Што такое ядзерная зіма, пра якую кажуць навукоўцы. І як гэта будзе выглядаць для Беларусі?

Расійскае ўварванне ва Украіну ў чарговы раз паставіла свет на мяжу ядзернай вайны. Адным з катастрафічных наступстваў такога канфлікту часта называюць ядзерную зіму. «З*ркало» расказала, адкуль узялося само гэта паняцце, што павінна адбыцца, каб такая зіма наступіла, і як гэтая з'ява можа выглядаць для тых, хто выжыве.

Хто прыдумаў ядзерную зіму?

Першае згадванне аб тым, што атамная вайна здольная справакаваць пахаладанне і нават наступленне новага ледніковага перыяду, сустракаецца ў навукова-фантастычным аповедзе 1947 года «Заўтрашнія дзеці» Пола Андэрсана.
Навуковае абгрунтаванне гэтай тэорыі было дадзена пазней. У 1982 годзе ў Швецыі быў апублікаваны артыкул нідэрландца Паўля Крутцэна і амерыканца Джона Беркса, у якім на падставе разлікаў выказвалася здагадка, што дым ад пажараў, выкліканых ядзернымі выбухамі, можа аказаць уплыў на надвор'е і клімат. Праца прыцягнула ўвагу навукоўцаў у розных краінах, і даследаванні ў гэтым кірунку працягнуліся. У снежні 1983 года калектыў пад кіраўніцтвам амерыканца Рычарда Турко, які займаецца вывучэннем атмасферы, апублікаваў у часопісе «Science» артыкул «Ядзерная зіма: глабальныя наступствы шматлікіх ядзерных выбухаў». Самым вядомым з сааўтараў матэрыялу быў папулярызатар навукі астраном Карл Саган.
Падобныя ідэі аб сусветным пахаладанні пасля буйнога канфлікту з ужываннем атамнай зброі выказваліся і раней — у прыватнасці, з 1982 года над гэтай праблематыкай працаваў савецкі даследчык фізікі атмасферы Георгій Галіцын. Але сам тэрмін, упадабаны пасля сродкамі масавай інфармацыі, замацаваўся дзякуючы таму самаму артыкулу Турко, Сагана і іх сааўтараў.
Гэты навуковы «піяр» прыйшоўся вельмі дарэчы. Да пачатку 80-х гадоў у свеце былі назапашаны вялікія ядзерныя арсеналы і чалавецтва некалькі разоў ушчыльную набліжалася да пачатку глабальнага канфлікту з выкарыстаннем зброі масавага паражэння. З канца 1979 года (уварванне савецкіх войскаў у Афганістан) да разрадкі ў другой палове 80-х знешнепалітычная напружанасць у свеце ўзрастала. Якраз у гэты перыяд ЗША размясцілі ў Еўропе новыя балістычныя ракеты сярэдняй далёкасці «Pershing II».
Пры гэтым у той момант лічылася, што галоўная пагроза ад ядзерных выбухаў заключаецца ў іх асноўных паражальных фактарах: ударнай хвалі, светлавым выпраменьванні, пранікальнай радыяцыі, радыеактыўным забруджванні і электрамагнітным імпульсе (які выводзіць са строю электраапаратуру). Усе яны вельмі непрыемныя і могуць прывесці да катастрафічных наступстваў — але толькі на той мясцовасці (хай і досыць шырокай), у якой ядзерная зброя была выкарыстана.
Даследаванні навукоўцаў жа паказалі, што нават лакальны ядзерны канфлікт здольны прывесці да глабальнай катастрофы планетарнага маштабу.
Рызыкі ад выкарыстання атамнай зброі выявіліся яшчэ большымі, чым лічылася раней. Гэтая навіна ацвярэзіла гарачыя галовы. Пачалася разрадка, і ў 1987 годзе галоўныя ядзерныя дзяржавы (ЗША і СССР) дамовіліся знішчыць цэлы клас носьбітаў зброі масавага паражэння — балістычных і крылатых ракет сярэдняй далёкасці.
Калі перадаваць сутнасць канцэпцыі ядзернай зімы зусім коратка, то, на думку навукоўцаў, пасля пачатку ядзернага канфлікту пачнуцца самыя моцныя пажары. З-за іх у верхнія слаі атмасферы разам з дымам трапяць мільёны тон чорнага вугляроду (асноўнага кампанента сажы), якія за некалькі тыдняў распаўсюдзяцца па ўсім свеце. Гэта перакрые шлях да паверхні планеты сонечным промням — зямлю ахутае «ядзернае змярканне». У такіх умовах прыкметна панізіцца тэмпература, а сельскагаспадарчыя расліны, якія будуць атрымліваць менш неабходнага для фотасінтэзу сонечнага святла, дадуць меншы ўраджай. І гэта прывядзе да голаду. У агульных рысах механізм наступлення ядзернай зімы выглядае менавіта так — а цяпер крыху паглыбімся ў дэталі.

