Концы света: Ядерная война и её более вероятные аналоги

В последнее время мир оказался на грани ядерной войны между Россией и Западом. Амбиции президента Украины Зеленского в стиле "а давайте нанесём превентивные удары по России, и не будем ждать, пока Москва применит ядерное оружие", могут закончиться плохо для человечества в целом.

Сразу вспоминается модный среди астрономов парадокс Циолковского – Ферми. По нему, космос должен кишеть внеземными цивилизациями, в то время как на самом деле их не видно. Одно из объяснений парадокса — все разумные виды быстро уничтожаются в какой-то глобальной катастрофе (гипотеза "Великого фильтра"). Может ли таким "Великим фильтром" быть ядерная война по какому-нибудь смешному и надуманному поводу типа "химического оружия Асада"? И есть ли другие претенденты на роль могильщиков Homo sapiens?

Обычно человеку предрекают роль самоуничтожителя, а то и губителя всего живого. Якобы он может уничтожить все сложные организмы ядерной войной. К этому сценарию недавно добавился ещё и климатический апокалипсис. Антропогенные выбросы, утверждают некоторые учёные, способны привести к безудержному парниковому эффекту из предыдущей части — вплоть до выкипания океанов. Илон Маск предложил и третий сценарий — созданный человеком искусственный интеллект истребит своего создателя и станет править сам. Пора накрываться простыней и искать на "Яндекс. Картах" ближайшее кладбище?

Увы, все эти мрачные предсказания вызваны преувеличенными представлениями о возможностях человека. Ядерная война сама по себе уже произошла — в ходе ядерных испытаний к 2016 году взорвано примерно 2400 устройств — у России или США на сегодня развёрнуто даже меньшее их число. Общая мощность тех давних испытаний составила сотни мегатонн. Немалыми оказались и выбросы радионуклидов. Леденящие кровь истории о том, как подрыв сотни мегатонн в локальной атомной войне приведёт к ядерной осени или даже ядерной зиме, не имеют никакой связи с действительностью. Они основаны на никак не подтверждённой гипотезе, что большинство ядерных взрывов будут вызывать пожары, сажа от которых заблокирует солнечный свет и охладит планету.

Пожары в Хиросиме действительно имели место — от разбросанных углей из очагов и коротких замыканий в домах. Однако материал, из которых были построены традиционные японские дома, легко воспламеняется. В нынешних железобетонных "скворечниках" его нет, жаровен с углями там тоже не найти, да и предохранители стали нормой в любом электрощитке. К тому же в капитальных зданиях вероятность обрывов проводки от ударной волны сильно ниже, чем в древесно-бумажных.

Более того, у человечества сегодня есть данные, которые на заре атомной угрозы отсутствовали. Мы знаем, что на нашу планету регулярно падают крупные астероиды. Наши предки 790 тысяч лет назад пережили столкновение со взрывом в миллион мегатонн — больше, чем могут дать все арсеналы планеты. Большой астероид обладает уникальным поражающим фактором, делающим его несравнимо пожароопаснее ядерной войны. После его удара на тысячи километров кругом идёт настоящий огненный дождь — реальный источник массовых пожаров. Да и поднятая пыль даёт куда более мощную всепланетную зиму, чем гипотетическая ядерная.

Homo erectus вполне пережили мегаудар астероида, равно как и другие живые существа. И очень сомнительно, что более слабая ядерная война даст больший эффект. Остаётся, правда, ещё радиация. Однако современные боеголовки дают намного меньше радиации на одну килотонну, чем бомбы времён Хиросимы. Радиус сплошного поражения взрывной волной для них больше радиуса смертельно опасного радиоактивного поражения. Пережившим обмен ядерными ударами вряд ли стоит слишком сильно нервничать — если их не уничтожил взрыв, то смерть от лучевой болезни не будет угрожать им почти наверняка. Впрочем, не будем повторяться: мы уже однажды писали о том, "почему ядерная война не уничтожит человечество" и никак не может стать концом света.

Самая модная страшная сказка на ночь — это антропогенное глобальное потепление. Что ж, оно идёт, и это факт. Вот только ни человечество, ни большинство иных видов от него не вымрут. Мы находимся в глубоко нетипичном для планеты периоде, который намного холоднее нормального. За последние 500 миллионов лет полюсы были покрыты льдом меньше 50 миллионов лет. А так серьёзно, как сейчас, — менее 10 миллионов лет. Даже самые тревожные прогнозы не обещают потепления сильнее чем на семь градусов. Но если среднегодовая температура на планете и вырастет с 15 до 22 градусов по Цельсию, то она всё ещё будет ниже той, что часто отмечалась в прошлом Земли и вовсе не вызывала никакого вымирания.

