Новый START, Эйяфьядлайёкюдль и ядерная зима

8-го апреля 2010-го Президент США Барак Обама и Российский Президент Дмитрий Медведев подписали Договор между Соединёнными Штатами Америки и Российской Федерацией о мерах по дальнейшему уменьшению и ограничению стратегических наступательных вооружений, обязывающий США и Россию уменьшить их ядерные арсеналы до уровней менее 5% от максимума, соответствующего уровню времён холодной войны 1980-х. Договор называется "Новый START" [СНВ-3 - в российской транскрипции - прим. перев.], поскольку является продолжением Договора 1991-го года "STrategic Arms Reductions Treaty" ("START") [СНВ-1 - в российской транскрипции - прим. перев.].

14-го апреля 2010-го вулкан Эйяфьядлайёкюдль в Исландии начал взрывное извержение, которое привело к прекращению воздушного сообщения в Европе на 6 дней, и продолжалось целый месяц после этого.

Что общего между двумя этими событиями ? Ядерное оружие, нацеленное на города и промышленные зоны, может вызвать пожары, сопровождаемые облаками сажи и дыма. Вулканические извержения извергают частицы пепла и двуокиси серы, которые образуют сульфатные аэрозоли в атмосфере. Таким образом, как использование ядерного оружия, так и вулканические извержения продуцируют частицы, которые могут перемещаться на большие расстояния от источника, и могут влиять на погоду и климат.

Ещё более тесны вторичные климатические эффекты. Оба события учат нас, что влияние на мировую продуктовую сеть угрожает цивилизации. Незначительное извержение вулкана уменьшило ввоз свежих продуктов в Европу. "Незначительная" ядерная война, использующая менее 1% нынешнего ядерного арсенала, может ликвидировать торговлю продуктами питания, влияя на миллиарды людей.

 Хотя "Новый START" - похвальный шаг в правильном направлении, это соглашение само по себе не защитит нас от величайшей угрозы, стоящей перед человечеством и большинством других видов на Земле: климатическому воздействию ядерного оружия. Ядерная война между Соединёнными Штатами и Европой, даже после того, как "Новый START" будет полностью выполнен, может вызвать ядерную зиму с резким понижением температуры на поверхности планеты ниже точки замерзания даже летом, исчезновение на несколько лет сельскохозяйственной продукции и смерть большинства людей от голода. Если только малая часть нынешних ядерных арсеналов, менее 1%, будет использована для того, чтобы атаковать города и промышленные цели, скажем, в ядерной войне между Индией и Пакистаном, то дым пожарищ может вызвать изменения, беспрецендентные во всей зарегистрированной истории человечества.

Вулканические извержения влияют на климат путём выпускания аэрозолей и их предшественников в атмосферу. Малые тефра-частицы, также называемые пеплом, коротко-живущие, со временем жизни в дни в тропосфере и дни и недели в стратосфере. Они как поглощают, так и рассеивают солнечный свет, нагревая атмосферу и охлаждая поверхность, но благодаря коротким временам жизни имеют малое влияние на климат. С другой стороны, двуокись серы окисляется с образованием сернисто-кислотных аэрозольных капель, и если такое облако живёт достаточно долго, то оно может иметь значительный климатический эффект. Время жизни таких сернистых капель в тропосфере около недели, но в стратосфере - около года.  

К примеру извержение вулкана Пинатубо (Филлиппины) в 1991-м году дало выброс 20-ти мегатонн диоксида серы в нижние слои стратосферы, продуцируя облако, висевшее почти 2 года, уменьшившее глобальную среднюю поверхностную температуру на 0.5 градуса Кельвина в 1992-м году. С другой стороны, Эйяфьядлайёкюдль эмиттировал несколько килотонн диоксида серы в тропосферу в течении нескольких недель. Таким образом, из-за разницы в общих эмиссиях в 1000 раз и разницы во времени жизни в 50 раз, климатическое влияние Эйяфьядлайёкюдль было в 50 тысяч раз меньше, чем Пинатубо и поэтому было неопределимо среди хаотического погодного шума в атмосфере.

Сажа от пожаров, воспламеняемых ядерным оружием, будет содержать маленькие чёрные частички, которые очень эффективны в поглощении солнечного света, нагревая атмосферу и охлаждая поверхность намного более эффективно, чем слегка-окрашенная вулканическая сажа. Частицы сажи, будучи выброшенными в верхнюю тропосферу, будут нагреваться солнечными лучами и подниматься в верхнюю стратосферу, где их время жизни составит примерно 5 лет. Даже если в Пакистане и Индии будет использовано ядерное оружие мощностью "только" в 100 Хиросим, то это произведёт такое количество дыма, что средняя поверхностная температура воздуха должна упасть до уровня более холодного, чем во время Малого ледникового периода с 1600 по 1800 года н.э. Количество солнечного света, поглощаемого дымом в стратосфере будет столь большим, что это вызовет массивное истощение озона и увеличение ультрафиолетового света поверхности благодаря процессам стратосферного нагревания от аэрозолей и инжекции озоно-обеднённого воздуха и химикатов, уничтожающих озон из тропосферы. Поверхность планеты будет холодной, тёмной и сухой, что приведёт к значительному влиянию на сельское хозяйство.

