Гипотетические виды космического оружия 3 страница

Итак, один из вариантов глобальной катастрофы состоит в том, что в результате неких внутренних процессов светимость солнца устойчиво возрастёт на опасную величину (и мы знаем, что рано или поздно это произойдёт). В настоящий момент Солнце находится на восходящем вековом тренде своей активности, но никаких особых аномалий в его поведении замечено не было. Вероятность того, что это случится именно в XXI веке, – ничтожно мала.

Второй вариант глобальной катастрофы, связанной с Солнцем, состоит в том, что сложатся два маловероятных события – на Солнце произойдёт очень крупная вспышка и выброс этой вспышки будет направлен на Землю. В отношении распределения вероятности такого события можно предположить, что здесь действует тот же эмпирический закон, что и относительно землетрясений и вулканов: 20-кратный рост энергии события приводит к 10-кратному снижению его вероятности (закон повторяемости Гутенберга–Рихтера). В XIX веке наблюдалась вспышка в 5 раз более сильная, по современным оценкам, чем самая сильная вспышка в XX веке. Возможно, что раз в десятки и сотни тысяч лет на солнце происходят вспышки, аналогичные по редкости и масштабности земным извержениям супервулканов. Всё же это крайне редкие события. Крупные солнечные вспышки, даже если они не будут направлены на Землю, могут несколько увеличить солнечную светимость и привести к дополнительному нагреву Земли. (Обычные вспышки дают вклад не более 0,1 процента.) Верхний предел энергии Солнечной вспышки, как показывает Арнон Дар [Dar 2008], составляет одну треть от энергии, ежесекундно излучаемой Солнцем, и ограничен полной энергией магнитного поля Солнца.

В настоящий момент человечество неспособно как-либо повлиять на процессы на Солнце. Идеи сброса водородных бомб на Солнце для инициирования термоядерной реакции выглядят неубедительно (однако такие идеи высказывались, что говорит о неутомимых поисках человеческим умом оружия судного дня).

Есть довольно точно просчитанный сценарий воздействия на Землю магнитной составляющей солнечной вспышки. При наихудшем сценарии (что зависит от силы магнитного импульса и его ориентации – он должен быть противоположен земному магнитному полю), эта вспышка создаст сильнейшие наводки в электрических цепях линий дальней передачи электроэнергии, что приведёт к выгоранию трансформаторов на подстанциях. В нормальных условиях обновление трансформаторов занимает 20-30 лет, и если все они сгорят, то заменить их будет нечем, поскольку потребуются многие годы на производство аналогичного количества трансформаторов, что будет трудно организовать без электричества. Такая ситуация вряд ли приведёт к человеческому вымиранию, но чревата мировым глобальным экономическим кризисом и войнами, что может запустить цепь дальнейшего ухудшения. Вероятность такого сценария трудно оценить, так как мы обладаем электрическими сетями только примерно сто лет.

