Нынешний год неожиданно вернул актуальность обсуждению последствий применения ядерного оружия, что стало по-настоящему неприятным сюрпризом. Читать книги про «вселенную Метро-2033», конечно, интересно, но вот жить в ней совсем не хочется. Но поскольку, признаем честно, в этом вопросе от нас зависит немного, не лишним будет вспомнить поражающие факторы ядерного взрыва, сколько их и какие.
Последствия конкретного взрыва ядерной боеголовки благодаря многочисленным испытаниям известны детально и подробно описаны в соответствующей литературе. Это ударная волна, световое излучение, электромагнитный импульс и проникающая радиация, заражающая местность и прилегающие слои атмосферы.
Но когда речь заходит о масштабном применении стратегического ядерного оружия, ситуация складывается не столь понятная и однозначная. Поскольку, по понятным причинам, его последствия изучались исключительно на теоретических моделях. Наиболее популярной является модель «ядерной зимы». В ее рамках, предполагается, что в результате выноса в стратосферу некоторого количества дыма и сажи, вызванного обширными пожарами при взрыве нескольких сотен ядерных боезарядов, температура на планете повсеместно снизится до арктической в результате существенного возрастания отражения солнечных лучей от верхних слоёв атмосферы.
Для начала – напомним, как эта модель была создана и как она стала «мейнстримом». Еще в начале 1960-х годов ученые в США озвучили концепцию MAD: Mutual assured destruction, гарантированного взаимного уничтожения сверхдержав в случае полномасштабного обмена ядерными ударами. Но чтобы к ней отнеслись с максимальной серьезностью, ее надо было конкретизировать, обоснованно и детально расписать, что произойдет после того, как утихнут пожары от взрывов боеголовок.
Одна из первых таких моделей предполагала, что ядерные взрывы уничтожат озоновый слой планеты и все живое погибнет. Но даже на пике ядерных испытаний в первой половине 1960-х, когда сверхдержавы выжигали свои полигоны в Семипалатинске и Неваде, на Новой Земле и тихоокеанских островах мощнейшими, заметной корреляции с динамикой содержания озона в атмосфере выявить не удалось.
В итоге появилась более «оптимистичная» модель, согласно которой война все равно будет ужасной, погибнут сотни миллионов, может, миллиарды людей, огромные территории подвергнутся радиационному заражению, но человечество выживет и даже сможет восстановиться. И, возможно, полученный урок заставит-таки людей отказаться от войн. Такие настроения преобладали некоторое время не только в научной среде, но и в фантастической литературе, где пост-ядерное будущее рисовалось мрачным, но, в принципе, пригодным для жизни.
Но в 1982 году в шведском научном журнале «AMBIO» два химика – голландец Пауль Крутцен и американец Джон Бёркс публикуют статью «Атмосфера после ядерной войны: сумерки в полдень», где впервые была изложена концепция «ядерной зимы».
По их расчётам, частицы сажи от множественных пожаров в городах, в лесах (в том числе в таёжных лесах после ударов по районам базирования межконтинентальных баллистических ракет СССР) и на объектах нефтедобычи и нефтепереработки поднимутся в атмосферу и закроют значительную часть земной поверхности от света Солнца, особенно в северном полушарии. Они считали, что пожары продлятся много недель. Экранирование солнечного света в течение длительных периодов вегетационного периода уничтожило бы большую часть производства продуктов питания в Северном полушарии.
В атмосферу попадет больших количеств оксидов азота и реактивных углеводородов, что может привести к возникновению сильного фотохимического смога на большей части Северного полушария. Выделение сильных окислителей, таких как озон и пероксиацетилнитрат (ПАН), при удалении сажи из атмосферы также должно было негативно повлиять на производство продуктов питания во всём Северном полушарии в течение первого года после войны.
Впрочем, авторы статьи считали, что основные последствия придутся на первый год после бомбардировок. И те, кто его переживет, в дальнейшем смогут заняться восстановлением цивилизации. Но затем эту модель стали дорабатывать другие исследователи. В числе первых, советский физик Георгий Голицын из Института физики атмосферы имени А. М. Обухова и его американский коллега (также широко известный как популяризатор науки) Карл Саган. Ранее они уже обсуждали данные, полученные с советских межпланетных станций «Марс-2» и «Марс-3», вышедших на орбиту четвёртой планеты Солнечной системы в ноябре 1971 года. Тогда спутники зафиксировали, что температура пылевых облаков в атмосфере Марса оказалась заметно выше температуры поверхности планеты. Тогда (в 1970-е годы) Голицын вместе с коллегой Александром Гинзбургом предложили теорию, которая объясняла, как на планетах образуются пыльные бури, почему они могут достигать глобальных размеров и как они могут влиять на климат.
Теперь в своей версии модели «ядерной зимы» они учли эту информацию. В 1982 году Голицицын и Гинзбург представили свои первые выводы на международной конференции «Мир после ядерной войны» в Вашингтоне. А в сентябре 1983 года вышла научная публикация в «Вестнике Академии наук». Месяцем спустя в США вышла очень близкая по теме публикация Карла Сагана и его коллег, команды из пяти учёных под неформальным названием TTAPS: по фамилиям Ричарда Турко, Оуэна Туна, Томаса Акермана, Джеймса Поллака и того самого Карла Сагана. После выхода статей Саган созвонился с Голицыным, и дальнейшую работу по ядерной зиме советские и американские учёные вели в изрядной координации.
