Ученые исследуют последствия возможной ядерной войны

Ученые и студенты под руководством специалистов Университета Колорадо в Боулдере и Ратгерского университета оценят экологические и гуманитарные последствия потенциальной ядерной войны, используя самые современные научные инструменты.

Ведущие авторы исследования, профессоры Брайан Тон и Алан Робок, всесторонне изучали ядерную угрозу на протяжении десятилетий. Они одними из первых сформулировали теорию «ядерной зимы», согласно которой ядерная война между двумя государствами может охладить части планеты, вызывав массовый голод даже в странах, не участвующих в войне.

В своей работе, опубликованной в 1983 году, Тон, Робок и другие ученые опирались на исследование 1982 года, в котором говорилось, что дым от горящих лесов, городов и запасов нефти, вызванный ядерными взрывами, блокирует солнечный свет и охладит Землю. Работа о «ядерной зиме» была опубликована в Science в 1983 году и привлекла внимание всего мира.

«Меня удивляет и огорчает тот факт, что потенциальные катастрофические последствия ядерной войны перестали быть темой дискуссий, начавшихся в 1980-х годах, — сказал Тон. — Одна из целей этого исследования — проинформировать людей о том, насколько опасно это оружие, предоставив обширный научный анализ проблем».

Новое исследование впервые даст детальную оценку воздействия ядерной войны на сельское хозяйство, океанскую пищевую цепь и людей, включая доступность продовольствия и миграционную активность. Команда использует различные сценарии для расчета того, сколько дыма будет производиться городскими огненными бурями и их горючими материалами.

«Важнейшим фактором является количество дыма от пожаров, вызванных ядерными взрывами в городах и промышленных районах, и его распространение в верхнюю атмосферу, — сказал профессор Робок. — Впервые мы смоделируем пожары и огненные бури, используя подробные оценки того, что будет гореть, на основе новых вероятных сценариев ведения ядерной войны».

Хотя глобальный ядерный арсенал был сокращен примерно на 75 % после окончания холодной войны в 1980-х годах, по-прежнему насчитывается около 15 000 единиц ядерных вооружений, распределенных между девятью странами. США и Россия имеют большую часть оружия. Другими членами «ядерного клуба» являются Великобритания, Китай, Франция, Израиль, Пакистан, Индия и Северная Корея.

Ученые отмечают, что угроза ядерного инцидента не уменьшилась и он может возникнуть из-за недопонимания, международной паники, хакерских атак, терроризма или действий со стороны лидирующей ядерной державы. Северная Корея, имеющая от 10 до 20 единиц ядерного оружия, продолжает демонстрировать свою военную мощь — совсем недавно страна запустила межконтинентальную баллистическую ракету, предположительно, способную достичь Аляски или Гавайских островов, и была осуждена многими странами, включая США, Россию и Китай.

Команда использует суперкомпьютеры и сложные климатические модели, разработанные Национальным центром атмосферных исследований (NCAR) в Боулдере, для расчета количества горючего материала в крупных городах и количества дыма, который может быть произведен в результате ядерных взрывов. Исследователи также используют сельскохозяйственные и мировые модели торговли продуктами питания для оценки воздействия потенциальной ядерной войны на урожай и голод.

«Расчеты показывают, что на планете достаточно еды, чтобы накормить людей в течение 60 дней, а запасов продовольствия в среднем городе хватит всего на 7 дней, — сказал Тон. — Функционирование нашего общества в значительной степени основано на нашей способности транспортировать продукты питания, топливо и другие товары, которые будут серьезно затронуты ядерной войной».

В 2016 году Робок и Тон опубликовали комментарий в «Нью-Йорк Таймс» под заголовком Let's End the Peril of a Nuclear Winter. В нем они указывают на свое исследование 2007 года о возможном воздействии ядерной войны между Индией и Пакистаном, при которой каждая страна взрывает 50 бомб размером с хиросимскую.

По их оценкам, дым от взрывов приведет к падению температуры и, как следствие, к сокращению производства пшеницы, риса, кукурузы и сои в глобальном масштабе на 10–40 % в течение пяти лет. Взрывы также могут привести к серьезному истощению озонового слоя Земли, что нанесет ущерб здоровью человека и окружающей среде.

Новый проект получил трехлетний грант в размере трех миллионов долларов, выделенных благотворительной организацией Open Philanthropy Project, которая фокусируется на финансировании проектов в четырех категориях: политика США, глобальные катастрофические риски, научные исследования, здравоохранение и развитие.

В рамках работы Open Philanthropy профессор CU Boulder Юнпин Хи и его студенты оценят количество легковоспламеняющихся строительных материалов в современных городах в разных частях мира. Профессор Джулия Лундквист со своими студентами будут использовать сложные погодные исследования и модели прогнозирования для моделирования того, как местность и ее рельеф могут повлиять на поведение огня после ядерного взрыва.

Робок работает с несколькими аспирантами, в том числе Джошуа Купе, который будет помогать в моделировании климата. Еще один из его аспирантов, Гуанху Джхонг, будет работать над сельскохозяйственным моделированием. Доцент Гал Хохман и аспирант Хайнань Чжан займутся экономическим моделированием.

Ученые NCAR Чарльз Бардин и Майкл Миллс используют последние атмосферные и аэрозольные климатические модели, чтобы лучше понять реакцию климатической системы на сажу от пожаров.
Основываясь на текущих научных знаниях, некоторое ее количество может оказаться в стратосфере (16–48 км над земной поверхностью) и оставаться в воздухе в течение многих лет или даже десятилетий.

Работая с Тоном, Бардин и Миллс будут отслеживать выбросы газов и аэрозолей от городских пожаров, рассчитывая их транспортировку, удаление и взаимодействие частиц с облаками, солнечным светом и климатом.

Кроме того, помощник профессора Университета Боулдера Николь Ловендуски и студенты будут изучать, как может измениться океаническая пищевая цепь в ответ на климатические нарушения и усиленное ультрафиолетовое излучение от ядерных взрывов.

По словам ученых, их работа обеспечит более четкое описание глобальных гуманитарных последствий, подкрепленное современными оценками пожаров, изменением климата и воздействием на производство продуктов питания, цены и ограничения для ряда различных возможных сценариев ядерной войны.