12.8 Гамма-всплески

Гамма-всплески – это интенсивные короткие потоки гамма-излучения, приходящие из далёкого космоса. Гамма-всплески, по-видимому, излучаются в виде узких пучков, и поэтому их энергия более концентрированная, чем при обычных взрывах звёзд. Возможно, сильные гамма-всплески от близких источников послужили причинами нескольких вымираний десятки и сотни миллионов лет назад[87]. Предполагается, что гамма-всплески происходят при столкновениях чёрных дыр и нейтронных звёзд или коллапсах массивных звёзд. Близкие гамма-всплески могли бы вызывать разрушение озонового слоя и даже ионизацию атмосферы. Однако в ближайшем окружении Земли не видно подходящих кандидатов ни на источники гамма-всплесков, ни на сверхновые (ближайший кандидат в источник гамма-всплеска, звезда Эта Киля – достаточно далеко – порядка 7000 световых лет и вряд ли ось её неизбежного в будущем взрыва будет направлена на Землю – гамма-всплески распространяются в виде узконаправленных пучков-джетов; однако у потенциальной гиперновой звезды WR 104, находящейся на почти таком же расстоянии, ось направлена почти в сторону Земли[88]. Эта звезда взорвётся в течение ближайших нескольких сотен тысяч лет, что означает шанс катастрофы с ней в XXI веке менее 0,1 %, а с учётом неопределенности её параметров вращения и наших знаний о гамма-всплесках – и ещё меньше[89]). Поэтому, даже с учётом эффекта наблюдательной селекции, который увеличивает частоту катастроф в будущем по сравнению с прошлым в некоторых случаях до 10 раз (см. мою статью «Природные катастрофы и антропный принцип») вероятность опасного гамма-всплеска в XXI веке не превышает тысячных долей процента. Тем более люди смогут пережить даже серьёзный гамма-всплеск в различных бункерах. Оценивая риск гамма-всплексов, Борис Штерн пишет: «Возьмем умеренный случай энерговыделения 10 эрг и расстояние до всплеска 3 парсека, 10 световых лет, или 10 см — в таких пределах от нас находится с десяток звезд. На таком расстоянии за считанные секунды на каждом квадратном сантиметре попавшейся на пути гамма-квантов планеты выделится 10 эрг. Это эквивалентно взрыву атомной бомбы на каждом гектаре неба! Атмосфера не помогает: хоть энергия высветится в ее верхних слоях, значительная часть мгновенно дойдет до поверхности в виде света. Ясно, что все живое на половине планеты будет истреблено мгновенно, на второй половине чуть позже за счет вторичных эффектов. Даже если мы возьмем в 100 раз большее расстояние (это уже толщина галактического диска и сотни тысяч звезд), эффект (по атомной бомбе на квадрат со стороной 10 км) будет тяжелейшим ударом, и тут уже надо серьезно оценивать — что выживет и выживет ли вообще что-нибудь». Штерн полагает, что гамма-всплеск в Нашей галактике случается в среднем раз в миллион лет. Гамма-всплеск такой звезды, как WR 104, может вызвать интенсивное разрушение озонового слоя на половине планеты. Возможно, гамма-всплеск стал причиной Ордовикового вымирания 443 млн. лет назад, когда погибло 60 % видов живых существ (и значительно большая доля по числу особей, так как для выживания вида достаточно сохранения всего нескольких особей). По мнению Джона Скейло (John Scalo) и Крейга Уилера (Craig Wheeler), гамма-всплески оказывают существенное влияние на биосферу нашей планеты приблизительно каждые пять миллионов лет [Melott 2004].

Даже далёкий гамма-всплеск или иное высокоэнергетическое космическое событие может быть опасно радиационным поражением Земли – причём не только прямым излучением, которое атмосфера в значительной мере блокирует (но лавины частиц от высокоэнергетичных космических частиц достигают земной поверхности), но и за счёт образования в атмосфере радиоактивных атомов, что приведёт к сценарию, подобному описанному в связи с кобальтовой бомбой. Кроме того, гамма излучение вызывает окисление азота атмосферы, в результате чего образуется непрозрачный ядовитый газ – диоксид азота, который, образуясь в верхних слоях атмосферы, может блокировать солнечный свет и вызвать новый ледниковый период. Есть гипотеза, что нейтринное излучение, возникающее при взрывах сверхновых, может в некоторых случаях приводить к массовым вымираниям, так как нейтрино упруго рассеиваются тяжёлыми атомами с большей вероятностью, и энергия этого рассеяния достаточна для нарушения химических связей, а поэтому нейтрино чаще будут вызывать повреждения ДНК, чем другие виды радиации, имеющие гораздо большую энергию [Collar 1996].

Опасность гамма-всплеска состоит в его внезапности – он начинается без предупреждения из невидимых источников и распространяется со скоростью света. В любом случае, гамма-всплеск может поразить только одно полушарие Земли, так как длится только несколько секунд или минут.

Активизация ядра галактики (где находится огромная чёрная дыра) тоже очень маловероятное событие. В далёких молодых галактиках такие ядра активно поглощают вещество, которое закручивается при падении в аккреционный диск и интенсивно излучает. Это излучение очень мощное и может препятствовать возникновению жизни на планетах. Однако ядро нашей галактики очень велико и поэтому может поглощать звёзды почти сразу, не разрывая их на части, а значит, с меньшим излучением. Кроме того, оно вполне наблюдаемо в инфракрасных лучах (источник Стрелец А), но закрыто толстым слоем пыли в оптическом диапазоне, и рядом с чёрной дырой нет большого количества вещества, готового к поглощению ею, – только одна звезда на орбите с периодом в 5 лет, но и она может летать ещё очень долго. И главное, ядро очень далеко от Солнечной системы.

