Экологические последствия ядерной войны

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавлениие

Введение

1. Климатические эффекты

2. Разрушение озонового слоя

3. Радиоактивное загрязнение планеты

4. Массовая гибель живых существ

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В истории развития человечества есть множество событий, открытий, свершений которыми мы можем гордиться, приносящих благо и красоту в этот мир. Но в противовес им вся история человеческой цивилизации омрачена огромным числом жестоких, масштабных войн, разрушающих многие добрые начинания самого человека.

С самых древних времен человек был увлечен созданием и совершенствованием оружия. И в итоге на свет появилось самое смертоносное и разрушительное - ядерное оружие. С момента своего создания оно тоже претерпело изменения. Были созданы боеприпасы, конструкция которых позволяет направить энергию ядерного взрыва на усиление избранного поражающего фактора.

Быстрое развитие ядерного оружия, масштабное создание и накопление его в огромных количествах, как основного "козыря" в возможных войнах будущего, подтолкнуло человечество к необходимости оценки вероятных последствий его применения.

В семидесятые годы двадцатого века исследования последствий возможных и реальных ядерных ударов показали, что война с применением такого оружия неизбежно приведет к уничтожению большей части людей, разрушению достижений цивилизации, заражению вод, воздуха, почвы, гибели всего живого. Исследования велись не только в сфере изучения прямых факторов поражения взрывов различной направленности, но и учитывались возможные экологические последствия, такие как разрушение озонового слоя, резкие изменения климата и т.д. Взрывы в Хиросиме и Нагасаки, ядерные испытания в Семипалатинске, на острове Новая Земля и штате Невада в США способствовали изменению отношения человечества к ядерному оружию и последствиям его применения.

В дальнейших исследованиях экологических последствий массового применения ядерного оружия немалое участие принимали российские ученые. Академик РАН Н.Н.Моисеев, В.В.Александров и Г.Л.Стенчиков построили математическую модель биосферы и провели с ее помощью расчеты по оценке последствий ядерной войны. Академик РАН Ю.А.Израэль, А.А.Баев, Н.П.Бочков и В.И.Иванов выполнили теоретические обобщения по вопросам геофизических, экологических и эколого-биологических последствий возможных обменов ядерными ударами.

Конференция ученых в Москве в 1983 г. и конференция "Мир после ядерной войны" в Вашингтоне в том же 1983 г. сделали понятным для человечества, что ущерб от ядерной войны будет непоправим для нашей планеты, для всей жизни на Земле. Массированные ядерные удары приведут не только к непосредственному воздействию на все экосистемы, но и изменят климат, уничтожат озоновый слой, что приведет к повышению уровня ультрафиолетового излучения, вызовут обильное выпадение радиоактивных осадков, загрязнение воздуха и воды на большей части планеты.

В настоящее время на нашей планете собраны ядерные заряды в миллионы раз превышающие по мощности, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки. Международный политический и экономический климат сегодня диктует необходимость осмотрительного отношения к ядерному оружию, однако число "ядерных держав" все увеличивается и хотя количество имеющихся у них бомб невелико, но их заряда достаточно, чтобы уничтожить жизнь на планете Земля.

Ядерная война представляет собой самую страшную и актуальную угрозу для окружающей среды нашей планеты. В своем реферате, я постараюсь подробнее рассмотреть возможные последствия массовых ядерных взрывов. И вновь, обратить внимание на эту проблему.

1. Климатические эффекты

Долгое время при планировании военных действий с использованием ядерного оружия человечество тешило себя иллюзией, что атомная война может в итоге окончиться победой одной из враждующих сторон. Исследования последствий ядерных ударов, ведущиеся с 80-х годов двадцатого века разрушили эти иллюзии и установили, что самым страшным последствием будет являться не наиболее предсказуемое радиоактивное поражение, а климатические последствия, о которых менее всего задумывались прежде. Изменение климата будет настолько сильным, что человечество не в состоянии его пережить.

