Реферат: Ядерная зима 2
Рис. 6. Поражение растений при "ядерной зиме" в январе: 1 - 100%, 2 - 90% , 3 - 75% , 4 - 50%, 5 - 25%, 6 - 10%, 7 - гибели нет. Александр Михайлович Тарко - доктор физико-математических наук, профессор, сотрудник Вычислительного центра РАН - участвовал в разработке математических моделей экологии и климата, одна из которых получила название "ядерной зимы".
- Я - агностик. Я взял из Апокалипсиса числовые данные и сравнил их с данными глобальных последствий крупномасштабной ядерной войны, полученными на математических моделях. И обнаружил, что по прогнозам страшнее вроде получается... В Апокалипсисе говорится о трети погибших деревьев, тварей, людей, что "день потерял на треть свой свет и ночь также". "Дано было", чтобы люди "мучимы были пять месяцев". По нашим расчетам, в результате "ядерной зимы" и "ядерной ночи" должны погибнуть почти все млекопитающие, практически все птицы, до 80% деревьев. У нас "ядерная ночь" должна была быть более темной и продлиться почти год...
- С чего все началось?
- И у НАТО, и у Варшавского блока была концепция полномасштабной ядерной войны - ракетных ударов, которые должны были поразить в числе других целей крупные города. В 1983 г. собралась группа известных ученых-климатологов из разных стран, которые решили смоделировать последствия такой войны. Согласовали совместный сценарий: сколько горючего вещества будет распылено в атмосфере, на какую высоту они поднимутся, размер частиц: В результате группы ученых в СССР и Америке пришли к одному результату - сценарию "ядерной зимы". Несгоревшие в результате пожаров в городах органические частицы будут стремиться вверх и разлетятся по всему земному шару. Аэрозоль, как дымная пелена, за два месяца распространится по всей Земле. В какой бы стране ни взорвались бомбы - все перемешается. Лучи Солнца почти не будут доходить до поверхности Земли, температура воздуха в разных местах упадет на 10-50 градусов. К такому выводу пришли и мои коллеги - Владимир Александров со товарищи, работавшие под руководством академика Н.Н. Моисеева в Вычислительном центре РАН.
В сентябре 1983 г. "Институт жизни" - всемирно известная международная организация - проводил в Хельсинки симпозиум "Коэволюция человека и биосферы". Владимир Александров впервые докладывал там о результатах "ядерной зимы", показывал картинки... Слушатели были в шоке. Помню, у финского академика фон Рихта дрожали руки после доклада, он мне сказал, что прошел всю войну, но так страшно ему не было. Потом было много выступлений Александрова и в Папской академии наук в Ватикане, и в конгрессе США. Сенатор Эдвард Кеннеди публично признал, что та страна, которая начнет ядерную войну, все равно неминуемо погибнет от своих или чужих ядерных ударов. Он подчеркнул важность того, что расчеты "ядерной зимы" получены независимо американскими и русскими учеными.
- Как отнеслись к такому резкому повороту общественного сознания наши и американские спецведомства?
- Для них это было таким же шоком. Последствиями ядерной войны у американцев должна была заниматься знаменитая Ливерморская лаборатория, у нас - "компетентные организации". И те и другие прозевали эффект, возможность которого выявили независимые академические ученые! Позже специалисты из Ливермора заявили, что сделанные расчеты завышены, что, согласно их расчетам, эффект будет слабее... будет не "ядерная зима", а скорее "ядерная осень".
Далее события развивались как в детективе. Александрова, ставшего символом предотвращения ядерного безумия, пригласили в город Кордова (Испания) на конференцию мэров неядерных городов. Он поехал туда... и пропал. У людей, не знавших его, возникла мысль... не стал ли он невозвращенцем? Но его друзья (и здесь, и на Западе) в это не верили. Ведь он исчез за пару недель до защиты своей докторской диссертации. У нас он имел прекрасные перспективы... он уже был ученым с мировым именем, а впоследствии наверняка стал бы академиком. Здесь остались его жена и дочка, которых он очень любил. Его исчезновение было абсолютно таинственным. Правительство Испании не смогло его найти. За границей журналисты начали собственное расследование... опрашивали участников конференции, полицейских, водителей такси, но так ничего определенного и не узнали. Те, кто его видел в последние дни, отмечали странное поведение. Как будто его наркотиками накачали... Это до сих пор остается зловещей загадкой.
