Страница:
риск ядерной зимы преувеличивается, так как ни пожары в Кувейте, ни Вторая мировая война не привели к сколько-нибудь значительному снижению мировой температуры. Однако принцип предосторожности заставляет нас рассмотреть наихудший случай.
Существующая критика концепции ядерной зимы сосредотачивается вокруг следующих факторов:
• какое количество сажи возникнет и будет выброшено в тропосферу в случае крупномасштабной ядерной войны;
• какое влияние она окажет на температуру Земли;
• как долго она будет находиться в верхних слоях атмосферы;
• какое влияние окажет падение температуры на выживание людей.
Отдельные исследования сосредотачиваются на анализе каждого из этих факторов, принимая как данность результаты первого.
Например, недавнее американское исследование проблемы влияния ядерной зимы на климат принимает количество сажи в тропосфере за 150 миллионов тонн. В исходном анализе Моисеева было 4 миллиарда тонн, и соответственно падение температуры было не на 20, а на 50 градусов. В статье И.М. Абдурагимова «О несостоятельности концепции “ядерной ночи” и “ядерной зимы” вследствие пожаров после ядерного поражения» [20]приводится жесткая критика именно количества сажи, которая выделится в результате полномасштабной ядерной войны. При лесном пожаре сгорает в среднем только 20 процентов от горючей массы, из нее только половина является по массе чистым углеродом, и большая часть этого углерода сгорает полностью, то есть без образования частичек угля. При этом только часть сажи является настолько мелкодисперсной, чтобы быть способной висеть в тропосфере и оказывать значительный вклад в затемнение Земли. Чтобы транспортировать эту сажу в тропосферу, где она может «зависнуть» по причине отсутствия там конвекции, требуется возникновение специфического явления – огненного торнадо (поскольку сам шар ядерного гриба, уходящий высоко в тропосферу, имеет настолько большую температуру, что в нем все частички сажи сгорают). Огненное торнадо образуется не при всех ядерных взрывах и, кроме того, оно резко улучшает сгорание, как меха в плавильной печи, в силу чего сажи в нем гораздо меньше. Торнадо не должны образовываться в современных городах, построенных таким образом, чтобы избежать этого эффекта – например, в городах бывшего СССР. Наконец, не вся сажа, выделившаяся при пожарах, поднимается на высоту более 10 км, где нет конвекции и дождей, которые быстро ее вымывают.
Этим сажа при ядерной зиме отличается от вулканической пыли, которая буквально выстреливается в стратосферу из жерла вулкана, как из пушки. Однако вулканическая пыль состоит из более тяжелого оксида кремния и гораздо быстрее выпадает из тропосферы.
Однако можно представить себе гипотетическую ситуацию, когда в тропосфере оказались сотни миллионов тонн мелкодисперсного углерода. Можно представить себе и альтернативные ядерной войне сценарии его попадания в тропосферу, например, вследствие попадания астероида в залежи каменного угля (к примеру, недавно появились публикации о том, что астероид, упавший в эпоху вымирания динозавров, воспламенил и превратил в сажу огромные запасы нефти), или вулканический взрыв под такими залежами, или результат человеческой деятельности, или даже неконтролируемое размножение нанороботов, заслоняющее солнечный свет, как предполагает Фрейтас.
Время нахождения сажи в тропосфере оценивается по-разному, но обычно от нескольких месяцев до 10 лет. Есть также и альтернативные теории о том, какое воздействие окажет ядерная война на климат, например, что за счет парникового эффекта от сгоревшего углерода и образования окислов азота и их влияния на озоновый слой [21]температура Земли резко повысится.
Внезапные и длительные похолодания не обязательно означают человеческое вымирание.Это следует из того, что, например, Финляндия имеет примерно десятилетний запас еды плюс топливо в виде лесов, печи и навыки выживания при низких температурах. Чтобы все люди действительно погибли, ядерная зима должна длиться более ста лет и сопровождаться антарктическими температурами, но если учесть человеческую способность приспосабливаться, даже этого может быть недостаточно. (Конечно, если ядерная зима будет единственным неблагоприятным фактором, что неверно.)
Наиболее современные исследования климатических последствий полномасштабной ядерной войны опубликованы в статье Алана Робока и соавторов «Ядерная зима в современной модели климата при существующих ядерных арсеналах: последствия по-прежнему катастрофичны». [22]Статья содержит обзор предыдущих исследований и разумные варианты ожидаемого выброса сажи. Расчет выполнен на основании современной метеорологической модели, проверенной на других приложениях.
В результате получается, что при полномасштабной войне современными (то есть сокращенными со времен холодной войны) ядерными арсеналами среднее снижение температуры по всей Земле составит около 7 градусов в течение нескольких лет, а последствия ядерной зимы будут ощущаться около 10 лет. Время очищения верхней тропосферы от сажи составит 4,6 года. При этом над континентами снижение температуры составит до 30 градусов, и в частности над Украиной не будет положительных температур в течение трех лет. Все это сделает невозможным ведение классического сельского хозяйства почти по всей Земле в течение нескольких лет. С другой стороны, над тропическими островами (Куба, Мадагаскар, Шри-Ланка) снижение температуры составит только несколько (5–7) градусов. Очевидно, что значительное число людей могли бы пережить такое похолодание. Однако подобная ситуация может спровоцировать борьбу за оставшиеся ресурсы, которая повысит риски дальнейших катастроф. Серия крупных вулканических извержений (вулканический пепел уходит из тропосферы с характерным временем в 1 год) могла бы дать такой же эффект.