Кроме дальних гамма-всплесков, бывают мягкие гамма-всплески, связанные с катастрофическими процессами на особых нейтронных звёздах – магнитарах. 27 августа 1998 года вспышка на магнитаре привела к мгновенному снижению высоты ионосферы Земли на 30 км, однако этот магнитар был на расстоянии 20 000 световых лет. Магнитары в окрестностях Земли неизвестны, и обнаружить их может быть не просто.

Наша оценка вероятности опасных гамма-всплесков может быть (а может и не быть) серьёзно искажена действием эффекта наблюдательной селекции в духе антропного принципа; более того, здесь может сказаться эффект «отложенного спроса» – то есть те звезды, которые «отложили» (точнее, мы их наблюдаем такими в силу антропного принципа) свой гамма-всплеск, чтобы разумная жизнь на Земле могла сформироваться, теперь могут его осуществить. (Есть предположения, что жизнь во Вселенной крайне редка именно потому, что подавляющее большинство планет стерилизуется гамма-всплесками.) Подробнее см. мою статью «Природные катастрофы и антропный принцип» [Турчин 2007b].

12.9 Сверхновые звёзды

Реальную опасность для Земли представлял бы близкий взрыв сверхновой на расстоянии до 25 световых лет или даже меньше[90]. Но в окрестностях Солнца нет звёзд, которые могли бы стать опасными сверхновыми. (Ближайшие кандидаты – Мира и Бетельгейзе – находятся на расстоянии сотен световых лет.) Кроме того, излучение сверхновой является относительно медленным процессом (длится месяцы), и люди могут успеть спрятаться в бункеры. Наконец, только если опасная сверхновая будет строго в экваториальной плоскости Земли (что маловероятно), она сможет облучить всю земную поверхность, в противном случае один из полюсов уцелеет. См. обзор Майкла Ричмонда «Угрожает ли близкая сверхновая жизни на Земле?»[91] Относительно близкие сверхновые могут быть источниками космических лучей, которые приведут к резкому увеличению облачности на Земле, что связано с увеличением числа центров конденсации воды. Это может привести к резкому охлаждению климата на длительный период.

12.10 Сверх-цунами

Древняя человеческая память в качестве самой страшной катастрофы доносит воспоминания о колоссальном наводнении. Однако на земле нет такого количества воды, чтобы уровень океана поднялся выше гор. (Сообщения о недавнем открытии подземных океанов несколько преувеличены – в действительности речь идёт лишь о горных породах с повышенным содержанием воды – на уровне 1 процента[92].) Средняя глубина мирового океана – около 4 км. И предельная максимальная высота волны такого же порядка – если обсуждать саму возможность волны, а не то, возможны ли причины, которые создадут волну такой высоты. Это меньше, чем высота высокогорных плато в Гималаях, где тоже есть люди. Варианты, когда такая волна возможна – это гигантская приливная волна, возникшая, если бы рядом с землёй пролетало очень массивное тело, или если ось вращения земли сместилась бы или изменилась скорость вращения. Все эти варианты, хотя и встречаются в разных «страшилках» о конце света, выглядят невозможными или маловероятными.

Итак, очень маловероятно, что гигантское цунами уничтожит всех людей – тем более что уцелеют подводные лодки, многие корабли и самолёты. Однако гигантское цунами может уничтожить значительную часть населения Земли, переведя человечество в постапокалиптическую стадию, по ряду причин:

1. энергия цунами, как поверхностной волны, убывает пропорционально 1/R, если цунами вызвано точечным источником, и почти не убывает, если источник линейный (как при землетрясении на разломе).

2. потери на передачу энергии волной малы.

3. значительная доля населения Земли и огромная доля её научного, промышленного и сельскохозяйственного потенциала находится непосредственно на побережье.

4. все океаны и моря связаны.