В большинстве исследований до 1983 года ядерный взрыв ассоциировался с извержением вулкана, представлявшегося природной моделью ядерного взрыва. При извержении, как и при взрыве в атмосферу выбрасывается огромное количество мелких частиц, не пропускающих солнечный свет, а, следовательно, понижающих температуру атмосферы. Последствия взрыва атомной бомбы приравнивались к взрыву вулкана Тамбор в 1814 году, имевшего большую взрывную силу, чем заряд, сброшенный на Нагасаки. После этого извержения в северном полушарии были зарегистрированы самые низкие температуры в летнее время.

Однако моделирование возможных последствий взрывов выявило иной порядок их течения, относительно извержения вулкана. Поскольку целью бомбардировок будут являться преимущественно города, где наряду с такими последствиями как радиация, разрушение строений, средств сообщения и др., то одним из главных катастрофических последствий станут пожары. Из-за которых в воздух поднимутся не только облака пыли, но и масса сажи.

Пожар представляет собой цепную реакцию. В процессе горения более легких веществ, создаются условия для возгорания более плотных, а затем и еще более плотных. При неограниченном притоке горючего материала, а им вполне может быть кислород, горение может не только не ослабевать, но становиться все интенсивнее. В итоге гореть может не только бумага или дерево, но даже и металл.

Массовые пожары в городах порождают так называемые огненные торнадо. В пламени огненных смерчей горит практически любой материал. А одной из их страшных особенностей является выброс в верхние слои атмосферы большого количества сажи. Поднимаясь в атмосферу, сажа практически не пропускает солнечный свет. Свойства её были довольно полно изучены немецкими учеными после бомбардировок во время Второй мировой войны Дрездена и Гамбурга, где как раз и образовались первые огненные торнадо из-за массированных бомбардировок союзных войск. На основе этих данных позднее учеными в США были смоделированы несколько сценариев развития последствий массовых ядерных бомбардировок. В основу этих гипотез легло предположения, что ядерная бомба может служить "спичкой", поджигающей город. Современных запасов ядерного оружия должно хватить на то, чтобы вызвать огненные смерчи в более чем тысяче городов в северном полушарии нашей планеты.

Современные города предоставляют огромное количество горючих веществ для возможных пожаров. И это не только дерево, уголь, пластмассы и асфальт. Это так же металл, бетон, который тоже сгорает при достижении критических температур. Многоэтажные здания и длинные прямые улицы обеспечат достаточную тягу для непрерывного доступа кислорода к местам возгораний. Ученые смогли подсчитать примерное количество сажи, которая будет выброшена в атмосферу при пожарах в тысяче городов. А оценка оптических свойств облаков, которые при этом появятся, и особенностей оседания сажи дали неожиданные результаты. Взрыв бомб общим эквивалентом около 7 тысяч мегатонн тротила создаст над северным полушарием сажевые и пылевые облака, пропускающие не более одной миллионной доли солнечного света, обычно достигающего земли. На земле наступит постоянная ночь, вследствие чего, поверхность ее, лишенная света и тепла, начнет быстро остывать. Публикация этих выводов ученых породила новые термины "ядерная ночь" и "ядерная зима". Выводы сделанные в то время составляют ныне отдельное направление научных исследований.

Летом 1983 года в СССР были проведены машинные эксперименты, основанные на сценариях ядерных взрывов, с целью выяснения влияния ядерных взрывов в целом на климат на планете Земля в первый год после ядерной войны.

По эксперимент показал, что в результате образования сажевых облаков, лишенная обогрева солнечными лучами поверхность земли станет быстро остывать. Уже в течение первого месяца средняя температура у поверхности суши опустится примерно на 15-20 градусов, а в удаленных от океанов зонах на 30-35 градусов. В дальнейшем, не смотря на то, что облака начнут рассеиваться, в течение еще нескольких месяцев, температура будет уменьшаться, а освещенность будет по-прежнему оставаться низкой. Наступят "ядерная ночь" и "ядерная зима". Престанут выпадать осадки в виде дождя, а поверхность земли промерзнет на несколько метров в глубину, лишая уцелевших живых существ, пресной питьевой воды.

