Популярно о науке

Previous Entry Share Next Entry
Взрыв в Марианской впадине.
ahiin

Что произойдет, если взорвать атомную бомбу (скажем, Царь-бомбу) на дне Марианской впадины?

—Evin Sellin

Эффект будет на удивление слабым, особенно если сравнить с результатами подобного взрыва на поверхности.

Элвин далеко не первый человек, который додумался до атомных взрывов под водой. В действительности, это делалось неоднократно.  Вот, на что это похоже.

В большинстве испытаний, однако, применялись либо заряды малой мощности, либо сами испытания проводились на мелководье. В варианте Элвина нет ни того, ни другого. 

53-мегатонная Царь-бомба была самым мощным атомным устройством, когда-либо взорванным , а 11-километровая Марианская впадина - самое глубокое место на Земле. Подводных испытаний с использованием сколь-нибудь сравнимых по мощности зарядов никогда не проводилось, как не проводилось испытаний и на сравнимой с Марианской впадиной глубине

В 1962 году, физик Фримен Дайсон [тот самый, кстати, кто придумал сферу Дайсона] написал меморандум, рассматривающий восемь новых гипотетических систем вооружения, каждая из которых представлялась осуществимой практически в ближайшем будущем, а также описывающий возможное военное применение и потенциальную опасность каждой. Этот меморандум был рассекречен, но никогда не публиковался. Сын Фримена, историк науки Джордж Дайсон, был столь любезен, что дал мне возможность взглянуть на свой бумажный экземпляр, который он получил от отца.

Одна из 8 идей, которые Фримен рассматривает в меморандуме, - это использование гигатонных атомных зарядов в качестве генераторов волн [привет академику Сахарову]. Там встречаются весьма пугающие отрывки, описывающие взрыв гигатонной подводной мины поблизости от североамериканского побережья: “Количественного анализа разрушительного эффекта не проводилось. Грубые оценки показывают, что наводнение может затопить области до 100 метров над уровнем моря, либо на дистанцию до 500 км от линии побережья, в зависимости от того, какой из пределов будет достигнут быстрее.”

a map showing a thing happening in the atlantic ocean and then another thing happening to the east coast of north america

К счастью для побережья, более поздние исследования рисуют менее жуткую картину.

Фундаментальным трудом в области атомных волн являются "Водяные волны, порождаемые подводными взрывами"[натурально, по ссылке скан лежит! длиннющий  400-страничный отчет написанный специалистами министерства обороны Bernard Le Mehaute и Shen Wang. Этот отчет, опубликованный в 1996 году, утомительно подробно разбирает и резюмирует все исследования, выполненные в области генерации волн в океане атомными взрывами.

В отчете указывается, что когда атомный заряд взрывается под водой, после взрыва в воде создается полость, заполненная горячим газом, которая затем схлопывается. Если взрыв происходит недалеко от поверхности, то возникают довольно-таки большие волны, которые, при некоторых условиях, могут достигать сотен метров высоты над уровнем моря [тут потерялась забавная игра слов, сожалею].

a bubble forms and rises out of the water, creating waves.

К счастью, эти волны принципиально отличаются от цунами. Оказывается, если волны очень велики - они быстро распадаются и расходуют большую часть энергии на создание узкой зоны бурунов на континентальном шельфе. Возможно, возникнет угроза для части кораблей, но опасность будет куда меньше, чем если бы бомбу просто взорвали. Когда же волны достигнут побережья, они станут не страшнее обычного сильного шторма.

Однако, это касается волн от взрыва вблизи поверхности. Атомный взрыв на большой глубине ведет себя немного по-другому.

Взрыв на дне Марианской впадины создаст быстро расширяющуюся сферическую полость, наполненную горячим паром. Чтобы определить, каких размеров она достигнет, воспользуемся формулой из статьи 1971 года "Оценка различных теоретических моделей подводного взрыва" [и снова, свободно доступная отсканированная статья на английском!

Пузырь вырастет до километрового размера за секунды. Поверхность воды в районе взрыва слегка-слегка приподнимется, правда на значительной площади. Затем давление 10-километрового водного столба заставит полость схлопнуться. В течении десятка секунд пузырь сожмется до минимального диаметра и "спружинит" обратно, снова расширяясь

Цикл сжатия/расширения повторится еще 3 или 4 раза, прежде чем вся система выродится в, словами отчета 1996 года, "массу турбулентной горячей воды и мусора". Согласно тому же отчету, в результате возникновения и последующей диссипации подводного пузыря "не возникнет сколь-нибудь заметных волн".