Што павінна адбыцца, каб наступіла ядзерная зіма?

Мяркуючы па ўсім, дастаткова нават абмежаванай атамнай вайны паміж другараднымі ядзернымі дзяржавамі.
Можа здацца, што прычынай такога глабальнага катаклізму, як ядзерная зіма, павінен быць такі ж глабальны ядзерны канфлікт. Гэта значыць той, у якім шматлікімі ўдарамі абмяняюцца ўладальнікі самых вялікіх ядзерных арсеналаў на планеце: ЗША і Расія (на іх сукупную долю прыпадае каля 93% з прыкладна 13 900 адзінак ядзерных боепрыпасаў у свеце).
Такое інтуітыўнае меркаванне збольшага дакладнае: ужо калі амерыканцы і расійцы сапраўды ўдараць адзін па адным сваімі шматлікімі мегатоннымі (у тратылавым эквіваленце) міжкантынентальнымі ядзернымі ракетамі, то ядзерная зіма наступіць абавязкова. Іншая справа, што, па сучасных уяўленнях, для яе прыходу можа спатрэбіцца значна менш ядзернай зброі, ды яшчэ і меншай магутнасці.
У кастрычніку 2019 года ў навуковым часопісе «Science Advanced» было апублікавана даследаванне калектыву з дзесяці амерыканскіх навукоўцаў, адным з якіх быў Рычард Турко. Каманда даследчыкаў змадэлявала лакальны ядзерны канфлікт паміж Індыяй і Пакістанам. Менавіта ў гэтым рэгіёне да нападу Расіі на Украіну выкарыстанне атамнай зброі лічылася найбольш верагодным.
У мадэляванні выкарыстоўваўся сцэнарый, пры якім Пакістан зможа нанесці па гарадах Індыі 150 ядзерных удараў, а тая ў сваю чаргу (вымушаная прытрымаць частку свайго арсенала на выпадак уступлення ў вайну дружалюбнага Ісламабаду Кітая) — 100 удараў па пакістанскіх гарадах. Магутнасць выкарыстаных боепрыпасаў азіяцкіх дзяржаў, на думку даследчыкаў, у такім выпадку магла размяшчацца ў інтэрвале паміж 15 і 100 кілатон у тратылавым эквіваленце.
Зразумела, з самымі страшнымі наступствамі такога ядзернага пінг-понга сутыкнецца Індыйскі субкантынент (рэгіён, які ўключае ў сябе ўласна Індыю і Пакістан, а таксама Бангладэш, Непал, Бутан, Шры-Ланку і частку Афганістана). Калі ўсе выкарыстаныя ядзерныя боепрыпасы будуць мець магутнасць у 15 кілатон (гэта значыць мінімальную з магчымых), непасрэдна ад удараў загіне 50 мільёнаў чалавек. Пры выкарыстанні 50-кілатонных бомбаў загіне 100 мільёнаў, а 100-кілатонных — 125 мільёнаў чалавек (для параўнання, шасцігадовая Другая сусветная вайна забрала жыцці прыкладна 50 мільёнаў чалавек па ўсёй планеце).
Што тычыцца астатняй планеты, то на яе ў такім выпадку паўплываюць ад 16 да 36 мільёнаў тон чорнага вугляроду, выкінутага ў атмасферу вогненнымі смерчамі, якія выбухнуць у знішчаных індыйскіх і пакістанскіх гарадах. Вогненныя смерчы — ключавыя «персанажы» сцэнарыяў ядзернай зімы. Гэтыя страшныя атмасферныя з'явы, якія ўзнікаюць над шырокімі высокатэмпературнымі пажарамі, здольныя падымаць дым з сажай адразу ў стратасферу (пласт атмасферы на вышыні больш за 10 км над узроўнем мора) — гэта значыць туды, адкуль яе не «вымые» дажджамі. У стратасферы сажа можа знаходзіцца гадамі.