Биосфере будет нанесен такой удар, что нет надежды ее полного восстановления в исходное состояние. За год после ядерной войны будут разрушены практически все устоявшиеся трофические связи. Наиболее сильны последствия будут в экваториальной зоне, вся жизнь которой подчинена постоянству температур. Даже если леса не будут полностью сожжены, то многие сложноорганизованные формы жизни вымрут полностью.

В северных районах обстановка будет зависеть больше от того в какое время года случатся ядерные удары. В холодные зимние месяцы большая часть северной флоры и часть фауны находится в состоянии сна. И теоретически вполне может выжить на тех территориях, что будут менее подвержены пожарам.

Если же война разразится летом, то большая часть растений, не успев приспособиться к резко изменившимся условиям, погибнет. Одновременно погибнут и практически все высшие формы жизни. Шанс на выживание будет лишь у низших.

В любом случае, после ядерной катастрофы исчезнет большая часть современных видов растений и животных.

При этом все эти последствия возникнут не только в северном полушарии - потенциальном месте боевых действий, но и в южном, даже если там и не будет массированных ядерных бомбардировок. Сажевые облака постепенно под действием циркуляции в атмосфере воздуха сольются в одно, покрывающее всю планету.

В северном полушарии произойдет перестройка движения воздушных потоков. Полностью прекратится циркуляция воздуха от экватора к полюсу горячего воздуха, нагретого солнцем, и обратно холодного воздуха, остывшего на полюсе, поскольку исчезнет ее основной источник - солнечное тепло, подогревающее экватор. Сажевое облако постепенно "стечет" в южное полушарие, т.к. там циркуляция воздуха все еще будет проходить по обычным путям. В итоге и там наступит "ядерная зима" и "ядерная ночь". Однако перепад температур там будет значительно ниже. Температура упадет в среднем только на 10-12 градусов, против 25 градусов в северном полушарии.

Но понижение температуры над поверхностью океана, занимающего большую часть южного полушария, и обладающего большой теплоемкостью, окажется лишь 1-2 градуса. А такая разность температур вызовет обвал на прибрежные районы мощных и жестоких штормов и ураганов.

При чем не стоит ожидать быстрого оседания сажевого облака. И восстановления теплообмена.

Из-за темного облака сажи и пыли отражающая способность планеты значительно уменьшится. Поэтому Земля начнет отражать меньше солнечной энергии, чем обычно. Тепловой баланс нарушится и увеличится поглощение солнечной энергии. Тепло же это будет концентрироваться в верхних слоях атмосферы, заставляя сажу вместо того, чтобы оседать подниматься вверх.

Постоянный приток дополнительного тепла очень сильно разогреет верхние слои атмосферы. Нижние слои будут оставаться по-прежнему холодными и остывать еще больше. Образуется значительный вертикальный перепад температур, не вызывающий движения воздушных масс, а напротив, дополнительно стабилизирующий состояние атмосферы. Следовательно, выпадение сажи замедлится еще на порядок. А в месте с этим затянется и "ядерная зима".

Конечно, все будет зависеть от мощности ударов. Но взрывы средней мощности (около 10 тысяч мегатонн) способны почти на год лишить планету солнечного света необходимого всему живому на земле.

2. Разрушение озонового слоя

Оседание сажи и пыли и восстановление освещенности, которое рано или поздно все же произойдет, скорее всего, не будет являться таким уж благом.

В настоящее время нашу планету окружает озоновый слой - часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км, в которой под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца молекулярный кислород диссоциирует на атомы, затем соединяющиеся с другими молекулами О₂, образуя озон О₃.

В высокой концентрации озон способен поглощать жесткое ультрафиолетовое излучение и защищать все живое на земле от излучения губительного для него. Существует теория, что наличие озонового слоя дало возможность возникновению многоклеточной жизни на суше.

Озоновый слой легко разрушается под воздействием различных веществ.

Ядерные взрывы в большом числе, даже на ограниченной территории, приведут к быстрому и полному уничтожению озонового слоя. Сами взрывы и пожары, что возникнут после них, создадут температуры при которых происходят преобразования химических веществ, невозможные в обычных условиях или протекающие вяло.

