Zima Nuklearna

Cześć i dzięki za śniegi; trzy słowa o zimie nuklearnej

Gdy przymierzałam się do napisania tego artykułu, prezydent Donald Trump nie wypowiedział jeszcze porozumienia o INF (Intermediate-range Nuclear Forces) między Stanami Zjednoczonymi a Rosją, dotyczącego ograniczania rozwoju arsenału jądrowego o pośrednim i średnim zasięgu. To uległo zmianie na początku lutego i odbiło się na tytule. W odpowiedzi na tę deklarację Rosja ogłosiła, że w ciągu dwóch lat opracuje nowe pociski i zważywszy, że te dwa kraje gromadzą 95% światowego arsenału jądrowego, jest to informacja, która budzi niepokój. Zegar zagłady wskazuje obecnie dwie minuty do północy. Przestawiano go już dwukrotnie w ciągu ostatnich dwóch lat, można podejrzewać, że niebawem stanie się to ponownie. Na klawiaturę ciśnie mi się angielskie „shit just got serious”. I nie jest to czcze gadanie, bo tak blisko północy byliśmy tylko raz — w 1953 roku.

Jak duży jest światowy arsenał?

Dokładnie nie wiadomo, bo nikt nie chwali się swoim stanem posiadania. Szacujemy, że jest to około 15 000 ładunków o łącznej mocy około 6 000 megaton, czyli ponad czterysta tysięcy razy więcej niż miała bomba zrzucona na Hiroszimę. Little Boy miał 15 kiloton i to wystarczyło, aby zniszczyć lub poważnie uszkodzić 67% budynków w Hiroszimie i zabić 27% mieszkańców w czasie eksplozji, bez uwzględniania późniejszych zgonów wskutek choroby popromiennej.

A mimo to skutki bezpośrednie bombardowania to wciąż dopiero początek, bo następstwa dużego atomowego konfliktu zbrojnego nic sobie nie będą robiły z granic, tak jak nic sobie z nich nie robiła chmura znad Czarnobyla. A tych, co przeżyją, czeka odmieniony świat i nie chodzi o złe mutanty z zony, a o skutki o wiele bardziej globalne.

Czy grozi nam zima nuklearna?

Tak, nie, może – te odpowiedzi są poprawne i wszystko zależy od tego, ile z tych 6 000 megaton faktycznie zostanie wykorzystane, w jakim czasie, o jakiej porze roku. Czy będzie to konflikt lokalny, czy globalny. Te czarniejsze scenariusze przewidują, że wystrzelamy około jednej trzeciej arsenału, zanim się opamiętamy (albo zanim zaczniemy mieć większe problemy lokalne i sobie to strzelanie odpuścimy).

Co ma zima do promieniowania jądrowego?

W zasadzie to nic. Energia zawarta w promieniowaniu jądrowym to tylko 15% całej energii wyzwalanej przez bombę atomową i w pewnym sensie skażenie terenu to skutek uboczny. Większość energii to fala uderzeniowa, około 50% całości, oraz energia cieplna w postaci kuli ognia o temperaturze idącej w setki tysięcy stopni w pierwszych chwilach wybuchu. I to te ostatnie 35% odmieni naszą planetę.

Ogień i ozon

Będą płonęły miasta, infrastruktura przemysłowa, w tym rafinerie i pola wydobywcze ropy i gazu. Będą płonęły również lasy. Przyczyną jednych pożarów będzie wybuch bomby, innych — uszkodzone instalacje gazowe i elektryczne w budynkach, przerwane gazociągi etc.

Miasta staną w ogniu, bo to one, a przede wszystkim obiekty przemysłowe znajdujące się przy nich, staną się celem ataków. Bomby zrzuca się po to, aby pozbawić przeciwnika możliwości dalszego prowadzenia walki — to dlatego zrzucono bombę na Nagasaki. Miało ono duże znaczenie militarne, znajdował się tam duży port oraz zróżnicowany przemysł. Przywołując słowa naukowców z projektu Manhattan, wysłanych do Japonii, aby zanalizować skutki bombardowań, był to teren szczególnie ważny ze względu na znajdujący się tam przemysł.