И вот тут надо отметить весьма интересную особенность. В 1982-1983 годах противостояние СССР и США достигло очередного пика: страны бойкотировали олимпиады, гонка вооружений достигла небывалых темпов, Америка вооружала и тренировала моджахедов, которые затем убивали советских солдат на территории Афганистана. В общем, по накалу ситуация была довольно близка к нынешней. Но вместо нынешнего бойкота российских ученых, мы видим обратное – активизацию сотрудничества.
Можно, конечно, списать все на то, что времена были другие и предположить, что наука тогда меньше зависела от политики. Но только это не так. В те времена и в СССР, и в США ключевые направления науки находились под пристальным вниманием государства, просто проявлялся этот контроль немного по-разному. А в ряде случаев, формат сотрудничества физиков в деле компьютерного моделирования «ядерной зимы» (а именно это стало следующим этапом истории данной гипотезы) прямо предусматривал участие госструктур.
В СССР этой работой, в частности, занимался Владимир Александров из лаборатории Вычислительного центра Академии наук СССР, разрабатывавшей методы вычислительной физики в климатологии. Но, поскольку в США считали возможности ВЦ АН СССР недостаточными, в самый разгар Холодной войны Александрова приглашают поработать с суперкомпьютером Cray X-MP в Ливерморской национальной лаборатории при Калифорнийском университете. Это, на минуточку, один из главных научных центров ядерной программы Америки.
Показательна и фигура главного инициатора этого проекта с американской стороны - Карла Сагана. Он, как говорилось ранее, отдавал популяризации науки не меньше времени и сил, чем собственно научной работе. Более того, у ряда коллег, к примеру, Роберта Частроу, возникали претензии к Сагану по поводу аккуратности научного обоснования его рассуждений. Еще Саган писал научную фантастику, постоянно участвовал в протестах против ядерного оружия и военных программ в США во второй половине 1980-х, и даже был дважды арестован. И его руководящая роль в проекте заставила уже тогда многих физиков задаваться вопросом – сколько в модели «ядерной зимы» науки, а сколько – политики.
А тут еще загадочно пропал его советский коллега, тот самый Александров. 31 марта 1985 года он вышел на прогулку из гостиницы после очередной научной конференции по вопросам о последствиях ядерной войны… и исчез навсегда. Что именно с ним случилось и почему, остаётся загадкой по сей день. Версии о его побеге на Запад или наоборот, об устранении американскими спецслужбами за то, что узнал что-то лишнее в Ливерморе очевидно не объясняют произошедшее. В первом случае, Александров неизбежно объявился бы спустя некоторое время (тем более, в условиях Перестройки отношение к перебежчикам смягчилось), а вторая бессмысленна, ведь после американской командировки прошло больше года, и он успел бы поделиться любыми секретами и с коллегами, и с сотрудниками КГБ.
Однако главные сомнения в верности модели «ядерной зимы» были порождены не биографией Сагана или исчезновением Александрова, а другими научными расчетами и новыми данными, оказавшимися в распоряжении ученых. Такие, как последствия войны в Ираке в 1991 году. Согласно всем моделям особенно тяжёлые последствия для климата должны были нанести массово воспламенившиеся нефтяные месторождения и заводы. Однако, когда войска Саддама Хуссейна при отступлении от войск коалиции подожгли сотни скважин, и огромные полосы чёрного дыма закрыли небеса Востока на долгие месяцы, последствия для глобального климата оказались весьма небольшими.
Уже в нашем веке несколько новых команд исследователей попробовали построить новую модель «ядерной зимы», но разброс результатов оказался достаточно большим. Были вопросы и к методике расчетов. Например, расчёты горения городов и уровней выделения сажи и пепла делались на основе результатов ядерного удара по Хиросиме и стратегических бомбардировок Дрездена и Гамбурга. Однако, основная масса домов в Хиросиме была из бумаги и дерева, и понятно, что такие дома горят совсем иначе, чем современные конструкции. А немецкие города бомбили двумя волнами, первая (осколочно-фугасные бомбы) разрушала кровлю строений, вторая (зажигательные) – поджигала их внутреннюю часть. Но уже известно, что разрушительный механизм ядерного взрыва действует иначе: взрывная и тепловая волны распространятся одновременно. И первая своими разрушениями ограничивает возможности второй.
Есть и другие «нюансы», которые не учитывали авторы моделей. Например, изменения в составе ядерных арсеналов. Сейчас упор делается на высокоточное и тактическое ядерное оружие относительно небольшой мощности, а не на мегатонных монстров с разделяющимися боеголовками. Соответственно, и целью становится не мегаполисы целиком, а их отдельные районы. Что также уменьшит как интенсивность пожаров, так и степень радиационного заражения. В совокупности эти и многие другие детали делают модель «ядерной зимы» уже не столь убедительной. Впрочем, для научного сообщества любая теоретическая модель остается лишь гипотезой, которая требует своего подтверждения. Но это как раз тот случай, когда хотелось бы обойтись без проверки экспериментом.
И самое главное – о какой бы модели последствий мировой ядерной войны мы не говорили, всегда подразумевается, что она принесет колоссальный экономический и экологический ущерб. Разница их только в том, предусматривают ли они шанс на возрождение цивилизации или нет. Пусть даже критики концепции «ядерной зимы» и доказывают, что человечество все-таки выживет, но выживать нам будет непросто. И этого до сих пор было вполне достаточно для политиков и военных, чтобы успеть остановиться в эскалации конфликта. Будем надеяться, что так и произойдет в этот раз.
Сергей Исаев