Вскоре должна была выйти наша совместная книга с ним и Никитой Моисеевым. Если бы у КГБ что-то на него было - книга с его фамилией не вышла бы ни за что. Но она вышла. Я поддерживаю связь с учеными во многих странах, о нем никто ничего не слышал до сих пор...
- Вы тоже рассчитывали "ядерную зиму"?
- Я занимался ее экологическими последствиями, оценивал гибель растений и животных после "ядерной ночи". Здесь результат был не такой "эффектный", как в моделях климата: не все погибнет - кое-что останется. Но когда все вокруг загублено, то вместо роз начинают расти сорняки, а вместо симпатичных зверушек-звушек - размножаться земноводные, крысы, насекомые.
Через год люди могли бы выйти из убежищ... Они оказались бы на земле с разрушенной инфраструктурой промышленности и сельского хозяйства, без многих растений, без диких животных, с измененным климатом, радиоактивной почвой и водой. Мы предположили, что чудесным образом останутся лошади. Без них обрабатывать почву люди не смогут. Для таких людей мы рассчитали возможность их выживания - хотя бы в течение 30-50 лет. Не было известно, какие тяготы способен переносить урбанизированный человек в условиях дикой, да еще "нарушенной" природы.
Для расчета выживаемости людей мы использовали и секретные тогда данные об условиях в блокадном Ленинграде. Оказалось, даже если эти несчастные и выживут в первые самые трудные 5 лет, то в течение последующих 30-40 все равно будет суровый голод. Одним словом, получалось, как описано в Библии: "живые позавидуют мертвым".
- А если ядерной войны не будет, человечество может спать спокойно?
- Общая задача ученых - оценить пределы устойчивости биосферы и возможности коэволюции (совместной эволюции) человека и природы. Ведь и без ядерной войны современное человечество может добиться ситуации, когда изуродованная биосфера останется, а человека уже не будет. Это может произойти после серии микрокатастроф. Останутся примитивные растения и животные, например сине-зеленые водоросли. Этот образ Никита Николаевич Моисеев активно внедрял в общественное сознание: представляете, на всей Земле никого нет - одни водоросли и животные-разлагатели.
В 1971 г. вышла знаменитая книга Джея Форрестера "Мировая динамика". Там предложена математическая модель: с ростом экономических ресурсов до некоторого момента резко растет население Земли, а после 2020 г. - сильный спад. Как ни крути, по этой модели ничего хорошего не получается: или загрязнение, или голод...
- Это как в анекдоте про Ивана-дурака: направо пойдешь - смертью умрешь, налево - конец придет, а на месте будешь стоять - головы не сносить... Можно ли избежать катастрофы?
- В свое время я стал решать задачу выживания на модели типа Форрестера и в некотором смысле решил. Дело в том, что там был заложен постоянный уровень научно-технического прогресса, соответствующий 70-м годам. Но если непрерывно развивать научно-технический прогресс - более наукоемкие и менее ресурсоемкие производства, - то получится меньше отходов, меньше загрязнение среды. Далее прогресс приведет к открытию новых источников энергии. Модель показала, что учет научно-технического прогресса может привести к положительному развитию человечества. Но это относится к развитым странам.
- То есть праздник опять не на нашей улице. А России модели хоть что-нибудь хорошее обещают?
- Не все так плохо. Например, при глобальном потеплении Россия окажется в лучшем положении, чем другие страны. При увеличении концентрации углекислоты в атмосфере температура на Земле повысится на 2-4 градуса, а в средних широтах - градусов на 8. Для ряда стран с сельскохозяйственным производством это будет катастрофой, а для нас - наоборот. Согласно некоторым расчетам, в результате глобального потепления Северный морской путь может стать реальностью, начнется освоение Арктики, откроются дополнительные обширные сельхозугодья на Севере... Да и с технологиями передовыми все может у нас быть нормально - талантами не оскудели, была бы государственная воля...
