Взрыв в Марианской впадине

Что произойдёт, если взорвать ядерную бомбу (к примеру, «Кузькину мать») на дне Марианской впадины?

— Эвин Селлин

Удивительно мало, особенно, если сравнивать с тем, что произойдёт, если взорвать её под поверхностью земли.

Эвин не первый человек, задумавшийся над помещением под воду ядерного оружия. Более того — это даже уже несколько раз делали. Вот как выглядит результат.

Но в большинстве экспериментов использовались либо слишком слабые бомбы, либо слишком малый объём воды. Эвин же предлагает несколько другой сценарий.

«Кузькина мать», мощность которой 53 мегатонны, — самое мощное из всего когда-либо использовавшегося ядерного оружия, а Марианская впадина — самая глубокая точка океана, глубже места нет.

В 1962 физик Фримэн Дайсон создал доклад. В нём он описал восемь гипотетических оригинальных систем вооружений, которые вполне возможно было реализовать в ближайшем будущем, а также их возможные способы использования и потенциальные опасности. Этот доклад был рассекречен, но никогда не публиковался. Сын Фримэна, ученый-историк Джордж Дайсон, получил копию доклада от своего отца и оказал любезность, показав её мне.

В докладе одной из восьми идей Фримэна была мысль о возможности использования гигатонной ядерной бомбы в качестве волнового генератора. В нём также описаны последствия подрыва гигатонной морской мины у Северного побережья США: «Количественных вычислений разрушительных эффектов не производилось, но грубые прикидки показывают, что вода поднимется на высоту не более 60–90 метров и хлынет вглубь суши на расстояние, не превышающее 300–500 километров, в зависимости от того, какое условие будет достигнуто первым».

К счастью для жителей побережья, в поздних исследованиях демонстрировалась более утешительная картина.

Грандиозная работа на тему образования волн после ядерных взрывов: «Волны, создаваемые подводными взрывами» — нудный 400-страничный отчёт, составленный для Департамента Госбезопасности Бернардом Ле Мехот и Шеном Вэнгом. Отчёт, опубликованный в 1996, исчерпывающе рассматривает и резюмирует все доступные исследования об океанических волнах, создаваемых ядерными взрывами.

В отчёте описано, каким образом после взрыва ядерного оружия под водой создаётся полость из горячих газов, которая затем коллапсирует. Если взрыв происходит близко к поверхности, он может стать причиной нескольких достаточно больших волн, но при соблюдении некоторых условий волны могут достигать десятков метров высоты относительно уровня земли.

Или всё же над уровнем моря?

К счастью для побережья, эти волны совершенно не похожи на цунами. Оказывается, если волны очень большие, то они быстро распадутся и потратят большую часть энергии, создав только узкую зону прибоя у побережья. Они потенциально опасны для некоторых кораблей, но намного менее опасны, чем прямой ядерный удар. Когда же они достигнут побережья, то будут не сильнее, чем в сильный шторм.

Но это только в том случае, если взрыв будет у поверхности. Глубоководный взрыв будет же происходить несколько иначе.

Взрыв на дне Марианской впадины создаст быстро расширяющуюся сферическую полость горячего пара. Чтобы представить насколько большой она будет, воспользуемся формулой из статьи 1971 года «Вычисление подводных взрывов по различным моделям»:

$$ \text{Радиус} = \left (\frac{3}{4\pi}\right ) ^\frac{1}{3}\left ( \frac{40\% \times 53\text{ мегатонн в тротиловом эквиваленте}}{\text{Давление в Марианской впадине}+\text{1 атмосфера}} \right )^\frac{1}{3}\approx580\text{ метров} $$

Пузырь достигнет размера 1,2 километра за пару секунд. Затем давление 10-километрового столба воды вызовет его коллапс. Примерно за десяток секунд (или около того), пузырь схлопнется до минимального размера, а потом сразу начнет «пружинить», снова расширяясь. Это повторится 3–4 раза до момента, пока он совсем не исчезнет, превратившись в, как написано в отчете 1996 года, «поток тёплой воды и мусора, оставшегося после взрыва». В соответствии с этим отчётом, результатом появления и коллапса глубоководного пузыря будет «полное отсутствие каких-либо поверхностных волн или колебаний».

Создаваемые при этом «турбулентные потоки тёплой воды» достаточно важны. Поднимающийся поток тепла создаст горячий очаг в океане, который будет куда теплее, нежели окружающая вода, и будет существовать в течение некоторого времени.

В этом году над Марианской впадиной проходил тропический ураган Санву. Глубокий столб горячей воды, оставшийся от нашей ядерной бомбы, мог бы усилить его, превратив в тайфун, примерно так же, как это делает кольцевое течение в глубоководном тёплом Мексиканском заливе. В дополнение, Санву мог поднять из воды в воздух водяную пыль, содержащую ядерные изотопы, оставшиеся после взрыва, и радиоактивным вихрем донести их до Иводзимы.

Конечно, такое описание немного притянуто за уши. Без пролетающего над местом взрыва урагана чудовищной силы, общий негативный эффект от бомбы будет не столь ужасен, как Эвин мог бы себе представить.

Но.

Всё меняется, когда в наших вычислениях появляется кот.

В буквальном смысле.

Скажем, когда я печатал это уравнение, кот запрыгнул ко мне на стол и встал на клавише «0», что вызвало добавление 6 нулей.

$$ \text{Радиус} = \left (\frac{3}{4\pi}\right ) ^\frac{1}{3}\left ( \frac{40\% \times 53000000\text{ мегатонн в тротиловом эквиваленте}}{\text{Давление в Марианской впадине}+\text{1 атмосфера}} \right )^\frac{1}{3}\approx 56 \text{ километров} $$

Если бы у нас было достаточно воды, и если бы модель была реальной, такой взрыв превратился бы в пузырь диаметром в 110 километров.

В реальности же океаны не столь глубоки, поэтому взрыв пробьёт дыру в земной поверхности диаметром в несколько десятков километров, через которую можно будет наблюдать свечение магмы в мантии.

В начале 90-х учёные начали исследовать обнаруженные в Луизиане и на побережье Техаса окаменелые останки деревьев, перемешанные с песком. Оказалось, это останки Североамериканских лесов, выброшенные на берег огромным цунами, причина которого — комета или астероид, врезавшийся в полуостров Юкатан (это столкновение и уничтожило большинство динозавров). Обломки сыграли ключевую роль в обнаружении кратера Чиксулуб, возраст которого составляет 65 миллионов лет. Данная книга может помочь вам узнать больше об этой загадке.

53 000 000 мегатонн — примерная энергия столкновения в районе Чиксулуба. Взрыв такой силы в Марианской впадине создаст волны километровой высоты, которые сметут леса Индонезии, Калифорнии и северо-западной части Тихого океана и большую площадь береговой части Китая и всего Тихоокеанского региона.

Огромные обломки каменной породы, смешанные с водой, были бы выброшены в космос. Мусор в течении часа окружил бы всю Землю. А когда эти обломки начали бы падать обратно в атмосферу, то нагрелись бы до свечения, словно метеоры, вызывая всемирный огненный дождь. Они бы дырявили землю, поднимая огромные струи пара и вызывая жуткие сотрясения.

Марианская впадина исчезла бы вместе с Гуамом и Марианскими островами. В этой области образовался бы риф шириной 100 километров, состоящий из шипящей магмы, находящийся в толще воды Тихого океана.

Большинство растений в мире погибло бы, результатом явилось бы полное уничтожение пищевых цепей, и большая часть жизни на Земле вымерла бы от голода и пожаров.

Глупый кот.