5. Идея использовать цунами как оружие уже возникала в СССР в связи с идеей создания гигатонных бомб.

Плюсом здесь является то, что наиболее опасные цунами порождаются линейными природными источниками – движениями геологических разломов, а наиболее доступные для искусственного создания источники цунами – точечные: взрывы бомб, падения астероидов, обвалы. Волны от точных источников быстро убывают.

12.11 Сверхземлетрясение

Назовём сверхземлетрясением колебания поверхности, приводящие к полным разрушениям и охватывающим всю поверхность Земли. Такое событие не могло бы убить всех людей, так как остались бы корабли, самолёты, и люди на открытых пространствах. Но оно однозначно бы разрушило всю техногенную цивилизацию. Источником такого сверхземлетрясения могут стать:

· взрыв супервулкана;

· падение астероида (ов);

· взрыв сверхбомбы;

· растрескивание земли по линии океанических хребтов;

· неизвестные процессы в ядре земли.

При равной энергии, сверхземлетрясение будет менее опасно, чем сверх-цунами, так как его энергия будет распределена по всему объёму Земли. Выдвигалось маргинальное предположение, что при землетрясениях могут возникать не только сдвиговые деформации, но и сверхзвуковые ударные волны.

12.12 Переполюсовка магнитного поля Земли

Мы живём в период ослабления и вероятно последующей переполюсовки магнитного поля Земли. Сама по себе инверсия магнитного поля не приведёт к вымиранию людей, так как переполюсовка уже многократно происходила в прошлом без заметного вреда. В середине процесса переполюсовки магнитное поле может на короткий срок упасть до нуля или полюса могут стать ориентированы на Солнце, когда окажутся на экваторе, что приведёт к интенсивному засасыванию заряженных частиц внутрь атмосферы Земли[93]. Однако одновременное сочетание трёх факторов – падения до нуля магнитного поля земли, истощение озонового слоя и сильной солнечной вспышки, чей коронарный выброс будет направлен в сторону Земли может привести интенсивному радиационному поражению Земли и гибели всего живого [Савин 2007]. Либо — к краху всех электрических систем, что чревато падением технологической цивилизации. И даже не сам этот крах страшен, а то, что будет в его процессе с ядерным оружием и всеми прочими технологиями. всё же магнитное поле убывает достаточно медленно (хотя скорость процесса нарастает), так что вряд ли оно обнулится в ближайшие несколько десятков лет. Другой катастрофический сценарий – изменение магнитного поля связано с изменениями потоков магмы в ядре, что как-то может аукнуться на глобальной вулканической активности (есть данные по корреляции периодов активности и периодов смены полюсов). Третий риск – возможное неправильное понимание причин существования магнитного поля Земли.

Есть гипотеза, что рост твёрдого ядра Земли сделал магнитное поле Земли менее стабильным, и оно подвергается переполюсовкам всё чаще[94], что согласуется с гипотезой об ослаблении защиты, которую нам «давал» антропный принцип.

12.13 Возникновение новой болезни в природе

Крайне маловероятно, что появится одна болезнь, способная сразу уничтожить всех людей. (С другой стороны, этот вывод тоже может быть подвержен искажению со стороны наблюдательной селекции, и по крайней мере некоторые виды в природе целиком вымерли из-за естественных болезней, например один из видов морских обитателей и один из видов бананов.) Даже в случае мутации птичьего гриппа или бубонной чумы будут выжившие и не заболевшие. Однако поскольку число людей растёт, то растёт и число «природных реакторов», в которых может культивироваться новый вирус. Поэтому нельзя исключить шансы крупной пандемии в духе гриппа «испанки» в 1918 году. Хотя такая пандемия не сможет убить всех людей, она может серьёзно повредить уровень развития общества, опустив его на одну из постапокалиптических стадий. Такое событие может случиться только до того, как созреют мощные биотехнологии, так как они смогут создавать достаточно быстро лекарства против заболевания – и одновременно затмят риски естественных болезней возможностью с гораздо большей скоростью создавать искусственные. Естественная пандемия возможна и на одной из постапокалиптических стадий, например, после ядерной войны, хотя и в этом случае риски применения биологического оружия будут преобладать. Чтобы естественная пандемия стала действительно опасной для всех людей, должно возникнуть одновременно множество принципиально разных смертельных возбудителей – что естественным путём маловероятно. Есть также шанс, что мощные эпизоотии – синдром коллапса колоний пчёл CCD [95], африканский грибок на пшенице (угандийская плесень UG99 [96]), птичий грипп и подобные – нарушат систему питания людей настолько, что это приведёт к мировому кризису, чреватому войнами и снижением уровня развития. Возникновение новой болезни нанесёт удар не только по численности населения, но и по связности, которая является важным фактором существования единой планетарной цивилизации. Рост населения и увеличение объёма одинаковых сельскохозяйственных культур увеличивают шансы на случайное возникновение опасного вируса, так как возрастает скорость «перебора». Отсюда следует, что существует определённый предел числа взаимосвязанного населения одного вида, после которого новые опасные болезни будут возникать каждый день. Из реально существующих болезней следует отметить две:

