МОСКВА, 8 ноя, Захар Андреев. Наступит ли ядерная зима после атомной бомбардировки? Ученые до сих пор спорят. Модели дают разные результаты. А единственный в истории «натурный эксперимент» произошел слишком давно — более 80 лет назад. В поисках ответа ученые нашли неожиданную подсказку — короткую запись в бортовом журнале бомбардировщика «Энола Гэй», сбросившего бомбу на Хиросиму.
Охлаждение на 50 градусов
«Облако рассеялось», — отметил штурман Теодор Ван Кирк в 10:52 6 августа 1945-го.
За 97 минут до этого в Хиросиме взорвалась атомная бомба «Малыш», которую сбросил экипаж Б-29 «Суперфортресс» (название «Энола Гэй» самолету дал летчик Пол Тиббетс — в честь своей матери).
По городу пронесся огненный шторм. В воздух поднялся столб сажи и дыма. Запись, на которую не обращали внимания более 80 лет, позволила ученым рассчитать, какой высоты достигли выбросы. Это ключевой показатель для гипотезы ядерной зимы. Почти сорок лет назад, в 1983–1985 годах, ее независимо друг от друга выдвинули ученые СССР и США.
Идея основана на опыте Второй мировой войны. Ковровые бомбардировки Гамбурга и Дрездена союзниками вызывали так называемый огненный шторм. Ученые предположили: при ядерных ударах по городам критическая масса таких пожаров будет превышена. Тогда дым и сажа поднимутся в стратосферу и на долгое время закроют Солнце.
Климатические модели показали снижение температуры на Земле на 20-50 градусов. Это означало, что страна, начавшая войну, погибнет от собственных или чужих ударов — а вместе с ней и вся человеческая цивилизация.
Судьба растительного и животного мира планеты будет зависеть от сезона. По расчетам российских ученых, если война начнется в июле, вся растительность Северного полушария погибнет полностью, Южного — частично. Если в январе, то в Европе, Сибири и Северной Америке исчезнет от 25 до ста процентов растительности. Степи потеряют около 90 процентов растений, тропические леса — полностью. Животные умеренных и высоких широт вымрут от холода и голода.
Океан пострадает меньше. Его поверхность охладится лишь на 1,2 градуса. Но из-за падения освещенности резко сократится фитопланктон.
В долгосрочной перспективе леса сменятся травами и болотами. Это резко снизит устойчивость биосферы. Через 30 лет после войны уровень CO2 в атмосфере вырастет в 1,6 раза, а температура — на 1,3 градуса. Климат станет менее стабильным.
Ложная тревога?
Расчеты убедили не всех. По мнению критиков, сажа от пожаров не поднимется так высоко в стратосферу и будет быстро вымыта обычными дождями.
В 1991-м во время войны в Персидском заливе иракская армия подожгла более 600 нефтяных скважин в Кувейте. Знаменитый ученый Карл Саган прогнозировал, что это может вызвать локальный аналог ядерной зимы и нарушить муссоны в Азии. Однако этого не произошло.
Выяснилось, что дым действительно поглощал от 75 до 80 процентов солнечной радиации, но этот эффект был строго региональным, а не глобальным. Сажа не поднялась в стратосферу (как предсказывали модели ядерной зимы), а осталась на относительно небольших высотах (до 6100 метров). Из-за погодных условий и процессов вымывания частиц облаками время жизни дыма в атмосфере оказалось коротким.
Ученые, исследовавшие последствия пожаров в Кувейте, пришли к выводу, что исходные компьютерные модели сторонников теории «ядерной зимы» использовали сильно завышенные параметры выбросов и поведения сажи в атмосфере.
В 2018-м группа исследователей смоделировала взрыв атомной бомбы мощностью 15 килотонн над Атлантой. Ученые пришли к выводу, что большая часть сажи останется в нижних слоях атмосферы. То есть глобального похолодания не будет.
Тем не менее расчеты, основанные на компьютерных моделях и пожарах, вызванных неядерными причинами, не могли поставить точку в споре. Проверить это можно было только на реальном примере. К несчастью, такой есть.
Дымка и преломление
История знает всего два случая боевого применения атомной бомбы. Для проверки гипотезы мог бы пригодиться лишь один: в Нагасаки не возникло огненного шторма. Высоту выбросов в Хиросиме пытались установить по сохранившимся фотоснимкам, но расчеты не представлялись надежными. По мнению авторов новой работы, запись, сделанная Ван Кирком спустя 97 минут после взрыва, решает эту проблему. Научная статья Дэвида Ромпса из Калифорнийского университета в Беркли и его коллег опубликована в Geophysical Research Letters.
Ученые установили, что экипаж перестал наблюдать облако не из-за того, что самолет ушел за горизонт, а из-за дымки в атмосфере. О наличии такой дымки сообщал другой исторический документ — служебная записка американского генерала Лесли Гровса, сделанная в тот же день.
Исследователи рассчитали, на каком расстоянии летчик еще мог видеть верхушку облака, если она находилась на разной высоте. Затем они нашли высоту, при которой облако оставалось бы заметным с самолета в момент наблюдения.
Для расчета понадобились три основных параметра: расстояние от бомбардировщика до Хиросимы, высота полета и свойства атмосферы. Расстояние оценили примерно в 750–764 километра по данным бортового журнала и маршрута самолета. Высоту полета восстановили по записям: около 7,4 километра. А состояние атмосферы взяли из метеорологических архивов. Ученые повторили расчет сто тысяч раз, немного меняя исходные значения в пределах возможной погрешности.
В результате медианная оценка составила 12,1 километра. Но исследователи отдельно рассчитали более осторожную границу: с вероятностью 95 процентов верхушка огненного облака находилась не ниже 11,3 километра.
Стратосфера начинается примерно на высоте от десяти до 12 километров над поверхностью Земли. Точная граница зависит от широты и времени года: у полюсов она может опускаться примерно до восьми-десяти километров, а в тропиках подниматься до 16–18.
Поэтому оценка высоты столба над Хиросимой — не менее 11,3 километра — означает, что его верхушка могла достигнуть нижней границы стратосферы или оказаться совсем рядом с ней. Однако авторы оговариваются: сколько именно сажи было на разных высотах и какая ее доля могла попасть в стратосферу, по этим данным установить нельзя.
«Удивительно актуально»
Один из первых советских разработчиков модели ядерной зимы, главный научный сотрудник Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН Александр Гинзбург в комментарии для отметил своеобразность исследования: наблюдения 80-летней давности обрабатываются с помощью вычислительных возможностей современной науки.
«Высота дымного столба зависит от множества факторов — от интенсивности пожаров, метеорологических условий. И всегда найдутся те, кто скажет: вот вы не все учли, и поэтому ваши научные соображения не очень серьезны. Но здесь принципиально важно установить факт, что развитие событий, при котором выбросы достигают стратосферы, возможно. Сегодня широко обсуждаются возможные атмосферные эффекты гипотетических региональных ядерных конфликтов, где могут применяться небольшие заряды, сравнимые со сброшенной на Хиросиму бомбой. Поэтому работа удивительно актуальна», — говорит ученый.
Остается лишь надеяться, что выводы исследования никто и никогда не проверит на практике.
Свежие комментарии