Учитывая неопределенность в моделях, а также возможность затяжной ядерной войны и других причин затемнения атмосферы, можно предположить следующие теоретические варианты ядерной зимы:
1) Падение температуры на один градус, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию. Как после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году.
2) «Ядерная осень»– несколько лет температур, пониженных на 2–4 градуса, неурожаи, ураганы.
3) «Год без лета»– интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и обморожения в некоторых странах. Это уже происходило после крупных извержений вулканов в VI веке нашей эры, [23]в 1783 и в 1815 годах.
4) «Десятилетняя ядерная зима»– падение температуры на всей Земле на 10 лет на 30–40 градусов. Этот сценарий подразумевается моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части Земли, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также оттого, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающие дороги. Большая часть населения Земли погибнет, однако миллионы людей выживут и сохранят ключевые технологии. Риски – продолжение войны за теплые места, неудачные попытки согреть Землю с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержений вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета.
Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что мирового запаса рогатого скота (который замерзнет на фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на годы, чтобы прокормить все человечество.
5) Новый ледниковый период. Является результатом предыдущего сценария за счет того, что от большого количества снега возрастет отражающая способность Земли и начнут нарастать новые ледяные шапки от полюсов и вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора останется пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придется радикально измениться. (Трудно также представить огромные переселения народов без войн.) Многие виды живых существ вымрут, но большая часть разнообразия биосферы уцелеет, хотя в поисках хоть какой-то пищи люди будут уничтожать ее еще более безжалостно.
6) Необратимое глобальное похолодание.Оно может быть следующей фазой ледникового периода – при развитии событий в наихудшем случае. На всей Земле на геологически длительное время установится температурный режим, как в Антарктиде, океаны замерзнут, суша покроется толстым слоем льда. (Или как на Марсе – холодная сухая пустыня. Кстати, если все парниковые газы из атмосферы Земли исчезнут, то равновесная температура поверхности составит минус 23 градуса по Цельсию.) Жизнь уцелеет только около геотермальных источников на морском дне. Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, сможет пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить этот процесс. Последний раз Земля вошла в это состояние примерно 600 млн. лет назад, то есть до выхода животных на сушу, и смогла выйти из него только благодаря накоплению СО2 в атмосфере. [24]В то же время за последние 100 000 лет было четыре обычных оледенения. Наконец, в случае, если бы Солнце вообще перестало светить, наихудшим исходом было бы превращение всей атмосферы в жидкий азот, что выглядит абсолютно невероятным.
Хотя варианты 5 и 6 относятся к самым маловероятным, они несут в себе наибольший риск. Эти варианты могли бы быть возможными при экстраординарно большом выбросе сажи и при наихудшем раскладе неизвестных нам природных закономерностей. Однако следует обратить внимание на то, что точная вероятность и продолжительность ядерной зимы и ее последствия невычислимы по причинам, которые обсуждаются в главе «Невычислимость». Это происходит потому, что мы по определению не можем поставить эксперимент, а также точно определить, насколько Моисеев и Саган были заинтересованы преувеличить опасность ядерной зимы, чтобы избежать войны.
Если бы некая сила задалась целью устроить ядерную зиму нарочно, то она смогла бы ее организовать, взорвав водородные бомбы в каменноугольных шахтах. Это, возможно, даст неизмеримо больший выброс сажи, чем атака на города. Если установить водородные бомбы с таймером на разные сроки, то можно поддерживать ядерную зиму неограниченно долго. Теоретически таким образом можно достичь устойчивого состояния «белого холодного шарика», отражающего весь солнечный свет, с полным вымерзанием океанов, которое станет самоподдерживающимся состоянием.
С другой стороны, когда сажа осядет, Земля, возможно, окрасится в черный свет, и ее способность нагреваться в солнечных лучах резко возрастет. Такое ядерное лето тоже может принять необратимый характер (с учетом остальных факторов глобального потепления) с переходом в «венерианскую» фазу нагрева.
Есть и другие факторы, которые могут привести к ядерному лету после или вместо ядерной зимы. Например, выброс большого количества парниковых газов при взрывах. Ядерное лето гораздо опаснее ядерной зимы, так как человек легче переносит охлаждение, чем нагрев (то есть, если принять комнатную температуру за 20 градусов, то человек вполне переносит мороз на улице в минус 50, то есть на 70 градусов ниже, но сможет выдержать подъем температуры не более чем на 30 градусов, то есть не больше 50 градусов по Цельсию на улице). Кроме того, системы обогрева работают индивидуально (лес плюс печка), а холодильники требуют наличия устойчивой централизованной инфраструктуры (производство холодильников плюс электроэнергия). Хранение продуктов питания при резком потеплении станет невозможным – они сгниют и сгорят. Поэтому, если у человечества будет выбор, то ему следует выбирать глобальную зиму, а не глобальное лето.
При этом необходимо отметить, что инициация извержения сверхвулкана с помощью ядерного оружия приведет к аналогу ядерной зимы – к вулканической зиме. Но по модели запаздывающего управления фон Неймана попытки людей исправить ситуацию с помощью искусственной ядерной зимы или искусственного ядерного лета крайне опасны и могут только усугубить проблемы за счет перехода климата в режим раскачки.