Spłoną lasy, bo może je dosięgnąć kula ognia, a potem pożar będzie się rozprzestrzeniał, jak to zawsze robi. Wraz z odpaleniem pierwszych pocisków nasza zdolność do opanowania wielkopowierzchniowych pożarów lasów zacznie drastycznie maleć — i chodzi tu zarówno o zasoby ludzkie, jak i pojazdy gaśnicze oraz paliwo do nich, w dodatku będą to tereny czasowo skażone, gdzie nie za bardzo ktokolwiek powinien się pchać. Przy tej skali zjawisk przeliczanie na boiska do piłki nożnej, ile lasów spłonie, nie ma sensu, prościej na kraje. Wówczas szacujemy, że spłonie ich tyle, co łączna powierzchnia Skandynawii.

Każdy taki pożar będzie źródłem popiołu, sadzy i smoły. A o tym, że mają one wpływ na klimat, przekonaliśmy się, jeszcze zanim wynaleźliśmy bombę atomową. W 1815 roku doszło do erupcji wulkanu Tambora w Indonezji i to bezpośrednio spowodowało, że rok 1816 został nazwany „rokiem bez lata”. Mówi się o nim także jako o okresie zimy wulkanicznej, mniejszej siostry zimy nuklearnej. Dodatkowo trzeba wziąć pod uwagę, że popiół wyrzucany przez wulkany jest większy od tego powstającego w czasie spalania. Jego cząsteczki ważą więcej i szybciej opadają na ziemię niż te z pożarów. Czyli te drugie pozostaną w atmosferze o wiele dłużej. W troposferze — tu koło nas — mogą opadać przez ponad tydzień po wygaśnięciu pożaru. Wyniesione do wyższych warstw atmosfery mogą w nich krążyć latami.

Czy oznacza to, że nawet w południe będzie równie ciemno jak o zmierzchu? Miejscami może tak być.

Innymi produktami spalania, z którymi przyjdzie się nam zmierzyć, będą tlenki azotu (NOx) i ich wpływ na zawartość ozonu w atmosferze.

W przypadku światowego konfliktu jądrowego o ozonie należy mówić w dwóch różnych kontekstach. Jeden to ten w troposferze. To on odpowiada za charakterystyczny zapach, który czujemy po burzy. Drugi to ten zgromadzony w warstwie ozonowej w stratosferze. Oba będą zachowywały się inaczej ze względu na panujące na danych wysokościach warunki fizyko-chemiczne.

W troposferze ozon jest zanieczyszczeniem i ma negatywny wpływ na wielkość zbiorów — może nie wszystkich roślin, ale wielu. W naszym dobrze pojętym interesie jest, aby nie było go za dużo. Niestety, jego ilość będzie rosła, bo jednym z jego źródeł jest utlenianie wspominanych wcześniej NOx.

 W stratosferze może dojść do odwrotnego procesu. Jeśli zdetonujemy dostatecznie duże  ładunki (>1Mt) odpowiednio wysoko, to zwiększymy ilość tlenków azotu w stratosferze. Jej skład jest inny niż troposfery, inne są długości docierającego tam promieniowania i kilkadziesiąt kilometrów wyżej te same NOx przyczynią się do ponownego zanikania warstwy ozonowej.

Jak to zmieni nasz świat?

Podeprzyjmy się informacjami z roku 1816, choć nie mamy aż tak szczegółowych danych. Tambora sprawiła, że Europę dręczyły wielkie powodzie, a w sierpniu odnotowano przymrozki. Po drugiej stronie oceanu, w Kanadzie w czerwcu zdarzyły się dwie burze śnieżne, a w Quebecu leżało 30 centymetrów śniegu. W lipcu i sierpniu w północno-wschodnich Stanach rzeki nadal były zamarznięte. W Indiach spóźnił się monsun letni, co przyczyniło się do wybuchu epidemii cholery, a na leżącym w strefie tropikalnej Tajwanie spadł śnieg. W tym roku, a także w pewnym stopniu jeszcze w kolejnych, plony były niższe, co przełożyło się na klęskę głodu. To wszystko w padającym w niektórych miejscach brązowym i czerwonym śniegu. Według analiz z 2012 roku średnia temperatura na Ziemi spadła wówczas o 1°C.