Вообще математические модели не только предупреждают об опасностях, но и помогают ответить на вопрос, куда направлять усилия. Модели указывают выход из кризиса, но не могут заставить человечество ему следовать.. В конце 1983 года состоялась международная научная конференция, созванная по инициативе группы ученых — противников гонки вооружений. В работе конференции принимала участие и делегация советских ученых. На конференции был зачитан доклад «Моделирование климатических последствий ядерной войны», подготовленный сотрудниками Вычислительного центра АН СССР. Предлагаем статью кандидата физико-математических наук В. АЛЕКСАНДРОВА и академика Н. МОИСЕЕВА, рассказывающую об итогах работы конференции. Полностью статья опубликована в журнале «Вестник Академии наук СССР», № II, 1984 год.
«…И хотя на 40-й день после обмена ядерными ударами падение температуры в Северном полушарии составляет в среднем 12,9°, в отдельных районах оно будет намного большим: на Аляске и в центральных районах Северной Америки — 36°, на восточном побережье Северной Америки — 40°, в Центральной Европе — 51°, на Кольском полуострове — 56°, в низких широтах самое большое похолодание наблюдается на Аравийском полуострове — 51°; на 243-й день температура несколько повышается, но на северо-востоке Америки она все еще на 32° ниже среднегодовой, в Центральной Европе — на 30°, на Аравийском полуострове — на 24°, в Центральной Африке — на 10°; на этом этапе обнаруживается и новый важный эффект…»
Многие фрагменты доклада «Моделирование климатических последствий ядерной войны», с которым один из авторов настоящей статьи выступал 1 ноября 1983 года на международной конференции «Мир после ядерной войны», можно было принять за отрывки из очередного фантастического романа-предупреждения в модном сегодня на Западе документальном стиле. Даже сама идея предсказывать изменения температуры на 40-й, 243-й, 380-й день после ядерного конфликта легко могла бы показаться пустой игрой фантазии. Однако более девятисот ученых, собравшихся в зале вашингтонского отеля «Шератон», отнеслись к выслушанному вполне серьезно. Не было даже обычных шуток, связанных с предсказаниями погоды.
Конечно, само содержание доклада не настраивало на шутливый лад — было очевидно, что климатические воздействия даже не самого сильного по современным возможностям ядерного конфликта не оставляют шансов на выживание никому на планете. Но дело было еще и в другом. Перед нами на ту же тему говорил руководитель Национального центра атмосферных исследований (США) профессор Шнайдер, который сообщил о результатах расчетов изменения климата на планете в первые двадцать дней после ядерной войны. Наши расчеты были выполнены на совершенно иных машинах, по другим программам, охватывали куда более длительный период и, главное, основывались на совершенно иной в методологическом отношении модели. Обе группы даже не знали о работах друг друга. И тем не менее прогнозы на первые три недели неожиданно для самих их авторов оказались очень близки. Не только общие тенденции изменения климата Земли, но и средние температуры, и расположение зон с экстремальным похолоданием, и картина движения воздушных масс — все совпало буквально до деталей. Это совпадение, которое заставило с доверием отнестись и к более долгосрочным прогнозам, само по себе было сенсацией — в известном смысле не меньшей, чем приводимые в докладе цифры.
То, что две группы в разных странах независимо друг от друга взялись за такие расчеты, было неожиданностью, но отнюдь не случайностью. У этого совпадения была своя история — история многолетних усилий ученых разных стран, разных специальностей, взявшихся за изучение возможных климатических последствий ядерной войны. Их целью было окончательно доказать средствами науки полную невозможность использования ядерного оружия как средства решения каких бы то ни было политических или экономических противоречий. И двойной доклад на конференции, как отмечали ее участники, а позднее и многие политические деятели, был успешным промежуточным итогом этой долгой общей работы.