Например, недавно возникла еще одна технология термоядерного синтеза, называемая Focus fusion (технология фокусного термоядерного синтеза). Она обещает дешевый и экологически чистый источник энергии с работающим прототипом в 2012 году Энергия в 40 и более раз дешевле, чем на самых недорогих современных станциях. Принцип действия заключается в ядерной реакции водорода и бора внутри плазменного пучка, закрученного определенным образом с помощью магнитного поля в самосжимающийся узел. Образующиеся потоки ионов переводятся непосредственно в электричество без участия паровых турбин. При этом реакция бор – водород очень чистая, и только тысячная часть ее дает нейтроны, которые могут создавать наведенную радиоактивность. Поскольку в каждый момент в реакции участвуют микроскопические количества вещества, использовать ее для создания классической водородной бомбы невозможно. То есть эта система избавит мир от урановых реакторов и, соответственно, от накопления расщепляющих материалов, а значит, снизит риск создания ядерного оружия. Так, во всяком случае, утверждают создатели технологии.
Впрочем, тут есть одно но. Такую систему можно запустить, быть может, не только на паре водород – бор, но и с незначительной переделкой на другой смеси газов, например, на водороде, дейтерии, литии, гелии, и т. д. И тогда это устройство станет мощным источником нейтронов, простым и в десятки раз более дешевым, чем ядерный реактор. Такой источник нейтронов позволит нарабатывать плутоний или другие расщепляющиеся материалы (или хотя бы радиоактивные материалы для грязной бомбы) дешево, тайно и в больших количествах.
Другими словами, ни в этом случае, ни в других, полагаю, невозможно выделять огромные количества энергии так, чтобы потом было невозможно превратить эту энергию в бомбу. Во всяком случае такие риски должны приниматься всерьез.
Blair Bruce G.The Logic of Accidental Nuclear War. – Brookings Institution Press, 1993.
Шют H. На берегу. – 1957.
Глава 9
Правда состоит в том, что мы не знаем, когда закончится нефть, а цена такого знания очень велика. Отдельные крупицы этого знания рассеяны между разными людьми, группами и странами, которые в своих интересах могут увеличивать или уменьшать заявленные значения. Например, каждая из стран ОПЕК заинтересована преувеличивать свои запасы нефти, поскольку квоты на добычу пропорциональны запасам, однако при этом все эти страны вместе имеют интерес преуменьшать запасы нефти в мире, поскольку это способствует росту ее общей цены.
Разные экспертные организации продают разные версии будущего состояния нефтяного рынка, привлекая людей, которым нравится верить в ту или иную концепцию. Например, CERA дает наиболее оптимистичный прогноз, в соответствии с которым нефть зарождается в земных недрах и ее хватит на исторически длительный промежуток времени. С другой стороны, theoildrum.com бьет в набат, утверждая, что пик добычи нефти уже пройден в 2006 году и впереди нас ждет резкий спад.
В результате мы имеем итог: суммарная ценность всех предсказаний о нефти имеет не большую ценность, чем результат бросания монеты. Это ставит любых отдельных производителей и потребителей, и всю цивилизацию в целом, перед серьезной проблемой: один из важнейших параметров, который цивилизация должна знать для успешного планирования, оказывается принципиально непостижимым. В результате каждый должен ориентироваться на свою наилучшую оценку и в случае ошибки нести ущерб от слишком низких или высоких цен на нефть.
Приведу следующие факты: количества ветроэнергии, доступной для извлечения на континентальном морском шельфе в США, достаточно для обеспечения всех потребностей страны в электроэнергии; большие ветряные фермы, разбросанные на больших площадях (тысячи километров), дают стабильный поток мощности независимо от погоды, при этом существуют способы накапливать излишки, поднимая уровень воды в водохранилищах или заряжая аккумуляторы электромобилей. И эти технологии уже применяются. Количество ветроустановок, построенных в США, растет экспоненциально. Технология эта отработана, и не содержит подводных камней в отличие от установок, использующих термоядерные процессы.
Не менее многообещающие перспективы и у солнечной энергетики. Каждый год объявляется о новых открытиях, которые позволяют удешевить солнечные батареи, и цена их падает по экспоненциальному закону. Есть также масса других способов извлечения энергии, которые я не буду здесь обсуждать подробно: геотремальные источники, океанические метангидраты, горючие сланцы, турбины на подводных течениях и в реках.
Суть проблемы, однако, в том, чтобы успеть реализовать эти проекты до того, как разразится энергетический кризис,а для этого нужно точно знать, когда он будет, и будет ли вообще, и подать соответствующие ценовые сигналы, которые побудят рискнуть огромными капиталовложениями в отрасль. Не менее интересно было бы также заменить все двигатели внутреннего сгорания электрическими установками, использующими аккумуляторные батареи, что вот-вот станет технологически возможным и экономически выгодным.
Пока же основной риск состоит не в исчерпании энергоресурсов, а во внезапности их исчерпания. Но даже если внезапное исчерпание может остановить мотор современной цивилизации, то оно само по себе не приведет к полному вымиранию человечества. Однако самый главный риск заключается в том, что за оставшиеся ресурсы может начаться война. (Напомню, что, например, борьба за нефть была основной причиной вступления Японии во Вторую мировую войну, а кончилось все атомной бомбой.)
Главный риск новой войнысостоит в том, что она резко подхлестнет конструкторские разработки опасных вооружений, а также подтолкнет слабые страны к созданию «оружия судного дня» – то есть оружия настолько страшного, что оно может уничтожить весь мир, если хоть кто-нибудь нападет на его обладателя. (Например, это могут быть запасы биологического оружия, рассредоточенные в разных частях мира.)
