Военное разрушение биосферы. 
Возможные экологические последствия ядерной войны

ЧОУ ВПО «Балтийский институт экологии, политики и права»

Юридический факультет Специальность «Юриспруденция»

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Экология»

на тему «Военное разрушение биосферы. Возможные экологические последствия ядерной войны«

Выполнил студент? курса заочного отделения

Шукаев С.Н.

Санкт — Петербург

2010 г.

1. Климатические эффекты

2. «Ядерная зима» и «ядерная ночь»

3. Глобальный голод

3.1 Летний сценарий развития событий

3.2 Зимний сценарий развития событий

4. Радиоактивное загрязнение планеты Заключение

Угроза ядерной войны носит экологический характер, и вызывает особую тревогу. К сожалению, вся история развития человечества — это страшная история военных действий. Подсчитано, что в период с 1900 по 1938 г. было 24 войны, а с 1946 по 1979 г. — уже 130. В наполеоновских войнах погибло 3,7 млн. человек, в первой мировой — 10 млн., во второй — около 55 млн., а за все войны XX века — свыше 100 млн. человек.

Ныне на планете накоплены тысячи ядерных боезарядов, суммарная мощность которых в миллион раз превосходит мощность бомбы, сброшенной на Хиросиму. Сегодня международный политический климат смягчился, однако, Великобритания, Франция и Китай, приветствуя планы США и России по сокращению ядерных арсеналов, сами не спешат включиться в процесс разоружения. И хотя арсеналы этих стран невелики, но хранящихся у них ядерных бомб вполне достаточно, чтобы превратить планету в безжизненную пустыню. Хиросима служит грозным напоминанием: ядерная война — это самоубийство. Геофизические и экологические последствия ядерной войны могут оказаться не менее страшными, чем прямое действие оружия. Даже если часть человечества спрячется глубоко под землей.

Угроза ядерного конфликта до сих пор актуальна. В данном реферате, я постараюсь подробнее рассмотреть механизм глобальных климатических эффектов, как результат ядерного взрыва. И вновь, обратить внимание на эту проблему.

1. Климатические эффекты

Во всём мире после трагедии Хиросимы и Нагасаки начали изучать последствия возможной ядерной войны — разрушения от мощнейших взрывов, распространение радиации, биологические поражения. Именно в радиации, в различных проявлениях лучевой болезни ученые и общественность увидели главную опасность нового оружия, но оценить ее по-настоящему человечество смогло значительно позже. Многие годы в атомной бомбе люди видели, хотя и очень опасное, но всего лишь оружие, способное обеспечить победу в войне. Поэтому ведущие государства, интенсивно совершенствуя ядерное оружие, готовились и к его использованию, и к защите от него. Только в последние десятилетия мировое сообщество начало осознавать, что ядерная война станет самоубийством всего человечества. Радиация не единственное и, может быть, не главное из последствий крупномасштабной ядерной войны. В 80-е годы были предприняты исследования, посвящённые и климатическим эффектам.

Существует три возможных глобальных эффекта мирового ядерного конфликта. Первый из них — это «ядерная зима» и «ядерная ночь», когда температура на всем земном шаре резко упадет на десятки градусов, а освещенность будет меньше, чем безлунной ночью. Жизнь на Земле окажется отрезанной от своего главного энергетического источника — солнечного света. Количество солнечного тепла, поступающего на земную поверхность, сократится в несколько десятков раз. В результате наступит «ядерная зима», т. е. произойдет общее понижение температуры, особенно сильное — над континентами. Величина падения температур не слишком зависит от мощности используемого ядерного оружия, но эта мощность очень сильно влияет на длительность «ядерной ночи». Результаты, полученные учеными разных стран, отличались в деталях, но качественный эффект «ядерной ночи» и «ядерной зимы» очень четко обозначился во всех расчетах. Процесс очищения атмосферы будет идти многие месяцы, и даже годы. Но атмосфера не вернется в первоначальное состояние — ее термогидродинамические характеристики станут совершенно иными.

Второе последствие (косвенное последствие) — радиоактивное загрязнение планеты в результате разрушения атомных электростанций, хранилищ радиоактивных отходов.

И, наконец, третий фактор — глобальный голод. Годы ядерной войны приведут к резкому падению сельскохозяйственных культур.