Да, если ничего не делать, таяние льдов приведёт к затоплению до 20 миллионов квадратных километров суши. Одновременно от вечной мерзлоты и льдов освободится более 25 миллионов квадратных километров. То есть пригодная для заселения поверхность планеты даже при самом экстремальном варианте глобального потепления только вырастет. Более того, в реальности вдоль берегов будут ставить дамбы, как это уже сделано в Голландии, отчего затоплено будет едва ли несколько миллионов квадратных километров.

Часто можно услышать, что потепление приведёт к разрастанию пустынь и учащению засух. Это достаточно забавная мысль основана на игнорировании простых физических фактов из школьного учебника. При росте температуры испаряемость воды быстро растёт. Поэтому в прошлые периоды тёплого климата Земля была влажнее, чем сегодня. Чем больше углекислого газа в воздухе, тем меньше воды нужно растениям и тем более засушливые зоны они осваивают.

Несколько тысяч лет назад, когда средняя температура была на градус-другой выше, Сахара являлась не пустыней, а саванной. И в этой саванне находилось крупнейшее пресноводное озеро мира. 16,5 миллиона квадратных километров жарких пустынь после полного таяния льдов станут вполне благополучными степями. То есть на деле общий прирост пригодных для проживания территорий на планете превысит 20 миллионов квадратных километров.

Впрочем, всё это уже происходит. Если отвлечься от апокалиптических предсказаний об ужасах глобального потепления и обратиться к наблюдаемым фактам, то окажется, что за последние десятилетия зелёной стала большáя часть планеты. Парниковое озеленение увеличило растительный покров на площади большей, чем вся Россия. Напротив, если борцам с потеплением удастся остановить наступление углекислого газа, эти области вновь начнут его лишаться.

Как мы видим, борьба с глобальным потеплением угрожает человечеству и биосфере больше, чем само потепление. Если бы страны третьего мира были в курсе базовых законов физики и реально идущих на планете климатических процессов, они бы уже давно боролись с губительными для них "зелёными" инициативами по превращению зеленеющих областей Земли обратно в пустыни. Лишь плотный мрак невежества, доминирующий в менее развитых частях мира, пока спасает "зелёных" от справедливого гнева.

Пожалуй, самый необоснованный страх перед будущим — ожидание победы роботов с искусственным интеллектом над людьми, высказывавшееся и Илоном Маском, и Стивеном Хокингом. Если обратиться к фактам, то никакого искусственного интеллекта на сегодня нет и неизвестно, как бы мы могли приблизиться к его созданию. Учёные не знают точно, что отделяет интеллект от его отсутствия. Поэтому всё, что мы пока можем, — создавать алгоритмические компьютеры, делающие ровно то, что говорит им программа. Они не обладают ни интеллектом, ни сознанием. А без сознания роботу не начать освободительную войну на истребление людей — арифмометры не умеют бунтовать.

Увы, не все сценарии конца света такие же нерабочие, как ядерная война или "вымирание от глобального потепления". Есть и по-настоящему опасные. Те места, где часто случаются близкие вспышки сверхновых, — крайне опасны для жизни. Наше собственное Солнце, к счастью, не может вспыхнуть таким образом — для этого ему надо быть в восемь раз массивнее, иначе сверхновой не стать. Но, как показывает содержание железа-60 в породах земной поверхности, близкие взрывы других звёзд в нашей части Галактики всё же случаются. Рядом с Землёй последний такой взрыв произошёл два-три миллиона лет назад, то есть предки людей с таким явлением уже сталкивались. К счастью, в тот раз дистанция до сверхновой была не менее 300 световых лет.

А вот если в будущем это случится в 30 световых годах от Земли или ближе — всё будет гораздо печальнее. Сам по себе взрыв сверхновой, даже в нескольких световых годах, мало опасен, ведь ударная волна ослабевает в 1000 раз при росте дистанции всего в 10 раз. Но вспышки сверхновых дают исключительно интенсивное гамма-излучение, а его сила убывает куда медленнее. Оно не может достигнуть поверхности Земли, поскольку гамма-фотоны легко поглощаются ещё в стратосфере. Однако там они расщепляют молекулы азота и кислорода, массово образуя оксиды азота. Такие соединения действуют как озоновое оружие — быстро разрушают озоновый слой и долгое время препятствуют его восстановлению.