Теперь, вооруженные пониманием, как любой значительный спад в производстве ресурсов может привести к уничтожению человечества, мы можем более внимательно взглянуть на доводы тех, кто говорит об их исчерпании. Разумеется, эти доводы не являются истиной в последней инстанции, однако вероятность их истинности значительна – десятки процентов – и именно с таким раскладом связан наихудший исход.
Добыча любого ресурса подчиняется колоколообразной кривой, похожей на гауссово распределение, которое в отношении производства нефти называется пиком Хуберта.
Многие страны уже прошли свой пик Хуберта, например Соединенные Штаты, и в точности тогда, когда это предсказывала теория. Возможно, весь мир прошел пик Хуберта в районе 2006 года. И свидетельство в пользу этого то, что последние два года цифры поквартальной добычи нефти практически неизменны, в то время как цена выросла более чем в два раза. То есть добыча нефти перестала реагировать на ценовые сигналы.
Пренеприятной особенностью пика Хуберта является то, что уменьшение добычи нефти в стране на одну единицу приводит к сокращению экспорта на три единицы(поскольку внутреннее потребление не изменяется, а изменяется только доля излишков), то есть спад после пика Хуберта на международном рынке нефти приведет к значительному дефициту продукта.
Следующей неприятной особенностью пика Хуберта является то, что свой пик Хуберта есть у каждого ресурса, и у большинства ресурсов, необходимых человечеству, этот пик приходится на первую половину XXI века. Это касается и каменного угля, и доступной пресной воды, и площади обрабатываемых земель, и добычи рыбы в океане.
Особенно неприятным обстоятельством является то, что человек научился заменять одни ресурсы с помощью других. Поначалу это работает хорошо, так как позволяет перераспределять ресурсы. Например, нехватку пресной воды можно компенсировать с помощью электричества, опресняя воду или добывая ее из глубоких скважин. Истощение почв покрывают производством все большего количества удобрений, нехватку нефти – производством спирта из кукурузы, нехватку продовольствия – производством маргарина из нефти и даже каменного угля, как это было в послевоенной Германии. Однако последствия такой замены состоят в том, что хотя пик Хуберта одних ресурсов оттягивается, пик Хуберта других ресурсов приближается, в результате чего пик Хуберта ВСЕХ ресурсов произойдет примерно одновременно!
Очевидно, что ситуация отягощается постоянным ростом населения, которое растет не только количественно, но и качественно – по уровню своего потребления. Рост населения приведет к тому, что перелом в уровне поступления всех ресурсов в мировом пике Хуберта будет гораздо более острым.
Отмечу, что прохождение пика добычи ресурса не ведет обязательно к гибели цивилизации, однако он приводит к необходимости совершить качественный скачок, как, например, 10 тысяч лет назад, когда произошла неолитическая революция: охотники-собиратели съели всех мамонтов и прочую доступную живность и численность населения Земли резко упала, а оставшимся людям пришлось изобрести сельское хозяйство.
Таким качественным скачком могло бы стать создание молекулярного производства, то есть появление развитых нанотехнологий. Однако здесь возникает серьезный вопрос: что случится раньше – будет пройден пик добычи ресурсов или будут созданы эффективные нанотехнологии? Не забудем также, что эффективные нанотехнологии несут в себе такой риск глобальной катастрофы, по сравнению с которым мировая война окажется легкой прогулкой. (Тем более, если они будут созданы как оружие в ходе мирового конфликта, который разгорится из-за острого дефицита ресурсов.)
а) добросовестные;
б) те, кто может зарабатывать на выплату процентов, но не основной массы долга и поэтому вынужден растягивать его навечно;
в) и те, кто вынужден занимать новые кредиты, чтобы выплачивать долг по старым, что похоже на финансовую пирамиду (схема Ponzi или МММ).
Первый тип заемщиков свободен и может целиком выплатить долг. Второй тип заемщиков вынужден выплачивать долг вечно и не может выйти из этого состояния, но способен обслуживать свой долг. Третий тип вынужден непрерывно расширять свои операции и все равно обанкротится в течение конечного промежутка времени.
Мински показывает, что возникновение всех трех типов заемщиков и постепенное увеличение доли заемщиков третьего типа является естественным процессом в капиталистической экономике периода бума. Современная экономика, во главе со своим локомотивом – США, находится где-то между вторым и третьим типами. Объем разного вида долгов, созданных только внутри США, оценивается в 100 триллионов долларов (сюда входит 7 триллионов государственного долга, 14 триллионов по ипотеке, долги населения по кредитным картам, долговые обязательства корпораций, а также обязательства правительства США по медобслуживанию пенсионеров Medicare). При этом ВВП США – 13 триллионов долларов. Понятно, что все эти деньги нужно выплатить не завтра, а они «размазаны» по ближайшим 30 годам и между разными субъектами, которые сложным образом собираются использовать поступления по одним долгам для оплаты других.
Сам по себе долг не есть абсолютное зло – он скорее описывает, кто, что и когда будет делать и получать. То есть долг – это финансовая машина планирования будущего. Однако когда она переходит на третий режим (схема Ponzi), вступает в действие механизм саморазрушения, которое тем сильнее, чем позже оно происходит.
Мнения о том, действительно ли мировая экономика развивается благодаря всемирной финансовой пирамиде, или нет, разнятся. Миллиардер Уоррен Баффет назвал дериваты (многоступенчатые долги) финансовым оружием массового поражения.
Существующая критика концепции ядерной зимы сосредотачивается вокруг следующих факторов:
• какое количество сажи возникнет и будет выброшено в тропосферу в случае крупномасштабной ядерной войны;
• какое влияние она окажет на температуру Земли;
• как долго она будет находиться в верхних слоях атмосферы;
• какое влияние окажет падение температуры на выживание людей.