Сама природа воздействия крупномасштабной ядерной войны на окружающую среду такова, что, как бы и когда бы она ни началась, конечный результат одинаков — глобальная биосферная катастрофа!!! Рассмотрим подробнее.

2. «Ядерная зима» и «ядерная ночь»

Понижение температуры поверхности Земли спустя месяц после образования сажевых облаков в среднем будет значительным: 15−20°С, а в удаленных от океанов точках — до 35 °C. Такая температура продержится несколько месяцев, за которые земная поверхность промерзнет на несколько метров, лишив всех пресной воды, тем более что прекратятся дожди. В Южном полушарии тоже наступит «ядерная зима», так как сажевые облака окутают всю планету, изменятся все циклы циркуляции в атмосфере, хотя в Австралии и Южной Америке похолодание будет менее значительно (на 10−12°С). Рассмотрим подробно механизм этого процесса.

Огненный шар ядерного взрыва сжигает или обугливает объекты на значительном удалении от эпицентра. Около 1/3 энергии взрыва, произошедшего на небольшой высоте, выделяется в виде интенсивного светового импульса. Так, в 10 км от эпицентра взрыва мощностью 1 Мт (мегатонна) световая вспышка в первые секунды в тысячи раз ярче солнца. За это время загораются бумага, ткани и другие, легко воспламеняющиеся материалы. Человек получает ожоги третьей степени. Возникающие очаги пламени (первичные пожары) частично гасятся воздушной волной взрыва, но разлетающиеся искры, горящие обломки, брызги горящих нефтепродуктов, короткие замыкания в электросети вызывают обширные вторичные пожары, которые могут продолжаться много дней.

Когда множества независимых пожаров объединяются в один мощный очаг, образуется «огненный смерч», способный уничтожить огромный город (как в Дрездене и Гамбурге в конце второй мировой войны). Интенсивное выделение тепла в центре такого «смерча» поднимает вверх громадные массы воздуха, создавая ураганы у поверхности земли, которые подают всё новые порции кислорода к очагу пожара. «Смерч» поднимает до стратосферы дым, пыль и сажу, которые образуют тучу, практически закрывающую солнечный свет, наступает «ядерная ночь» и, как следствие, «ядерная зима».

Расчёты количества аэрозоля, образующегося после таких пожаров, сделаны, исхода из средней величины 4 г горючего материала на 1 см² поверхности, хотя в таких городах, как Нью-Йорк или Лондон, её значение достигает 40 г см2. По самым осторожным подсчётам, при ядерном конфликте (согласно среднему, так называемому базовому сценарию) образуется около 200 млн. т аэрозоля, 30% которого составляет сильно поглощающий солнечный свет углерод. В результате район между 30 и 60 градусами северной широты будет лишён солнечного света на несколько недель.

Гигантские пожары, выделяющие в атмосферу огромное количество аэрозоля и вызывающие «ядерную ночь», до 80-х годов не учитывалось учёными при оценках последствий ядерных взрывов. Впервые на чрезвычайную важность массовых пожаров для последующего каскада необратимых глобальных климатических и экологических изменений указал в 1982 году немецкий учёный Пауль Крутцен.

Почему же учёные не замечали «ядерную зиму» в 40−70-х годах и можно ли теперь наши знания о последствиях ядерной войны считать окончательными?

Дело в том, что проводившиеся ядерные испытания всё-таки были изолированы, одиночными взрывами, в то время как наиболее «мягкий» (100 Мт) сценарий ядерного конфликта, сопровождающийся «ядерной ночью», предусматривает удар по многим крупным городам. Кроме того, запрещённые ныне испытания проводились так, что при этом не возникало больших пожаров. Новые оценки потребовали тесного сотрудничества и взаимопонимание специалистов различных областей науки: климатологов, физиков, математиков, биологов. Только при таком комплексном междисциплинарном подходе, набирающем силу в последние годы, удалось понять всю совокупность взаимосвязанных явлений, казавшихся ранее разрозненными фактами. Немаловажно и то, что «ядерная зима» относится к глобальным проблемам, исследовать которые учёные научились лишь недавно.

Изучение и моделирование глобальных проблем началось по инициативе и под руководством Н. Н. Моисеева в ВЦ АН СССР в 70-е годы. Это исследование основывалось на представлении о то, что человек часть биосферы, и его существование немыслимо вне биосферы. Возрастающая мощь воздействие человека на окружающую среду выдвигает на первый план выбор стратегии развития общества, гарантирующей не только существование, но и совместную эволюцию (коэволюцию) человечества и окружающей среды.