Мадэляванне навукоўцаў паказала, што асветленасць на ўзроўні зямной паверхні пры гэтым скароціцца на 20-35%, сярэдняя тэмпература на планеце ўпадзе на 2-5°С, а ўзровень ападкаў паменшыцца на 15-30%. З-за гэтага прадукцыйнасць раслін на сушы знізіцца на 15-30%, што абернецца для многіх рэгіёнаў планеты масавым голадам. А ў «даваенны» стан клімат планеты вернецца не раней чым праз 10 гадоў.
Дадатковым паражальным фактарам у гэты час стане разбурэнне азонавага пласта. У пазатрапічных шыротах наступствы лакальнага канфлікту з выкарыстаннем ста ядзерных бомбаў «хірасімскай» магутнасці (гэта значыць каля 20 кілатон кожная) прывядуць да разбурэння ад 25 да 70% азону. Фактычна ўсе гэтыя рэгіёны, уключаючы Беларусь, апынуцца пад азонавай дзіркай планетарнага маштабу. Павелічэнне аб'ёму ўльтрафіялетавага выпраменьвання тут можа сур'ёзна пагоршыць здароўе людзей — у прыватнасці, выклікаць апёкі ці рак скуры, а таксама хваробы вачэй.
Такім чынам, для наступлення «маленькай» ядзернай зімы з падзеннем тэмпературы на 2-5 градусаў і масавым голадам дастаткова выкарыстаць 1,5-2% агульнапланетных запасаў ядзернай зброі, якімі валодаюць Індыя і Пакістан.

Што будзе адбывацца падчас поўнамаштабнай ядзернай зімы?

Нічога, што магло б спадабацца тым, хто выжыве.
У артыкуле амерыканскіх кліматолагаў Алана Робака і Оўэна Туна, апублікаваным у лістападзе 2016 года, разглядаецца шырокі спектр магчымых ядзерных канфліктаў і іх уздзеянне на планету. «Мінімальная» вайна накшталт інда-пакістанскай, на думку навукоўцаў, можа суправаджацца выкідам у атмасферу 5 мільёнаў тон сажы. Справакаваныя такой падзеяй змены глабальнага клімату планеты абмяжуюцца зніжэннем тэмпературы на 1 градус і памяншэннем узроўню ападкаў на 5%.
А вось больш маштабная ядзерная вайна, якая адправіць у атмасферу 150 мільёнаў тон сажы, выкліча зніжэнне сярэдняй тэмпературы ўжо на 8-9 градусаў і скароціць ападкі на 45%. Чалавецтва не сутыкалася з падобнымі кліматычнымі ўмовамі з часоў апошняга ледніковага перыяду, які скончыўся каля 11,5 тысяч гадоў таму.
Але гэта толькі «сярэдняя тэмпература па бальніцы». У найбольш важных для вырошчвання збожжавых культур умераных шыротах паўночнага паўшар'я (тут размешчана і Беларусь) колькасць ападкаў скароціцца на 90%, а тэмпература ўпадзе ніжэй за нуль і будзе заставацца на лініі адмоўных значэнняў некалькі гадоў. Відавочна, што ўвесь гэты час ніякага ўраджаю не будзе наогул. За гэты час значная частка людзей, якія не трапілі пад прамы ўдар ядзерных ракет, проста загіне ад голаду. Эфект ядзернай зімы будзе расцягнуты ў часе: нават праз 10 гадоў пасля Вялікай ядзернай вайны тэмпература ўсё яшчэ будзе заставацца на 4 градусы ніжэйшай за даваенную.