Отдельные исследования сосредотачиваются на анализе каждого из этих факторов, принимая как данность результаты первого.
Например, недавнее американское исследование проблемы влияния ядерной зимы на климат принимает количество сажи в тропосфере за 150 миллионов тонн. В исходном анализе Моисеева было 4 миллиарда тонн, и соответственно падение температуры было не на 20, а на 50 градусов. В статье И.М. Абдурагимова «О несостоятельности концепции “ядерной ночи” и “ядерной зимы” вследствие пожаров после ядерного поражения» [20]приводится жесткая критика именно количества сажи, которая выделится в результате полномасштабной ядерной войны. При лесном пожаре сгорает в среднем только 20 процентов от горючей массы, из нее только половина является по массе чистым углеродом, и большая часть этого углерода сгорает полностью, то есть без образования частичек угля. При этом только часть сажи является настолько мелкодисперсной, чтобы быть способной висеть в тропосфере и оказывать значительный вклад в затемнение Земли. Чтобы транспортировать эту сажу в тропосферу, где она может «зависнуть» по причине отсутствия там конвекции, требуется возникновение специфического явления – огненного торнадо (поскольку сам шар ядерного гриба, уходящий высоко в тропосферу, имеет настолько большую температуру, что в нем все частички сажи сгорают). Огненное торнадо образуется не при всех ядерных взрывах и, кроме того, оно резко улучшает сгорание, как меха в плавильной печи, в силу чего сажи в нем гораздо меньше. Торнадо не должны образовываться в современных городах, построенных таким образом, чтобы избежать этого эффекта – например, в городах бывшего СССР. Наконец, не вся сажа, выделившаяся при пожарах, поднимается на высоту более 10 км, где нет конвекции и дождей, которые быстро ее вымывают.
Этим сажа при ядерной зиме отличается от вулканической пыли, которая буквально выстреливается в стратосферу из жерла вулкана, как из пушки. Однако вулканическая пыль состоит из более тяжелого оксида кремния и гораздо быстрее выпадает из тропосферы.
Однако можно представить себе гипотетическую ситуацию, когда в тропосфере оказались сотни миллионов тонн мелкодисперсного углерода. Можно представить себе и альтернативные ядерной войне сценарии его попадания в тропосферу, например, вследствие попадания астероида в залежи каменного угля (к примеру, недавно появились публикации о том, что астероид, упавший в эпоху вымирания динозавров, воспламенил и превратил в сажу огромные запасы нефти), или вулканический взрыв под такими залежами, или результат человеческой деятельности, или даже неконтролируемое размножение нанороботов, заслоняющее солнечный свет, как предполагает Фрейтас.
Время нахождения сажи в тропосфере оценивается по-разному, но обычно от нескольких месяцев до 10 лет. Есть также и альтернативные теории о том, какое воздействие окажет ядерная война на климат, например, что за счет парникового эффекта от сгоревшего углерода и образования окислов азота и их влияния на озоновый слой [21]температура Земли резко повысится.
Внезапные и длительные похолодания не обязательно означают человеческое вымирание.Это следует из того, что, например, Финляндия имеет примерно десятилетний запас еды плюс топливо в виде лесов, печи и навыки выживания при низких температурах. Чтобы все люди действительно погибли, ядерная зима должна длиться более ста лет и сопровождаться антарктическими температурами, но если учесть человеческую способность приспосабливаться, даже этого может быть недостаточно. (Конечно, если ядерная зима будет единственным неблагоприятным фактором, что неверно.)
Наиболее современные исследования климатических последствий полномасштабной ядерной войны опубликованы в статье Алана Робока и соавторов «Ядерная зима в современной модели климата при существующих ядерных арсеналах: последствия по-прежнему катастрофичны». [22]Статья содержит обзор предыдущих исследований и разумные варианты ожидаемого выброса сажи. Расчет выполнен на основании современной метеорологической модели, проверенной на других приложениях.
В результате получается, что при полномасштабной войне современными (то есть сокращенными со времен холодной войны) ядерными арсеналами среднее снижение температуры по всей Земле составит около 7 градусов в течение нескольких лет, а последствия ядерной зимы будут ощущаться около 10 лет. Время очищения верхней тропосферы от сажи составит 4,6 года. При этом над континентами снижение температуры составит до 30 градусов, и в частности над Украиной не будет положительных температур в течение трех лет. Все это сделает невозможным ведение классического сельского хозяйства почти по всей Земле в течение нескольких лет. С другой стороны, над тропическими островами (Куба, Мадагаскар, Шри-Ланка) снижение температуры составит только несколько (5–7) градусов. Очевидно, что значительное число людей могли бы пережить такое похолодание. Однако подобная ситуация может спровоцировать борьбу за оставшиеся ресурсы, которая повысит риски дальнейших катастроф. Серия крупных вулканических извержений (вулканический пепел уходит из тропосферы с характерным временем в 1 год) могла бы дать такой же эффект.
Учитывая неопределенность в моделях, а также возможность затяжной ядерной войны и других причин затемнения атмосферы, можно предположить следующие теоретические варианты ядерной зимы:
1) Падение температуры на один градус, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию. Как после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году.
2) «Ядерная осень»– несколько лет температур, пониженных на 2–4 градуса, неурожаи, ураганы.
3) «Год без лета»– интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и обморожения в некоторых странах. Это уже происходило после крупных извержений вулканов в VI веке нашей эры, [23]в 1783 и в 1815 годах.