Птичий грипп. Как уже неоднократно говорилось, опасен не птичий грипп, а возможная мутация штамма H5N1 в вирус, способный передаваться от человека к человеку. Для этого, в частности, у него должны измениться прикрепляющие белки на поверхности, чтобы он прикреплялся не в глубине лёгких, а выше, где больше шансов попасть в капельки кашля. Возможно, что это относительно несложная мутация. Хотя есть разные мнения о том, способен ли H5N1 так мутировать, в истории уже есть прецеденты смертельных эпидемий гриппа. Наихудшей оценкой числа возможных жертв мутировавшего птичьего гриппа было 1500 млн. человек. И хотя это не означает полного вымирания человечества, это почти наверняка отправит мир на некую постапокалиптическую стадию. Чем большее число разных вирусов гриппа циркулирует в человеческой популяции, тем больше шансов на их рекомбинацию и возникновение новых вирусов, и эта зависимость носит факториальный характер. Кроме того, шансы возникновения нового вируса линейно пропорциональны размерам популяции. Важную рол играет существование таких природных биореакторов, как свиньи, в организме которых могут смешиваться птичьи и человеческие вирусы гриппа. Поголовье свиней за последние десятилетия значительно выросло, так как они являются важным источником пищи для развивающихся стран.

СПИД. Эта болезнь в современной форме не может привести к полному вымиранию человечества, хотя он уже отправил ряд стран Африки на постапокалиптическую стадию. Интересны рассуждения Супотницкого о природе СПИДа[97] и о том, как эпидемии ретро-вирусов неоднократно прорежали популяции гоминидов. Он также предполагает, что у ВИЧ есть природный носитель, возможно, микроорганизм. Если бы СПИД стал распространяться, как простуда, участь человечества была бы печальна. Однако и сейчас СПИД почти на 100 % смертелен, и развивается достаточно медленно, чтобы успевать распространиться.

Можно отметить так же устойчивые к антибиотикам новые штаммы микроорганизмов, например, больничного золотистого стафилококка и лекарство- устойчивый туберкулёз. При этом процесс нарастания устойчивости различных микроорганизмов к антибиотикам развивается, и такие организмы всё больше распространяются, что может в какой-то момент дать кумулятивную волну из многих устойчивых болезней (на фоне ослабленного иммунитета людей). Конечно, можно рассчитывать, что биологические сверхтехнологии победят их, но если в появлении таких технологий произойдет некая задержка, то участь человечества не завидна. Воскрешение оспы, чумы и других прошлых болезней хотя и возможно, но по отдельности каждая из них не может уничтожить всех людей. По одной из гипотез, неандертальцы вымерли из-за разновидности коровьего бешенства, то есть болезни, вызываемой прионом (автокаталитической формой свёртки белка) и распространяемой посредством каннибализма, так что мы не можем исключать риск вымирания из-за естественной болезни и для людей.

Наконец, совершенно безответственной выглядит история о том, что вирус гриппа «испанки» был выделен из захоронений, расшифрован и его код был опубликован в Интернете[98]. Затем по требованиям общественности код убрали из открытого доступа. Но потом ещё был случай, когда этот вирус по ошибке разослали по тысячам лабораторий в мире для тестирования оборудования.

Дата добавления: 2015-07-13