Zima nuklearna: jak wojna jądrowa mogłaby ochłodzić planetę

Zima nuklearna to koncepcja, według której wielka wojna jądrowa zabiłaby więcej ludzi przez niebo niż samymi bombami. Płonące miasta wyrzuciłyby do górnych warstw atmosfery tyle sadzy, że światło słoneczne byłoby przyćmione przez lata, temperatury by spadły, zabrakłoby deszczu, a zbiory na całym świecie by się załamały. Kraje, które wystrzeliły broń, głodowałyby razem z tymi, które nigdy nie brały udziału w wojnie.

Skąd wziął się pomysł

Przez pierwsze dziesięciolecia ery atomowej planiści liczyli ofiary fali uderzeniowej, pożarów i opadu i na tym poprzestawali. W 1983 roku pięciu amerykańskich naukowców, Richard Turco, Owen Toon, Thomas Ackerman, James Pollack i Carl Sagan, opublikowało pracę znaną od ich inicjałów jako TTAPS. Zamodelowali, co dym z setek płonących miast zrobiłby z klimatem, i stwierdzili, że temperatury nad lądami półkuli północnej mogłyby spaść poniżej zera nawet latem. Radzieccy modelarze doszli w tym samym roku do podobnych wniosków. Z tej pracy pochodzi określenie «zima nuklearna».

Koncepcję atakowano od początku, a niektóre wczesne prognozy były zbyt mocne. Gdy w 1991 roku wojska irackie podpaliły ponad 600 kuwejckich szybów naftowych, Sagan ostrzegał, że dym może wznieść się dość wysoko, by poważnie ochłodzić region. Tak się nie stało: większość dymu pozostała w dolnej atmosferze i w ciągu tygodni została wypłukana przez deszcz. Krytycy uznali to za obalenie teorii. Jej obrońcy zwracali uwagę, że pożary ropy są gorące, ale powolne, a płonące miasto wytwarza znacznie intensywniejszy słup gorąca, który właśnie unosi dym wyżej.

Dlaczego stratosfera ma znaczenie

Dym przy ziemi deszcz wypłukuje w ciągu dni. Dym, który dotrze do stratosfery, powyżej mniej więcej 10–15 kilometrów, znajduje się ponad strefą pogody. Tam czarna sadza pochłania światło słoneczne, nagrzewa się i unosi jeszcze wyżej, więc może utrzymywać się w górze latami. Burze ogniowe, jak te w Hamburgu, Dreźnie i Hiroszimie, wytwarzają prądy wstępujące dość silne, by wynieść dym na taką wysokość.

Natura przeprowadziła łagodniejszą wersję tego eksperymentu. W 1991 roku wulkan Pinatubo na Filipinach wyrzucił do stratosfery około 15 milionów ton dwutlenku siarki, a średnia temperatura planety spadła na następny rok o około pół stopnia. Siarczany wulkaniczne odbijają światło słoneczne; sadza je pochłania, przez co skuteczniej zaciemnia powierzchnię.

Co mówią współczesne modele

Modele klimatyczne od 1983 roku ogromnie się poprawiły, a główny wniosek przetrwał. Zespół Alana Robocka i Lili Xia z Uniwersytetu Rutgersa przeliczył serię scenariuszy mierzonych ilością sadzy, która dociera do stratosfery, w teragramach (milionach ton).

• Wojna regionalna, na przykład wymiana 100 ładunków wielkości bomby z Hiroszimy między Indiami a Pakistanem, mogłaby wprowadzić do stratosfery około 5 teragramów sadzy i ochłodzić planetę o mniej więcej 1–1,5 °C na kilka lat.
• Pełna wymiana między Stanami Zjednoczonymi a Rosją mogłaby dać około 150 teragramów i obniżyć średnią globalną o około 7–8 °C. To więcej niż ochłodzenie ostatniej epoki lodowcowej, które wynosiło około 6 °C poniżej dzisiejszej średniej, i stałoby się w ciągu jednego roku, a nie tysiącleci.

Chłód to tylko część problemu. Mniej światła słonecznego to także mniejsze parowanie i mniej deszczu, zwłaszcza w porze monsunów, oraz krótszy sezon wegetacyjny. W pracy z 2022 roku opublikowanej w „Nature Food” ta sama grupa oszacowała, że w największym z modelowanych scenariuszy wojny Indii z Pakistanem z głodu mogłoby umrzeć ponad 2 miliardy ludzi, a po wojnie Stanów Zjednoczonych z Rosją ponad 5 miliardów. Większość tych zgonów nastąpiłaby daleko od jakiegokolwiek celu.

Otwarte pytania

Największą niewiadomą jest to, ile sadzy naprawdę wytworzyłyby płonące miasta i jak wysoko by się wzniosła. Zespół z Los Alamos National Laboratory zamodelował pożary w 2018 roku i stwierdził, że do stratosfery dociera znacznie mniej dymu, niż zakładała grupa z Rutgersa, a zatem ochłodzenie byłoby łagodniejsze. Inni odpowiedzieli, że model z Los Alamos użył rzadko zabudowanego miasta, które słabo się pali. Spór dotyczy tego, jak poważny byłby efekt, a nie tego, czy w ogóle istnieje.

Wszyscy zgadzają się co do jednego: skutki klimatyczne rosną wraz z liczbą podpalonych miast. To wiąże zimę nuklearną bezpośrednio z wielkością dzisiejszych arsenałów. Symulator pokazuje strefę oparzeń pojedynczego ładunku nad dowolnym miastem; zima nuklearna to suma setek takich stref.