Например, излучение взрыва приводит к образованию окиси азота, одного из мощных разрушителей озона, большая часть которого достигнет верхних слоев атмосферы. Так же озон разрушается, вступая в реакции с водородом и гидроксилами, большое количество которых поднимется в воздух вместе с сажей и пылью, а так же будут доставлены в атмосферу мощными ураганами, что будут бушевать в южном полушарии.

В итоге, после очищения воздуха от аэрозольного загрязнения, поверхность планеты и все живое на ней окажутся под жестким ультрафиолетовым излучением.

Большие дозы ультрафиолета у человека, как и у животных, вызывают ожоги и рак кожи, повреждения сетчатки, слепоту, влияют на гормональный фон, разрушают иммунитет. Вследствие чего, выжившие будут болеть намного больше. Ультрафиолет блокирует нормальную репликацию ДНК. Что вызывает отмирание клеток или появление мутированных клеток, не способных правильно выполнять свои функции.

Не менее тяжелы последствия ультрафиолетового облучения и для растений. У них ультрафиолетовое излучение изменяет активность ферментов и гормонов, влияет на синтез пигментов, интенсивность фотосинтеза и фотопериодической реакции. В результате в растениях может практически прекратиться фотосинтез, а такие представители флоры как сине-зеленые водоросли могут и вовсе исчезнуть.

На микроорганизмы ультрафиолетовое излучение оказывает губительное и мутагенное действие. Под действием ультрафиолета разрушаются мембраны клеток и клеточные оболочки. А это влечет гибель микромира, находящегося под действием солнечных лучей.

Самым страшным последствием разрушения озонового слоя окажется то, что его восстановление может стать практически невозможным. На это может потребоваться несколько сот лет, в течение которых поверхность земли будет подвергнута постоянному ультрафиолетовому излучению.

3. Радиоактивное загрязнение планеты

Одним из основных факторов воздействия на окружающую среду, влекущих серьезные последствия для жизни, после ядерной войны является загрязнение радиоактивными продуктами.

При массированных ударах продукты ядерных взрывов будут образовывать устойчивое радиоактивное заражение биосферы на территориях в сотни и тысячи километров.

В оценке ученых говорится о том, что ядерный удар мощностью от 5 тысяч мегатонн, может породить зону заражения с дозой гамма-излучения превышающей 500-1000 бэр (при дозе в 10 бэр в крови человека начинаются изменения, вызванные радиацией, начинается лучевая болезнь; нормой является 0,05-1 бэр), площадь, которой больше всей территории Европы и части Северной Америки.

Долгоживущие радионуклиды составят в среднем 4-10 Ки (при нормальном уровне 0,2 - 0,3 Ки) на квадратный километр зараженной территории. При таких дозах создается опасность для человека, животных, насекомых и в особенности для обитателей почв.

По данным машинного анализа последствий ядерной войны с любым сценарием, все живое на земле, пережившее взрывы, мощностью от 10 тысяч мегатонн, и пожары, подвергнется радиоактивному облучению. Даже территории удаленные от мест взрывов будут заражены в дозах от 0,1 Гр и выше. При этом средняя доза облучения, которая будет воздействовать на выживших, составит 0,58 Гр.

В результате биотическая компонента экосистем будет подвержена массовым радиационным поражениям. Последствием такого радиационного воздействия станет прогрессивно изменяющийся видовой состав экосистем, разрушение трофических связей и общая деградация экосистем. А со временем это приведет к снижению генетической устойчивости в популяциях, особенно у быстро размножающихся видов.

При широкомасштабном применении ядерного оружия последуют, прежде всего, большие потери среди животного мира в зонах сплошного ядерного поражения. Затем к ним добавятся различные длительные негативные воздействия, обусловленные радиационными факторами. При этом последующие сильные изменения среды обитания, радиационные поражения индивидов и популяций, негативные генетические последствия, будут наблюдаться еще долгое время.