Период благоприятного роста культур будет сокращён до нескольких недель в сельскохозяйственных регионах умеренных широт Северного и Южного полушарий. Производство сельхозкультур в США, Украине, Китае, Австралии, Аргентине и многих других местах будет уменьшено или даже остановлено. Паника может остановить всю сельскохозяйственную торговлю, провоцируя огромный дефицит и голод.  Представьте себе разрушение торговли в результате действия исландского вулкана, длящееся годами, в течении которых люди будут беспокоиться о том, чтобы вырастить достаточно еды и таким образом сохранить то, что они имеют. И ядерная война между США и Россией, с нынешними арсеналами или даже с теми, что будут в результате "Нового STARTa"  сокращений, сможет вызвать ядерную зиму с поверхностными температурами воздуха в средних широтах резко опущенными до температуры замерзания даже в летний сезон.

Однако, Вы можете сказать, что "концепция ядерной зимы была опровергнута много лет назад" или что "окончание гонки вооружений в 1980-е перечеркнуло договор о ядерной зиме". Оба этих мнения, однако, ложны. В последние  несколько лет я работал с Brian Toon, Richard Turco и Георгием Стенчиковым, пионерами в исследованиях ядерной зимы, а также с двумя нашими бывшими студентами - Luke Oman и Charles Bardeen - с целью пересмотра этой проблемы. Климатические эффекты, рассчитанные в 1980-е в работах Turco и других (1983) и Александрова и Стечникова (1983), были довольно неопределёнными из-за примитивности климатических моделей и компьютеров, доступных нам в то время. Те модели были неспособны симулировать поднятие в верхние слои атмосферы и продолжительность жизни дыма или длительность времени, необходимого для того , чтобы мировой океан вновь нагрел атмосферу. Используя те же климатические модели, что использовались для расчётов глобального потепления, мы открыли сейчас по сути, что климатические эффекты будут не только столь разрушительны, как это было получено из более простых моделей, но что они будут длиться намного дольше, чем виделось раньше. И хотя мы никогда не сможем выполнить эксперимент, чтобы протестировать наши модели, многие природные аналоги, включая извержения вулканов и лесные пожары, дают нам уверенность в том, что наши нынешние модели адекватно симулируют процессы.

Как мы обсуждали 3 года назад в Eos и Science, ядерные вооружения не должны использоваться. Так почему Соединённые Штаты и Россия планируют сейчас продолжить поддержку арсеналов тысяч единиц ядерного оружия каждая страна ? Ни одна из других ядерных держав не имеет более двухсот ядерных единиц. Почему Китай, франция, Великобритания и Израиль решили остановиться на этом количестве ? Сколько ядерных зарядов необходимо взорвать в столице врага, чтобы предотвратить его ядерную атаку ? Разве ответ не 1 ? Чему мы можем научиться от этих стран ?

Интенсивная глобальная дискуссия по ядерной зиме в 1980-х привела мир к пониманию безумия дальнейшего наращивания ядерных вооружений. Научные исследования 1980-х,  выполненные совместно американскими и советскими учёными и показавшие климатические эффекты ядерной войны, послали мощный сигнал того, что наука не была объектом манипуляции в целях пропаганды. Михаил Горбачёв, лидер Советского Союза, рассказал в интервью в 1994-м году, что он чувствовал, когда получил контроль над советским ядерным арсеналом: "Возможно это было эмоциональной стороной, но это было дополнено моим знанием того, что аккумилируется. Одна тысячная этого количества должна была быть достаточной, чтобы уничтожить всё живущее на Земле. И я знал доклад по ядерной зиме." А в 2000-ом он сказал: "Модели, сделанные российскими и американскими учёными, показали, что ядерная война приведёт в результате к ядерной зиме, которая будет экстремально разрушительна для всей жизни на Земле; знание этого было большим стимулом для нас, людей чести и морали, действовать в этой ситуации." Это привело его к началу разоружения за годы до конца Советского Союза.

Извержение Эйяфьядлайёкюдль напомнило нам, что ныне время ещё раз обратить внимание на опасность, вызываемую ядерным оружием. Мы должны думать о "Новом START", как о важном, но недостаточном шаге в направлении того, что Карл Саган назвал "элементарной планетной гигиеной". Соединённые Штаты и Россия должны немедленно уменьшить их арсеналы до того же количества, которое имеют другие постоянные члены Совета Безопасности. Это должно уменьшить возможность ядерной зимы и позволить проведение более плотных переговоров по полному уничтожению ядерных  вооружений. Теория ядерной зимы сейчас показывает, что супердержавы всё ещё угрожают остальному миру, но также что нежданно появляющиеся ядерные державы угрожают сейчас бывшим супердержавам, возможно, не их ослаблением, но серьёзными последствиями, включая засуху и голод. Единственный путь уничтожения возможности этой климатической катастрофы - это уничтожение ядерного оружия.