Из известной ныне моделей различной сложности для расчёта изменений климата в результате термоядерного конфликта одна из наиболее совершенных трёхмерная гидродинамическая модель ВЦ РАН. Первые расчёты, проведённые по этой модели В. В. Александровым с коллегами под руководством Н. Н. Моисеева, дают географическое распределение всех метеорологических характеристик в зависимости от времени, прошедшего с момента ядерного конфликта, что делает результаты моделирования чрезвычайно наглядными, реально ощущаемые. Сходные результаты по согласованному сценарию ядерной войны одновременно получили американские учёные. В дальнейших работах оценены эффекты, связанные с распространением аэрозолей, исследована зависимость характеристик «ядерной зимы» от начального распределения пожаров и высоты подъема сажевого облака. Проведены расчеты и для двух «предельных сценариев», взятых из работы группы К. Сагана: «жесткого» (суммарная мощность взрывов 10 000 Мт) и «мягкого» (100 Мт).

В первом случае используется примерно 75% суммарного потенциала ядерных держав. Это так называемая всеобщая ядерная война, первичные, немедленные последствия которой характеризуются огромными масштабами гибели и разрушений. Во втором сценарии «расходуется» менее 1% имеющегося в мире ядерного арсенала. Правда, и это 8200 «хиросим» («жесткий» вариант — почти миллион)!

Сажа, дым и пыль в атмосфере над регионами северного полушария, подвергшимся атакам, из-за глобальной циркуляции атмосферы распространяется на огромные площади, через 2 недели накрыв все Северное полушарие и частично Южное. Немаловажно, сколько времени сажа, и пыль будут находиться в атмосфере и создавать непрозрачную пелену. Частицы аэрозоля будут оседать на землю под действием силы тяжести, и вымываться дождями. Продолжительность оседания зависит от размера частиц и высоты, на которой они оказались. Расчеты с использованием упомянутой модели показали, что аэрозоль в атмосфере сохранится значительно дольше, чем полагали прежде. Дело в том, что сажа, нагреваясь солнечными лучами, станет подниматься вверх вместе с нагретыми ею массами воздуха и выйдет из области образования осадков. Приземный воздух окажется холоднее находящегося выше, и конвекция (включая испарения и выпадение осадков, так называемый круговорот воды в природе) значительно ослабеет, осадков станет меньше, так что аэрозоль будет вымываться гораздо медленнее, чем в обычных условиях. Все это придет к тому, что «ядерная зима» затянется.

3. Глобальный голод

Итак, главным климатическим эффектом ядерной войны, независимо от ее сценария, станет «ядерная зима» — резкое, сильное (от 15 до 40 градусов по Цельсию в разных регионах) и длительное охлаждение воздуха над континентами. Особенно тяжёлыми последствия оказались бы летом, когда над сушей в Северном полушарии температура упадет ниже точки замерзания воды. Иными словами, все живое, что не сгорит в пожарах, вымерзнет.

3.1 Летний сценарий развития событий

«Ядерная зима» повлекла бы за собой лавину губительных эффектов. Это, прежде всего, резкие температурные контрасты между сушей и океаном, поскольку последний обладает огромной термической инерцией, и воздух над ним охладится гораздо слабее. С другой стороны, как уже отмечалось, изменения в атмосфере подавят конвекцию, и над погруженными в ночь, скованными холодом континентами разразятся жестокие засухи. Если рассматриваемые события пришлись бы на лето, то примерно через 2 недели, как указывалось выше, температура поверхности суши в Северном полушарии упадет, ниже нуля, и солнечного света почти не будет. Растения не успеют приспособиться к низким температурам и погибнут. Если бы ядерная война началась в июле, то в Северном полушарии погибла бы вся растительность, а в Южном частично. В тропиках и субтропиках она погибла бы почти мгновенно, ибо тропические леса могут существовать лишь в узком диапазоне температур и освещенности. Возвращение температуры и освещенности к нормальным уровням произойдет при этом сценарии как раз к моменту обычного наступления зимы. Поэтому последствия климатических изменений более серьезны и долгосрочны при летнем сценарии.