Уже почти четыре десятилетия — с тех самых пор, как над миром нависла угроза ядерного конфликта, — прогрессивные ученые всего мира пишут книги и статьи, выступают с заявлениями, активно участвуют в антивоенных движениях. С ростом международной напряженности в последние годы выступления ученых против войны стали еще активнее. Достаточно вспомнить Декларацию о предотвращении ядерной войны, принятую руководителями академий наук ряда стран и представителями международных научных обществ, обращение группы членов Академии наук СССР ко всем ученым мира, выступления советских и зарубежных ученых на Всесоюзной конференции за избавление человечества от угрозы ядерной войны, за разоружение и мир1, действия многочисленных национальных движений ученых за предотвращение ядерной войны.
К сожалению, в большинстве публикуемых учеными материалов о возможных последствиях ядерной войны до сих пор преобладали качественные оценки. Но в наш рациональный век людей больше всего убеждают именно цифры, и их-то порой не хватало. Недостаточная определенность в оценках последствий войны открывала путь различным домыслам о ее допустимости, о возможности победы в ней, служила оправданием политики военно-промышленных комплексов, направленной на расширение ядерных арсеналов. К тому же внимание ученых чаще всего сосредоточивалось на непосредственных эффектах ядерных взрывов, прежде всего на действии проникающей радиации и радиоактивном заражении местности. О более отдаленных, глобальных последствиях, в том числе и климатических, думали меньше, хотя отдельные попытки представить такие последствия были. При этом исходили из того, что ядерный взрыв выбросит в атмосферу огромное количество пыли и аэрозолей, и образовавшееся облако экранирует солнечные лучи, так что температура на Земле может понизиться. Хотя особой уверенности в этом не было — ведь аэрозоли бывают разные, и от некоторых из них атмосфера может, напротив, начать перегреваться из-за уменьшения альбедо. А возможно, перегрев и переохлаждение вообще уравновесят друг друга, так что ничего не произойдет… Обращали внимание на самый близкий, казалось бы, природный аналог ядерных взрывов — извержения вулканов. Вспоминали об одном из самых сильных извержений — извержении вулкана Самбора в 1815 году, когда в атмосферу было выброшено около 100 кубических километров пыли, плававшей там около двух лет. Тогда в Европе действительно было очень холодное лето — «лето без лета», как отмечали современники. А ведь, как показывают расчеты, такой выброс пыли соответствует выбросу ее от ядерного взрыва мощностью примерно 1000 Мт — больше 70 тысяч бомб, сброшенных на Хиросиму. Понижение средней температуры на 1-2 градуса — действительно не самое страшное, чего может ждать человечество от ядерного конфликта подобных масштабов. Успокоившись на этой мысли, ученые не стали глубже вникать в возможные климатические последствия ядерной войны, сосредоточившись на более непосредственных и впечатляющих опасностях.
На то, что аналогия между ядерным взрывом и извержением вулкана некорректна, что дело тут главным образом не в мощности взрывов, одним из первых обратил внимание директор института имени М. Планка (ФРГ) П. Крутцен. Вероятно, то обстоятельство, что этим заинтересовались именно здесь, не случайно. У немцев в памяти были катастрофические последствия бомбардировок Гамбурга и Дрездена с их чудовищными пожарами, уничтожившими больше людей, чем атомные взрывы в Хиросиме и Нагасаки, где, несмотря на гигантскую удельную энергию взрывов, пожары были не столь разрушительными. Крутцен проанализировал протекающие при этом процессы самоподдерживающейся реакции и пришел к выводу, что главная причина сравнительно более сильных пожаров — более высокая этажность немецких городов: на относительно узких улицах с высокими домами создавались условия для мощнейшего подсоса воздуха, который обеспечивал возникновение самораспространяющейся реакции с постоянным повышением температуры (до 1000- 1200 градусов Цельсия) и, соответственно, с загоранием все новых материалов. Возникающее атмосферное явление Крутцен назвал «огненным торнадо». Одно из отличительных его свойств в условиях города с высокой этажностью — огромная мощность и высота (до 20 километров) восходящих потоков воздуха, приводящая к выбросу в атмосферу до самой тропопаузы огромных количеств сажи и других продуктов сгорания.