У людей, находящихся в зонах с высокими уровнями излучений возникнет тяжелая форма лучевой болезни. Даже относительно легкие формы лучевой болезни станут причиной раннего старения, аутоиммунных заболеваний, болезней кроветворных органов и т.д.

Выжившее население будет подвержено риску раковых заболеваний. После ядерных ударов на 1 миллион выживших придется около 150-200 тысяч людей, у которых разовьются онкологические заболевания.

Разрушение генетических структур под действием радиации распространится не только на одно поколение. Генетические изменения будут губительно сказываться на потомстве длительное время и будут проявляться в неблагоприятных исходах беременности и рождении детей с врожденными порками или наследственными болезнями

4. Массовая гибель живых существ

Сильные холода, которые установятся в первые месяцы после взрывов, нанесут огромный ущерб растительному миру. Практически прекратится фотосинтез и рост растений. Особенно это будет заметно в тропических широтах, в которых проживает большая часть населения Земли.

Холод, отсутствие воды для питья, скудное освещение - приведет к массовой гибели животных.

Мощные штормы, морозы, которые приведут к замерзанию неглубоких водоемов и прибрежных вод, прекращение воспроизводства планктона уничтожит кормовую базу для многих видов рыб и водных животных. Оставшиеся источники пищи будут настолько сильно заражены радиацией и продуктами химических реакций, что их употребление будет губительно не менее других факторов.

Холод и отмирание растений приведут к невозможности ведения сельского хозяйства. Как следствие будут истощаться запасы продуктов питания для человека. А те, что еще будут оставаться, так же подвергнутся сильному радиационному заражению. Особенно сильно это скажется на территориях импортирующих продукты питания.

От ядерных взрывов погибнут 2-3 миллиарда человек. "Ядерная ночь" и "ядерная зима", истощение пригодных для употребления пищи и воды, разрушение коммуникаций, средств энергетического обеспечения, транспортной связи, отсутствие медицинской помощи унесут еще большее количество человеческих жизней. На фоне общего ослабления здоровья людей начнутся пандемии ранее не известные и с непредсказуемыми последствиями.

Заключение

Глобальные последствия ядерной войны для жизни на Земле находятся в центре всеобщего внимания с момента первых атомных бомбардировок Японии.

Исследования, проведенные учеными в различных странах, позволяют сделать достаточно очевидные выводы.

Уязвимость экосистем для глобальных экстремальных климатических изменений. И для каждой экосистемы эта уязвимость своеобразна в зависимости от географического положения, времени года, типа экосистемы.

Отрицательные факторы, порожденные ядерной войной, взаимоусиливают друг друга, а их воздействие на все элементы экосистемы и на все экосистемы проявляется намного сильнее, чем, если бы оно было выборочным и направлено на изолированные объекты. Например, повышенной ультрафиолетовое излучение или загрязнение воздуха, или радиация не приведут к сокрушающее катастрофическим последствиям, если их влияние одиночно, но совместное воздействие губит экосистемы.

Восстановление экосистем после масштабной ядерной войны будет зависеть от степени приспособляемости их к новым условиям существования. Некоторые экосистемы, изначально потерпев большой ущерб, могут приспособиться довольно быстро к новым условиям. Но шансы на полное восстановление до прежнего состояния ничтожно малы.

Большие скачки температур за короткие сроки могут нанести огромный ущерб всей биосфере Земли.

Даже эти выводы позволяют утверждать, что ядерная война явилась бы самоубийством всего человечества, а заодно и разрушением нашей среды обитания.

экосистема атомный ядерный радиоактивный

Список использованных материалов

1. Большакова В.Н., Таршис Г.И., Безель В.С. "Региональная экология 10-11 классы". Е.: "Сократ", 2000

2. Оуэн Б. Тун, Алан Робок, Ричард П. Турко "Экологические последствия ядерной войны". Physics Today, Vol.61, Issue 12, Page 37, 2008

3. В. П. Пархоменко, А. М. Тарко. Ядерная зима. "Экология и жизнь", № 3, 2000 г.

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ядерная_зима. Wikipedia® - свободная энциклопедия.

Размещено на Allbest.ru