Содержание озона над планетой при этом упадёт в среднем на 30 процентов от нормы, а в ряде регионов — на 75 процентов. Уровень ультрафиолета (УФ) у поверхности Земли из-за этого может вырасти в 16 раз. На первый взгляд — катастрофа, ведь ультрафиолетовое излучение вызывает рак кожи и даже наносит вред зрению. Несколько лет назад выяснилось, что из-за временного падения концентрации озона в атмосфере киты, плещущиеся близ Калифорнии, получают суровые солнечные ожоги — а ведь тогда речь шла о вариациях УФ-излучения в считаные проценты. Часть учёных считает, что именно гамма-вспышка от сверхновой или гиперновой привела к ордовик-силурийскому вымиранию, когда до 80 процентов всех существовавших на Земле видов погибли.

Однако на самом деле апокалипсиса гамма-вспышка не вызовет. Если в ордовике почти вся известная жизнь находилась в море, то в наше время большинство видов — сухопутные. У них исходно не было защиты в виде слоя воды, и они выработали ряд адаптаций к ультрафиолету. Напомним: над полярными регионами планеты при нашей жизни пропадало до 80 процентов стратосферного озона. Пингвины и иные приполярные обитатели, однако, всё ещё живы. И это объяснимо: сухопутные животные обычно имеют слой ороговевших покровов, поглощающих ультрафиолет. Да, участится рак кожи, но люди могут избежать УФ-угрозы с помощью обычных стеклянных очков и плотной одежды. Действительно опасным внезапное использование звёздного "озонового оружия" станет лишь для части морских видов.

Опасны не только взрывающиеся звёзды, но и недостаточно активные планеты. Наша планета довольно небольшая по размерам и сравнительно быстро теряет тепловую энергию ядра. Через считаные миллиарды лет его внешние слои могут отвердеть и земное геодинамо остановится. Исчезнет магнитосфера, однако ни к чему слишком плохому это не приведёт. Больше половины нашей защиты от космической радиации обеспечивает атмосфера, да и опыт жителей Ирана, живущих при радиационном фоне значительно выше обычного, успокаивает — раком они болеют даже меньше.

Гораздо страшнее климатические последствия такого остывания. Тепло недр планеты обеспечивает динамику плит. Наезжающие друг на друга литосферные плиты уносят вниз поверхностные породы, связывающие углекислый газ. Если этот процесс остановить, углеродный цикл встанет. А ведь именно он не даёт планете ни перегреваться, ни переохлаждаться. Диоксид углерода от извержений вулканов будет накапливаться в атмосфере, потому что поглотить его будет нечему — динамика плит не вынесет на поверхность новые породы, связывающие этот газ.

Именно это когда-то случилось с Венерой. В итоге парникового газа в её атмосфере стало так много, что давление на поверхности этой планеты сожмёт сосновую доску примерно вдвое — сильнее, чем человек может сжать плотный пенопласт. Температура в сотни градусов тоже далека от курортной, и в теории при остановке земного динамо у нас будет немногим лучше.

И всё же, скорее всего, остановка "сердца" Земли пройдёт незамеченной — потому что у её обитателей будут проблемы посерьёзнее. Наша звезда прибавляет в светимости пять процентов каждый миллиард лет. По расчётам это означает, что максимум через миллиард лет у нас станет слишком жарко. Среднепланетарная температура поднимется до 40–50 градусов, водяные пары достигнут стратосферы, где их расщепит ультрафиолет. Водород от расщеплённых молекул воды быстро уйдёт в космос, и Земля превратится в новую Венеру ещё до остановки плит.

Сложная жизнь должна вымереть задолго до этих печальных событий. Дело в том, что на планете работает своего рода сплит-система, которая следит за тем, чтобы температура была стабильной, — так называемый углеродный цикл. При росте светимости Солнца он снижает количество углекислого газа в атмосфере, что уменьшает парниковый эффект и охлаждает Землю. Из-за этого через 500 миллионов лет углекислого газа будет так мало, что вымрут все деревья (остановится фотосинтез типа C3). Через 800 миллионов лет за ними последуют все высшие растения вообще. Дышать в общем и целом станет нечем, отчего ещё через миллион лет вымрут и все высшие животные.

Есть ли надежда избежать кошмара? Да, и это довольно просто. Диоксид серы в стратосфере эффективно отражает солнечный свет, и человечество уже сейчас делает его в огромных количествах. Есть и ещё более сильные методы. В общем, если люди протянут эти сотни миллионов лет, то точно не дадут земным океанам выкипеть. Главное — нам самим не перебить друг друга раньше срока.

Краткий разбор многочисленных страшилок о будущем Земли показывает, что по большей части они порождены недостаточно детальным знанием проблемы. Вероятность реализации любого из этих сценариев довольно мала. Но смысл в подготовке "плана Б" — альтернативной площадки на случай гибели земной жизни — всё равно есть, и большой. Ведь, как мы уже отмечали, есть и иные, вполне реальные угрозы, способные стереть человечество с лица Земли.