Jak już ustaliliśmy, w tym czarniejszym scenariuszu skutki konfliktu atomowego będą poważniejsze niż erupcja indonezyjskiego wulkanu.

 W naszej okolicy najgorszy będzie pierwszy rok, choć drugi tak naprawdę nie będzie o wiele lepszy.

Gdyby przeprowadzić symulacje zmian klimatycznych, zakładających wspomniane wyżej użycie jednej trzeciej arsenału, to w pierwszym roku w Polsce temperatura spadłaby o około 30°C. Poza pasem przy wschodniej granicy — tam spadek byłby nieco większy: 35°C w stosunku do obecnie mierzonych temperatur.

W kolejnym roku, jak podpowiadają symulacje, jedyna zmiana dla naszego kawałka Europy to to, że na wschodzie zrobi się cieplej — wspomniany wcześniej zrówna się  z resztą kraju, co będzie dosyć lokalnym przesunięciem.

Średnia temperatura na świecie nadal będzie się obniżała. I tak lato będzie wyglądało jak wiosna, wiosna będzie przypominała zimę, a zima wejdzie na nowy poziom zimna. Ostatni raz tak niskie temperatury były tutaj, gdy epoka lodowcowa na dobre rozgościła się w okolicy — jakieś 18 000 lat temu.

Zimno samo w sobie już będzie dla nas problemem w świecie, w którym centralne ogrzewanie może należeć do przeszłości — nawet jeśli okoliczna ciepłownia nie została zrównana z ziemią, to czymś trzeba w niej palić, a to wymaga wydobycia surowców i szlaków transportowych, te w wielu miejscach pewnie zostaną zniszczone.

Jednak od zimna większym problemem okaże się raczej głód. Niskie temperatury powodują zaburzenie obiegu wody, to oznacza mniej opadów nawet w miesiącach, kiedy temperatury będą powyżej 0°C. Znowu podpierając się modelami matematycznymi, możemy powiedzieć, że okres wegetacji skróci się na przestrzeni pierwszych trzech lat miejscami o 20 dni, miejscami o 120 i więcej (nasz środkowoeuropejski grajdołek to ta druga wartość), do czego należy dołożyć jeszcze wspomniany wcześniej efekt nadmiaru ozonu.

A to wszystko bez brania pod uwagę oddziaływania promieniowania UV-B na ludzi.

No właśnie, a co z ludźmi?

Zima nuklearna nie będzie trwała wiecznie. Mówimy tu o kilku latach, po których sytuacja zacznie się powoli poprawiać — pył pochłaniający światło słoneczne opadnie, ozon w stratosferze zacznie się ponownie akumulować, temperatura zacznie rosnąć, obieg wody wracać do normy. Czy tego dożyjemy? Zimno, głód, choroby będą przetrzebiały populację tych, którzy przeżyją konflikt, ale może ktoś będzie miał szczęście.


Źródła/Doczytaj:

1. Kristensen H.M., Norris R.S., Status of World Nuclear Forces, Federation of American Scientists, https://fas.org/issues/nuclear-weapons/status-world-nuclear-forces, [dostęp 15.02.2019]
2. Crutzen P.J., Briks J.W., The Atmosphere after a Nuclear War — twilight at noon, 1983.
The Manhattan Engineer District, The atomic bombing of Hiroshima and Nagasaki, 1946.
3. Robock A., Oman L., Stenchikov G.L., Nuclear winter revisited with a modern climate model and current nuclear arsenals — Still catastrophic consequences, Journal of Geophysical Research, 202, 2007.
4. 250 years of global warming http://static.berkeleyearth.org/pdf/berkeley-earth-announcement-jul-29-12.pdf [dostęp 15.02.2019]

.


Artykuł pierwotnie ukazał się w magazynie Silmaris

Pytania, uwagi, komentarze

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.