Многие животные в Северном полушарии так же не выживут из-за недостатка пищи и сложности ее поиска в «ядерной ночи». В тропиках и субтропиках важным фактором будет холод. Погибнут многие виды млекопитающих, все птицы; рептилии могут сохраниться.

3.2 Зимний сценарий развития событий

Если бы описываемые события происходили зимой, когда растения северной и средней полосы «спят», их судьбу при «ядерной зиме» определили бы морозы. Для каждого участка суши с известным соотношением пород деревьев, сравнивать температуры зимой и во время «ядерной зимы», а также данные о гибели деревьев в обычные и аномальные зимы с длительными морозами, можно оценить процент гибели деревьев при «ядерной зиме».

Образовавшиеся на огромных площадях мертвые леса станут материалом для вторичных, лесных пожаров. Разложение этой мертвой органики приведет к выбросу в атмосферу большого количества углекислого газа, нарушится глобальный цикл углерода. Уничтожение растительности (особенно в тропиках) вызовет активную эрозию почвы.

«Ядерная зима», несомненно, вызовет почти полное разрушение существующих ныне экосистем, и в частности агроэкосистем, столь важных для поддержания жизнедеятельности человека. Вымерзнут все плодовые деревья, виноградники и т. п. Погибнут все сельскохозяйственные животные, поскольку инфраструктура животноводства окажется разрушенной. Растительность частично может восстановиться (сохранятся семена), но этот процесс будет замедлен действием других факторов. «Радиационный шок» (резкий рост уровня ионизирующей радиации до 500−1000 рад) погубит большинство млекопитающих и птиц, и вызовет серьезное лучевое поражение хвойных деревьев. Гигантские пожары уничтожат большую часть лесов, степей, сельскохозяйственных угодий. Во время ядерных взрывов произойдет выброс в атмосферу большого количества окислов азота и серы. Они выпадут на землю в виде пагубных для всего живого «кислотных дождей».

Любой из этих факторов крайне разрушительный для экосистем. Но хуже всего то, что после ядерного конфликта они будут действовать синергетически (т.е. не просто совместно, одновременно, а усиливая действие каждого).

4. Радиоактивное загрязнение планеты

До начала 1970;х гг. проблема экологических последствий подземных ядерных взрывов сводилась лишь к защитным мерам против их сейсмического и радиационного воздействия в момент проведения (т.е. обеспечивалась безопасность взрывных работ). Детально изучение динамики процессов, протекающих в зоне взрывов, велось исключительно с точки зрения технических аспектов. Малые размеры ядерных зарядов (по сравнению с химическими) и легко достижимая большая мощность ядерных взрывов привлекали военных и гражданских специалистов. Возникло ложное представление о высокой экономической эффективности подземных ядерных взрывов (понятие, подменившее менее узкое — технологической эффективности взрывов как действительно мощного способа разрушения массивов горных пород). И только в 1970;е гг. стало выясняться, что отрицательное экологическое воздействие подземных ядерных взрывов на окружающую среду и здоровье людей сводит на нет получаемую от них экономическую выгоду. В 1972 г. в США была прекращена программа использования подземных взрывов в мирных целях «Плаушер», принятая в 1963 г. В СССР с 1974 г. отказались от проведения подземных ядерных взрывов наружного действия в мирных целях в Астраханской, Пермской областях и в Якутии.

Оказалось, что на объектах, где проводились подземные ядерные взрывы, радиоактивное загрязнение зафиксировано на значительном расстоянии от эпицентров, как в недрах, так и на поверхности. В окрестностях начинаются опасные геологические явления — подвижки массивов горных пород в ближней зоне, а также значительные изменения режима подземных вод и газов и появление наведенной (спровоцированной взрывами) сейсмичности в отдельных районах. Эксплуатируемые полости взрывов оказываются весьма ненадежными элементами технологических схем производственных процессов. Это нарушает надежность роботы промышленных комплексов стратегического значения, сокращает ресурсный потенциал недр и других природных комплексов. Длительное пребывание в зонах взрывов вызывает поражение иммунной и кроветворной системы человека. Особенность радиоактивного поражения в том, что оно способно убить безболезненно. Боль, как известно, является эволюционно развитым защитным механизмом, но «коварство» атома состоит в том, что в данном случае этот предупредительный механизм не включается. Например, воды, сбрасываемые атомной электростанцией в Хэнфорде (США), считались вначале совершенно безопасными. Однако позже выяснилось, что в соседних водоемах в 2000 раз повысилась радиоактивность планктона, радиоактивность уток, питавшихся планктоном, возросла в 40 000 раз, рыбы же стали в 150 000 раз радиоактивнее вод, сбрасываемых станцией. Ласточки, ловившие насекомых, личинки которых развивались в воде, обнаруживали радиоактивность в 500 000 раз более высокую, чем у вод самой станции. В желтке яиц водоплавающих птиц радиоактивность повысилась в миллион раз. Плохо и то, что накопленная радиоактивность коснется еще много человек, в том числе и неродившихся, поскольку радиационное заражение влияет не только на здоровье живущих ныне, но и тех, кому предстоит родиться.