4) «Десятилетняя ядерная зима»– падение температуры на всей Земле на 10 лет на 30–40 градусов. Этот сценарий подразумевается моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части Земли, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также оттого, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающие дороги. Большая часть населения Земли погибнет, однако миллионы людей выживут и сохранят ключевые технологии. Риски – продолжение войны за теплые места, неудачные попытки согреть Землю с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержений вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета.
Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что мирового запаса рогатого скота (который замерзнет на фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на годы, чтобы прокормить все человечество.
5) Новый ледниковый период. Является результатом предыдущего сценария за счет того, что от большого количества снега возрастет отражающая способность Земли и начнут нарастать новые ледяные шапки от полюсов и вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора останется пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придется радикально измениться. (Трудно также представить огромные переселения народов без войн.) Многие виды живых существ вымрут, но большая часть разнообразия биосферы уцелеет, хотя в поисках хоть какой-то пищи люди будут уничтожать ее еще более безжалостно.
6) Необратимое глобальное похолодание.Оно может быть следующей фазой ледникового периода – при развитии событий в наихудшем случае. На всей Земле на геологически длительное время установится температурный режим, как в Антарктиде, океаны замерзнут, суша покроется толстым слоем льда. (Или как на Марсе – холодная сухая пустыня. Кстати, если все парниковые газы из атмосферы Земли исчезнут, то равновесная температура поверхности составит минус 23 градуса по Цельсию.) Жизнь уцелеет только около геотермальных источников на морском дне. Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, сможет пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить этот процесс. Последний раз Земля вошла в это состояние примерно 600 млн. лет назад, то есть до выхода животных на сушу, и смогла выйти из него только благодаря накоплению СО2 в атмосфере. [24]В то же время за последние 100 000 лет было четыре обычных оледенения. Наконец, в случае, если бы Солнце вообще перестало светить, наихудшим исходом было бы превращение всей атмосферы в жидкий азот, что выглядит абсолютно невероятным.
Хотя варианты 5 и 6 относятся к самым маловероятным, они несут в себе наибольший риск. Эти варианты могли бы быть возможными при экстраординарно большом выбросе сажи и при наихудшем раскладе неизвестных нам природных закономерностей. Однако следует обратить внимание на то, что точная вероятность и продолжительность ядерной зимы и ее последствия невычислимы по причинам, которые обсуждаются в главе «Невычислимость». Это происходит потому, что мы по определению не можем поставить эксперимент, а также точно определить, насколько Моисеев и Саган были заинтересованы преувеличить опасность ядерной зимы, чтобы избежать войны.
Если бы некая сила задалась целью устроить ядерную зиму нарочно, то она смогла бы ее организовать, взорвав водородные бомбы в каменноугольных шахтах. Это, возможно, даст неизмеримо больший выброс сажи, чем атака на города. Если установить водородные бомбы с таймером на разные сроки, то можно поддерживать ядерную зиму неограниченно долго. Теоретически таким образом можно достичь устойчивого состояния «белого холодного шарика», отражающего весь солнечный свет, с полным вымерзанием океанов, которое станет самоподдерживающимся состоянием.
С другой стороны, когда сажа осядет, Земля, возможно, окрасится в черный свет, и ее способность нагреваться в солнечных лучах резко возрастет. Такое ядерное лето тоже может принять необратимый характер (с учетом остальных факторов глобального потепления) с переходом в «венерианскую» фазу нагрева.
Есть и другие факторы, которые могут привести к ядерному лету после или вместо ядерной зимы. Например, выброс большого количества парниковых газов при взрывах. Ядерное лето гораздо опаснее ядерной зимы, так как человек легче переносит охлаждение, чем нагрев (то есть, если принять комнатную температуру за 20 градусов, то человек вполне переносит мороз на улице в минус 50, то есть на 70 градусов ниже, но сможет выдержать подъем температуры не более чем на 30 градусов, то есть не больше 50 градусов по Цельсию на улице). Кроме того, системы обогрева работают индивидуально (лес плюс печка), а холодильники требуют наличия устойчивой централизованной инфраструктуры (производство холодильников плюс электроэнергия). Хранение продуктов питания при резком потеплении станет невозможным – они сгниют и сгорят. Поэтому, если у человечества будет выбор, то ему следует выбирать глобальную зиму, а не глобальное лето.
При этом необходимо отметить, что инициация извержения сверхвулкана с помощью ядерного оружия приведет к аналогу ядерной зимы – к вулканической зиме. Но по модели запаздывающего управления фон Неймана попытки людей исправить ситуацию с помощью искусственной ядерной зимы или искусственного ядерного лета крайне опасны и могут только усугубить проблемы за счет перехода климата в режим раскачки.
Радикальное решение: мир без урана и плутония
Можно, например, задаться вопросом, а не ждет ли нас энергетическая сингулярность со всеми вытекающими последствиями? Но так ли это хорошо, как кажется? – спрашиваю я себя, когда в очередной раз слышу обещания залить мир дешевой энергией с помощью альтернативных источников. И принесет ли это чаемые перемены, и в первую очередь исчезновение риска катастроф, связанных с использованием ядерного оружия?Например, недавно возникла еще одна технология термоядерного синтеза, называемая Focus fusion (технология фокусного термоядерного синтеза). Она обещает дешевый и экологически чистый источник энергии с работающим прототипом в 2012 году Энергия в 40 и более раз дешевле, чем на самых недорогих современных станциях. Принцип действия заключается в ядерной реакции водорода и бора внутри плазменного пучка, закрученного определенным образом с помощью магнитного поля в самосжимающийся узел. Образующиеся потоки ионов переводятся непосредственно в электричество без участия паровых турбин. При этом реакция бор – водород очень чистая, и только тысячная часть ее дает нейтроны, которые могут создавать наведенную радиоактивность. Поскольку в каждый момент в реакции участвуют микроскопические количества вещества, использовать ее для создания классической водородной бомбы невозможно. То есть эта система избавит мир от урановых реакторов и, соответственно, от накопления расщепляющих материалов, а значит, снизит риск создания ядерного оружия. Так, во всяком случае, утверждают создатели технологии.
