобы нанести удар по всей территории планеты.

Однако ядерная война создаёт два следствия – ядерную зиму и радиоактивное заражение.

Ядерная зима

В отношении ядерной зимы есть два неизвестных фактора – во-первых, насколько она будет длительной и холодной, а во-вторых, в какой мере ядерная зима означает вымирание человечества. В отношении первого фактора есть разные оценки – от крайне суровых (Моисеев, Саган) до относительно мягких концепций «ядерной осени». Я полагаю, что риск ядерной зимы преувеличивается, так как ни пожары в Кувейте, ни Вторая мировая война не привели к сколько-нибудь значительному снижению мировой температуры. Однако принцип предосторожности заставляет нас рассмотреть наихудший случай.

Существующая критика концепции ядерной зимы сосредотачивается вокруг следующих факторов:

• Какое количество сажи возникнет и будет выброшено в тропосферу в случае крупномасштабной ядерной войны.

• Какое влияние она окажет на температуру Земли

• Как долго она будет находиться в верхних слоях атмосферы

• Какое влияние окажет падение температуры на выживание людей.

Отдельные исследования сосредотачиваются на анализе каждого из этих факторов, принимаю как данность результаты предыдущего. Например, недавнее американское исследование проблемы влияния ядерной зимы на климат принимает количество сажи в тропосфере за 150 млн. тонн. В исходном анализе Моисеева было 4 миллиарда тонн, и соответственно, падение температуры было не на 20, а на 50 градусов. В статье И.М. Абдурагимова "О несостоятельности концепции "ядерной ночи" и "ядерной зимы" вследствие пожаров после ядерного поражения" приводится жёсткая критика именно по количеству сажи, которая выделится в результате полномасштабной ядерной войны. При лесном пожаре сгорает в среднем только 20% от горючей массы, из неё только половина является по массе чистым углеродом, и большая часть этого углерода сгорает полностью, то есть без образования частичек угля. При этом только часть сажи является настолько мелкодисперсной, чтобы быть способной висеть в тропосфере и оказывать значительный вклад в затемнение Земли. Чтобы транспортировать эту сажу в тропосферу, где она может «зависнуть» по причине отсутствия конвекции там, требуется возникновение специфического явления – огненного торнадо (поскольку сам шар ядерного гриба, уходящий высоко в тропосферу, имеет настолько большую температуру, что в нём все частички сажи сгорают). Огненное торнадо образуется не при всех ядерных взрывах и, кроме того, резко улучшает сгорание, как меха в плавильной печи, в силу чего сажи в нём гораздо меньше. Они не должны образовываться в современных городах, построенных таким образом, чтобы избежать этого эффекта – например, в городах бывшего СССР. Наконец, не вся сажа, выделившаяся при пожарах, поднимается на высоту более 10 км, где нет конвекции и дождей, которые быстро её вымывают.

Этим сажа при ядерной зиме отличается от вулканической пыли, которая буквально выстреливается в стратосферу из жерла вулкана, как из пушки. Однако вулканическая пыль состоит из более тяжёлого оксида кремния и гораздо быстрее выпадает из тропосферы.

Однако всё же можно представить себе гипотетическую ситуацию, когда в тропосфере оказались сотни миллионов тонн мелкодисперсного углерода. Можно представить себе и альтернативные ядерной войне сценарии попадания его туда, например, попадание астероида в залежи каменного угля, или вулканический взрыв под такими залежами, или результат некой человеческой деятельности, или даже неконтролируемое размножение нанороботов, заслоняющее солнечный свет, как предполагает Фрейтас. Исходные расчеты Моисеева делались для площади сгоревших городов и лесов в 1 млн. кв. км. Суммарная площадь лесов на Земле составляет примерно 40 млн. кв. км, и они содержат около 240 млрд. тонн древесины. Это означает теоретическую возможность очень большого выброса сажи в атмосферу даже при гораздо меньшей доли образования сажи, но только в случае намеренного уничтожения цивилизации, так как вряд ли в ходе обычной ядерной войны будут бомбить леса по площадям.

Время нахождения сажи в тропосфере оценивается по-разному, но обычно оценка от нескольких месяцев до 10 лет. Есть также и альтернативные теории о том, какое воздействие окажет ядерная война на климат, например, о том, что за счёт парникового эффекта от сгоревшего углерода и образования окислов азота и их влияния на озоновый слой температура Земли на самом деле резко повысится.

Внезапные и длительные похолодания не обязательно означают человеческое вымирание. Это следует из того, что, например, Финляндия имеет примерно десятилетний запас еды плюс топливо в виде лесов, печи и навыки вживания при зимних температурах. Чтобы действительно убить всех людей, ядерная зима должна длиться более ста лет с антарктическими температурами, и то этого может быть недостаточно, с учётом человеческой способности приспосабливаться. (Если считать, что ядерная зима будет единственным неблагоприятным фактором, что неверно.)

Наиболее современные исследования климатических последствий полномасштабной ядерной войны опубликованы в статье Алана Робока с соавторами «Ядерная зима в современной модели климата при существующих ядерных арсеналах: последствия по-прежнему катастрофичны» . Статья содержит обзор предыдущих исследований и разумные варианты ожидаемого выброса сажи. Расчет выполнен на основании современной метеорологической модели, проверенной на других приложениях. В результате получается, что при полномасштабной войне современными (то есть сокращёнными со времён холодной войны) ядерными арсеналами среднее снижение температуры по всей Земле составит около 7 градусов в течение нескольких лет, а последствия ядерной зимы будут ощущаться около 10 лет. Время очищения (в е раз) верхней тропосферы от сажи составит 4,6 лет. При этом над континентами снижение температуры составит до 30 градусов, и в частности, над Украиной не будет положительных температур в течение трёх лет. Это сделает невозможным ведение классического сельского хозяйства почти по всей Земле в течение нескольких лет. С другой стороны, над тропическими островами (Куба, Мадагаскар, Шри-Ланка) снижение температуры составит только несколько (5-7) градусов. Очевидно, что значительное число людей могли бы пережить такое похолодание, однако при этом начнётся такая борьба за оставшиеся ресурсы, которая повысит риски дальнейших катастроф. Серия крупных вулканических извержений (вулканический пепел уходит из тропосферы с характерным временем в 1 год) могла бы дать такой же эффект.