Пры гэтым выкід 150 мільёнаў тон сажы — гэта далёка не «залімітавы» сцэнарый. Навукоўцы разлічылі, што ўсяго адна амерыканская атамная падводная лодка, якая нясе 144 боегалоўкі магутнасцю ў 100 кілатон, можа «вырабіць» да 23 мільёнаў тон сажы — калі будзе весці агонь па густанаселеных і шчыльна забудаваных кітайскіх гарадах. А выкарыстанне чатырох тысяч амерыканскіх і расійскіх боегаловак аналагічнай магутнасці для нанясення ўзаемных удараў прывядзе да выкіду ў атмасферу 180 мільёнаў тон сажы.
Першыя тры гады пасля глабальнай ядзернай вайны паміж Расіяй і ЗША паўночнае паўшар'е будзе жыць у змроку. На поўнач ад 50-й паралелі паўночнай шыраты (праходзіць крыху на поўдзень ад беларуска-ўкраінскай мяжы) спачатку наогул будзе амаль поўная кругласутачная цемра. Паступова сажа ў стратасферы будзе разносіцца па ўсёй планеце і асядаць — але і праз пяць гадоў пасля вайны Зямля будзе жыць ва ўмовах, якія мы прынялі б за глыбокае змярканне.

А што будзе з Беларуссю?

Выкажам здагадку, што ў выпадку гіпатэтычнай вялікай ядзернай вайны Расія і ЗША абмяжуюцца ўдарамі па тэрыторыях адзін аднаго і не будуць атакаваць саюзнікаў свайго праціўніка. У такім выпадку большасць беларусаў перажыве момант, калі ў ядзерным агні загінуць жыхары расійскіх і амерыканскіх мегаполісаў. Але вельмі вялікае пытанне, ці можна будзе лічыць гэта шанцаваннем.
У лічаныя дні Беларусь ахутае глыбокая ноч, якая будзе доўжыцца круглыя суткі на працягу доўгіх месяцаў. Пачне вельмі хутка халадаць: калі ў сярэднім па свеце тэмпература апусціцца на 8-9°, то ў Беларусі гэтыя змены могуць скласці ад 20 да 35 градусаў. Калі цяпер сярэдняя тэмпература ліпеня ў Мінску складае +19 градусаў, то пасля гэтага летам тут будзе ад +1 да -16. А сярэднія студзеньскія -6 ператворацца ў -26 або нават -41. Некалькі гадоў у краіне наогул не будзе вегетацыйнага перыяду. Расліны, якія застануца без сонечнага святла, перастануць расці — а без іх вымруць галодныя жывёлы. За некалькі гадоў бесперапыннага марозу беларускія вадаёмы разам з рыбай замерзнуць да дна. Хоць снегу будзе выпадаць мала, ён не будзе раставаць. Паступова ён будзе ператварацца ў лёд — такі, з якога складаюцца ледавікі Арктыкі і Антарктыды.