Феномен «ядерной зимы» был всесторонне изучен мировым научным сообществом. В 1985 году. Научный комитет по изучению проблем защиты окружающей среды (СКОПЕ) выпустил подготовленное коллективом авторов из ряда стран двухтомное издание, посвящённое оценкам климатических и экологических последствий ядерной войны.

«Расчёты показывают, — говорилось в нём, — что пыль и дым распространяется на тропики и большую часть Южного полушария. Таким образом, даже не воюющие страны будут испытывать его губительное воздействие. Индия, Бразилия, Нигерия или Индонезия могут быть разрушены в результате ядерной войны, несмотря на то, что, на их территории не разорвётся ни одна боеголовка… „Ядерная зима“ означает существенное усиление масштабов страданий для человечества, не вовлечённые непосредственно в ядерную войну. Ядерная война вызовет разрушение жизни на земле, катастрофу, беспрецедентную в человеческой истории, и явится угрозой самому существованию человечества».

Заключение

В заключение реферата, справедливости ради, хотелось бы вспомнить, из-за чего возникла угроза ядерной войны. А ведь все началось в период «холодной войны», в результате гонки вооружений. Как известно, в 1945 г. США оказались единственной ядерной державой в мире. Стратегическое превосходство привело к тому, что американские военные стали строить различные планы превентивного удара по СССР. Но американская монополия на ядерное оружие сохранялась только четыре года. В 1949 г. СССР провел испытания своей первой атомной бомбы. Это событие стало настоящим потрясением для западного мира и важной вехой «холодной войны». В ходе дальнейших форсированных разработок, в СССР вскоре было создано ядерное, а затем и термоядерное оружие. Воевать стало очень опасно для всех, и чревато очень дурными последствиями. Это, можно сказать, единственный, но очень важный, как оказалось, для нашей страны в те годы, плюс ядерной бомбы.

Накопленный за годы «холодной войны» ядерный потенциал был огромен, но гигантские запасы губительного оружия пользы не приносили, а затраты на их производство и хранение росли. Если раньше говорили «мы вас можем уничтожить, а вы нас — нет», то теперь формулировка изменилась. Стали говорить «вы нас 38 раз уничтожить можете, а мы вас — 64!» Споры бесплодные, особенно, учитывая, что, если бы началась война, и один из противников применил бы ядерное оружие, очень скоро ничего не осталось бы не только от него, но и от всей планеты.

Но тут назрела другая проблема. Никакая система противоракетной обороны не может быть на 100% непроницаемой. Между тем, для непоправимой беды хватит и 1%, ведь 1% существующего ядерного арсенала это примерно 100 боеголовок баллистических ракет, по совокупной мощности равных 5000 «Хиросимам». Поэтому 7 мая 2008 Россия и США подписали Межправительственное соглашение о сотрудничестве в области ядерной энергетики. «США и России были в прошлом соперниками в атомной сфере, — заявил по окончании церемонии подписания посол США в Москве. — Сегодня мы партнеры с уникальными возможностями и уникальной ответственностью» .

Список используемой литературы

1. Л. И. Цветкова, М. И. Алексеев, Б. П. Усанов и др. «Экология» (учебник для технических вузов). М.: Издательство АСВ; СПб.: Химиздат, 1999.-488 с.

2. Большакова В. Н., Таршис Г. И., Безель В. С. «Региональная экология 10−11 классы». Е.: «Сократ», 2000

3. Капустин В. Г., Корнев И. Н. «География Свердловской области». Е.: Издательство Уральского университета Издательство Дома учителя, 1998

4. Степановских А. С. «Общая экология» Е.: «Сократ», 1990