Впрочем, тут есть одно но. Такую систему можно запустить, быть может, не только на паре водород – бор, но и с незначительной переделкой на другой смеси газов, например, на водороде, дейтерии, литии, гелии, и т. д. И тогда это устройство станет мощным источником нейтронов, простым и в десятки раз более дешевым, чем ядерный реактор. Такой источник нейтронов позволит нарабатывать плутоний или другие расщепляющиеся материалы (или хотя бы радиоактивные материалы для грязной бомбы) дешево, тайно и в больших количествах.
Другими словами, ни в этом случае, ни в других, полагаю, невозможно выделять огромные количества энергии так, чтобы потом было невозможно превратить эту энергию в бомбу. Во всяком случае такие риски должны приниматься всерьез.
Рекомендуемая литература
Smith P.D.Doomsday men. The Real Dr. Strangelove and the Dream of the Superweapon. – NY, 2007.Blair Bruce G.The Logic of Accidental Nuclear War. – Brookings Institution Press, 1993.
Шют H. На берегу. – 1957.
Глава 9
Исчерпание ресурсов
Разные экспертные организации продают разные версии будущего состояния нефтяного рынка, привлекая людей, которым нравится верить в ту или иную концепцию. Например, CERA дает наиболее оптимистичный прогноз, в соответствии с которым нефть зарождается в земных недрах и ее хватит на исторически длительный промежуток времени. С другой стороны, theoildrum.com бьет в набат, утверждая, что пик добычи нефти уже пройден в 2006 году и впереди нас ждет резкий спад.
В результате мы имеем итог: суммарная ценность всех предсказаний о нефти имеет не большую ценность, чем результат бросания монеты. Это ставит любых отдельных производителей и потребителей, и всю цивилизацию в целом, перед серьезной проблемой: один из важнейших параметров, который цивилизация должна знать для успешного планирования, оказывается принципиально непостижимым. В результате каждый должен ориентироваться на свою наилучшую оценку и в случае ошибки нести ущерб от слишком низких или высоких цен на нефть.
Пик добычи ресурсов будет пройден неожиданно
Если бы наша цивилизация точно знала, что добыча нефти вот-вот начнет неудержимо падать, то мы могли бы начать всерьез готовиться к такому развитию событий. Я уверен, что технически вполне реально обеспечить все энергетические потребности цивилизации за счет ветроэнергетики и солнечных батарей, например, если бросить все ресурсы индустриальных стран на производство ветрогенераторов.Приведу следующие факты: количества ветроэнергии, доступной для извлечения на континентальном морском шельфе в США, достаточно для обеспечения всех потребностей страны в электроэнергии; большие ветряные фермы, разбросанные на больших площадях (тысячи километров), дают стабильный поток мощности независимо от погоды, при этом существуют способы накапливать излишки, поднимая уровень воды в водохранилищах или заряжая аккумуляторы электромобилей. И эти технологии уже применяются. Количество ветроустановок, построенных в США, растет экспоненциально. Технология эта отработана, и не содержит подводных камней в отличие от установок, использующих термоядерные процессы.
Не менее многообещающие перспективы и у солнечной энергетики. Каждый год объявляется о новых открытиях, которые позволяют удешевить солнечные батареи, и цена их падает по экспоненциальному закону. Есть также масса других способов извлечения энергии, которые я не буду здесь обсуждать подробно: геотремальные источники, океанические метангидраты, горючие сланцы, турбины на подводных течениях и в реках.
Суть проблемы, однако, в том, чтобы успеть реализовать эти проекты до того, как разразится энергетический кризис,а для этого нужно точно знать, когда он будет, и будет ли вообще, и подать соответствующие ценовые сигналы, которые побудят рискнуть огромными капиталовложениями в отрасль. Не менее интересно было бы также заменить все двигатели внутреннего сгорания электрическими установками, использующими аккумуляторные батареи, что вот-вот станет технологически возможным и экономически выгодным.
Пока же основной риск состоит не в исчерпании энергоресурсов, а во внезапности их исчерпания. Но даже если внезапное исчерпание может остановить мотор современной цивилизации, то оно само по себе не приведет к полному вымиранию человечества. Однако самый главный риск заключается в том, что за оставшиеся ресурсы может начаться война. (Напомню, что, например, борьба за нефть была основной причиной вступления Японии во Вторую мировую войну, а кончилось все атомной бомбой.)
Главный риск новой войнысостоит в том, что она резко подхлестнет конструкторские разработки опасных вооружений, а также подтолкнет слабые страны к созданию «оружия судного дня» – то есть оружия настолько страшного, что оно может уничтожить весь мир, если хоть кто-нибудь нападет на его обладателя. (Например, это могут быть запасы биологического оружия, рассредоточенные в разных частях мира.)