Складана ўявіць колькі-небудзь працяглае існаванне людзей у падобных умовах. Калі ядзерная вайна здарыцца позняй восенню, пасля ўборкі ўраджаю, то запасаў харчавання можа хапіць на нейкі час. Але без даступных крыніц энергіі (а ў гэтай гіпатэтычнай будучыні нафта- і газаправоды з усходу, хутчэй за ўсё, будуць пустымі) выжыць ва ўмовах кругласутачнага змроку і марозу круглы год змогуць толькі групы людзей, якія валодаюць дастатковымі запасамі паліва. Вельмі хутка ў печках згараць прамерзлыя дрэвы населеных пунктаў, затым прыйдзе чарга лясоў.
Магчыма, выжыць удасца камусьці з тых, хто адправіцца на поўдзень. Калі меркаваць па картах кліматычных змяненняў 2007 года Алана Робака і яго калег, то плюсавыя тэмпературы на нейкі час у годзе будуць магчымыя ў Міжземнамор'і (напрыклад, на тэрыторыі сучасных Італіі або Грэцыі). Вегетацыйны перыяд там скароціцца на 20-40 сутак за год, але не знікне цалкам. Тут ва ўмовах, падобных да цяперашніх нарвежскіх, будзе магчыма весці хоць якую сельскую гаспадарку. Праўда, усіх жадаючых яна таксама наўрад ці зможа пракарміць.
У навуковым артыкуле міжнароднага калектыву навукоўцаў у Брытанскім часопісе «Nature Food», апублікаваным у жніўні 2022 года, ацэньваецца колькасць чалавечых ахвяр у розных сцэнарыях ядзерных канфліктаў. Самая «маленькая» ядзерная зіма (100 боегаловак па 15 кілатон кожная) з аб'ёмам выкінутай у атмасферу сажы ў 5 мільёнаў тон абыйдзецца чалавецтву ў 27 мільёнаў забітых непасрэдна бомбамі і 255 мільёнаў памерлых ад голаду ў наступныя два гады. Вялікая, «сапраўдная» ядзерная зіма (4 400 боегаловак па 100 кілатон, 150 мільёнаў тон сажы) хутка заб'е 360 мільёнаў чалавек — і яшчэ 5,3 мільярда памруць за два гады ад голаду. Выжыве толькі 30% чалавецтва — гэта значыць прыкладна кожны трэці.

А потым — ядзернае лета

Барацьба чалавецтва з глабальным пацяпленнем на першы погляд трохі нівеліруе пагрозу ядзернай зімы. Навукоўцы і грамадскасць з трывогай успрымаюць кожны новы градус да сярэднегадавой тэмпературы планеты — а сапраўдная, поўнамаштабная ядзерная зіма «адкатвае» яе ў прахалодны стан ледніковага перыяду.
На жаль, нават у гэтым плане наступствы атамнай вайны не выглядаюць пазітыўна. Ёсць адразу некалькі фактараў, з-за якіх ядзерную зіму пасля яе заканчэння можа змяніць ядзернае лета. Першы з іх — згаданы вышэй смяротны ўплыў ядзерных выбухаў на азонавы пласт планеты. З-за гэтага паток ультрафіялетавага выпраменьвання (УФІ), які дасягае зямной паверхні, узмоцніцца. Калі ў звычайных умовах УФІ паглынаецца азонам і выпраменьваецца назад у выглядзе цяпла, якое награвае стратасферу і рассейваецца ў космасе, то без гэтага газу вялікая яго частка дасягне зямной паверхні.
У дадатак па меры рассейвання сажы ўсё больш і больш будзе ўзмацняцца парніковы эфект. Да метану і вуглякіслага газу, які ўтрымлівае цяпло ў атмасферы ў цяперашні час, дададуцца газы, вызваленыя ў атмасферу ў выніку шырокіх пажараў і гніення загінулых жывых істот. Цалкам магчыма, што пасля таго, як атмасфера Зямлі ачысціцца ад сажы, людзям і іншым жывым стварэнням, якія перажылі ядзерную зіму, прыйдзецца сутыкнуцца з хуткім нагрэвам планеты — і праз гэта выпрабаванне зноў пройдуць далёка не ўсе.