А вот та "турбулентная горячая вода" на самом деле более интересна. Восходящий поток тепла создаст горячее пятно на поверхности океана, гораздо более теплое, чем окружающая вода, которое просуществует некоторое время.

 tropical cyclone passes over the mariana trench

Ранее, в этом году, мощный тропический шторм Sanvu прошел над Марианской впадиной. Глубокого восходящего потока горячей воды от нашего атомного взрыва могло хватить, предположительно, чтобы усилить шторм и превратить его в тайфун, примерно так, как теплые глубокие воды циркулярного течения в Мексиканском заливе иногда вызывают резкий рост мощи проходящего урагана. Помимо тепловой энергии горячей воды, Sanvu мог засосать зараженную взрывом воду и прийти к Иводзиме в виде радиоактивного смерча.

Конечно, ситуация уже становится немного надуманной. Если не произойдет весьма маловероятного взаимодействия с тайфуном, общий эффект взрыва вовсе не будет столь драматичным, как мог бы подумать Эвин.

... Но.

Все меняется, когда в уравнение входит кот:

a man in a hat holds up a cat

Буквально.

Скажем, в тот момент, когда я набирал предыдущее уравнение, кот вскочил на стол и наступил на клавишу "0", добавив 6 лишних нулей:

Если бы воды было достаточно и модель бы осталось применимой, то этот зрыв выдал бы пузырь более 100 км в диаметре.

В реальности, конечно, океан не настолько глубок. Вместо этого, взрыв пробьет дыру в земной коре несколько десятков километров в поперечнике, через которую начнет быстро изливаться магма из земной мантии.

В районе 1900 года ученые начали обнаруживать целые поля из окаменевших деревьев перемешанных с песком, погребенные под побережьями Луизианы и Техаса. Оказалось, что это остатки североамериканских лесов, смытых в море гигантским цунами. Виновницей оказалась комета, а может астероид, ударивший в Юкатан - удар, вызвавший вымирание большей части динозавров [люто, бешено рекомендую книжку К. Ю. Еськова "История Земли и жизни на ней", где он детально прошелся по модным ныне импактным гипотезам]. Этот мусор сыграл ключевую роль в обнаружении древнего 65-миллионолетнего кратера Чиксулуб. Вот в этой книге дано интереснейшее описание истории решения загадки.[книжка на английском, да]

53,000,000 мегатонны по порядку величины равно энергии столкновения, породившего Чиксулуб. Взрыв такого размера на дне Марианской впадины породит волны километровой высоты, которые затопят леса Индонезии, Калифорнии и тихоокеанского северо-запада, вместе с большей частью прибрежного Китая и оставшейся частью тихоокеанского региона.

Огромные объемы горных пород и воды будут выброшены в космос. Мусору потребуется меньше часа чтобы обогнуть Землю. Падая назад в атмосферу, куски скал раскалятся до свечения, как метеоры, приводя к глобальным пожарам и огненным штормам. Кратер начнет заполнятся, порождая огромные столбы пара и землетрясения.

Марианская впадина больше не существует, так же как Гуам и Марианские острова. Вся область теперь - огромная 100-километровая раскаленная язва из магмы, лежащая под волнами Тихого океана.

Большая часть растительности в мире погибнет, а пищевые цепочки полностью распадутся. Зажатая тисками голода и пожаров, почти вся жизнь на Земле исчезнет.

Глупый кот.

the cat which just destroyed the planet licks its paw
Источник.



  • 1
интересно. очень. большое спасибо.

ссылки на ПДФы не работают :-((

Там очень кривой механизм отдачи пдф'а. Он то работают, то нет, и всегда - очень долго грузятся.

Мой браузер сдался довольно быстро :-)

Пользователь lxe сослался на вашу запись в записи «тлг» в контексте: [...] - Черное золото - это чай. - ...кроме своих углеродных цепочек... Коты как непреодолимая сила: раз [...]

  • 1
?

Log in

No account? Create an account