Теперь, вооруженные пониманием, как любой значительный спад в производстве ресурсов может привести к уничтожению человечества, мы можем более внимательно взглянуть на доводы тех, кто говорит об их исчерпании. Разумеется, эти доводы не являются истиной в последней инстанции, однако вероятность их истинности значительна – десятки процентов – и именно с таким раскладом связан наихудший исход.
Добыча любого ресурса подчиняется колоколообразной кривой, похожей на гауссово распределение, которое в отношении производства нефти называется пиком Хуберта.
Многие страны уже прошли свой пик Хуберта, например Соединенные Штаты, и в точности тогда, когда это предсказывала теория. Возможно, весь мир прошел пик Хуберта в районе 2006 года. И свидетельство в пользу этого то, что последние два года цифры поквартальной добычи нефти практически неизменны, в то время как цена выросла более чем в два раза. То есть добыча нефти перестала реагировать на ценовые сигналы.
Пренеприятной особенностью пика Хуберта является то, что уменьшение добычи нефти в стране на одну единицу приводит к сокращению экспорта на три единицы(поскольку внутреннее потребление не изменяется, а изменяется только доля излишков), то есть спад после пика Хуберта на международном рынке нефти приведет к значительному дефициту продукта.
Следующей неприятной особенностью пика Хуберта является то, что свой пик Хуберта есть у каждого ресурса, и у большинства ресурсов, необходимых человечеству, этот пик приходится на первую половину XXI века. Это касается и каменного угля, и доступной пресной воды, и площади обрабатываемых земель, и добычи рыбы в океане.
Особенно неприятным обстоятельством является то, что человек научился заменять одни ресурсы с помощью других. Поначалу это работает хорошо, так как позволяет перераспределять ресурсы. Например, нехватку пресной воды можно компенсировать с помощью электричества, опресняя воду или добывая ее из глубоких скважин. Истощение почв покрывают производством все большего количества удобрений, нехватку нефти – производством спирта из кукурузы, нехватку продовольствия – производством маргарина из нефти и даже каменного угля, как это было в послевоенной Германии. Однако последствия такой замены состоят в том, что хотя пик Хуберта одних ресурсов оттягивается, пик Хуберта других ресурсов приближается, в результате чего пик Хуберта ВСЕХ ресурсов произойдет примерно одновременно!
Очевидно, что ситуация отягощается постоянным ростом населения, которое растет не только количественно, но и качественно – по уровню своего потребления. Рост населения приведет к тому, что перелом в уровне поступления всех ресурсов в мировом пике Хуберта будет гораздо более острым.
Отмечу, что прохождение пика добычи ресурса не ведет обязательно к гибели цивилизации, однако он приводит к необходимости совершить качественный скачок, как, например, 10 тысяч лет назад, когда произошла неолитическая революция: охотники-собиратели съели всех мамонтов и прочую доступную живность и численность населения Земли резко упала, а оставшимся людям пришлось изобрести сельское хозяйство.
Таким качественным скачком могло бы стать создание молекулярного производства, то есть появление развитых нанотехнологий. Однако здесь возникает серьезный вопрос: что случится раньше – будет пройден пик добычи ресурсов или будут созданы эффективные нанотехнологии? Не забудем также, что эффективные нанотехнологии несут в себе такой риск глобальной катастрофы, по сравнению с которым мировая война окажется легкой прогулкой. (Тем более, если они будут созданы как оружие в ходе мирового конфликта, который разгорится из-за острого дефицита ресурсов.)
Закончиться могут и деньги
Добавим еще одну существенную деталь к проблеме исчерпания ресурсов. Современная капиталистическая экономика действует за счет кредита. Согласно теории кредитного цикла Мински существует три класса должников:а) добросовестные;
б) те, кто может зарабатывать на выплату процентов, но не основной массы долга и поэтому вынужден растягивать его навечно;
в) и те, кто вынужден занимать новые кредиты, чтобы выплачивать долг по старым, что похоже на финансовую пирамиду (схема Ponzi или МММ).
Первый тип заемщиков свободен и может целиком выплатить долг. Второй тип заемщиков вынужден выплачивать долг вечно и не может выйти из этого состояния, но способен обслуживать свой долг. Третий тип вынужден непрерывно расширять свои операции и все равно обанкротится в течение конечного промежутка времени.
Мински показывает, что возникновение всех трех типов заемщиков и постепенное увеличение доли заемщиков третьего типа является естественным процессом в капиталистической экономике периода бума. Современная экономика, во главе со своим локомотивом – США, находится где-то между вторым и третьим типами. Объем разного вида долгов, созданных только внутри США, оценивается в 100 триллионов долларов (сюда входит 7 триллионов государственного долга, 14 триллионов по ипотеке, долги населения по кредитным картам, долговые обязательства корпораций, а также обязательства правительства США по медобслуживанию пенсионеров Medicare). При этом ВВП США – 13 триллионов долларов. Понятно, что все эти деньги нужно выплатить не завтра, а они «размазаны» по ближайшим 30 годам и между разными субъектами, которые сложным образом собираются использовать поступления по одним долгам для оплаты других.
Сам по себе долг не есть абсолютное зло – он скорее описывает, кто, что и когда будет делать и получать. То есть долг – это финансовая машина планирования будущего. Однако когда она переходит на третий режим (схема Ponzi), вступает в действие механизм саморазрушения, которое тем сильнее, чем позже оно происходит.
Мнения о том, действительно ли мировая экономика развивается благодаря всемирной финансовой пирамиде, или нет, разнятся. Миллиардер Уоррен Баффет назвал дериваты (многоступенчатые долги) финансовым оружием массового поражения.