Сильный взрыв создаст сильное химическое загрязнение всей атмосферы, хотя бы окислами азота, которые будут образовывать дожди из азотной кислоты. И сильный взрыв засорит атмосферу пылью, что создаст условия для ядерной зимы.
Из сказанного следует, что атомная сверхбомба была бы страшна не силой своего взрыва, а количеством радиоактивных осадков, которые бы она произвела. Кроме того, видно, что земная атмосфера выступает в качестве мощнейшего фактора распространения воздействий.
Солнечные вспышки и увеличение светимости
То, что нам известно о Солнце, не даёт оснований для беспокойства. Солнце не может взорваться. Только наличие неизвестных нам или крайне маловероятных процессов может привести к вспышке (коронарному выбросу), которая сильно опалит Землю в XXI веке. Но у других звёзд бывают вспышки, в миллионы раз превосходящие солнечные. Однако изменение светимости Солнца оказывает влияние на изменение климата Земли, что доказывает совпадение времени малого ледникового периода в XVII веке с минимумом солнечных пятен Маундера . Возможно, с колебаниями светимости связаны и ледниковые периоды.
Процесс постепенного увеличения светимости Солнца (на 10 процентов каждые миллиард лет ) приведёт к выкипанию океанов – с учётом других факторов потепления – в течение 1 млрд. лет (то есть гораздо раньше, чем Солнце станет красным гигантом и, тем более, белым карликом). Однако по сравнению с исследуемым нами промежутком в 100 лет этот процесс незначителен (если только он не сложился вместе с другими процессами, ведущими к необратимому глобальному потеплению – см. далее).
Есть предположения, что по мере выгорания водорода в центральной части Солнца, что уже происходит, будет расти не только светимость Солнца (светимость растёт за счёт роста его размеров, а не температуры поверхности), но и нестабильность его горения. Возможно, что последние ледниковые периоды связаны с этим уменьшением стабильности горения. Это понятно на следующей метафоре: когда в костре много дров, он горит ярко и устойчиво, но когда большая часть дров прогорает, он начинает то немного гаснуть, то ярко вспыхивать снова, когда находит несгоревшую ветку.
Уменьшение концентрации водорода в центре Солнца может спровоцировать такой процесс как конвекцию, которая обычно в ядре Солнца не происходит, в результате чего в ядро поступит свежий водород . Возможен ли такой процесс, будет ли он плавным или катастрофическим, займёт ли годы или миллионы лет, трудно сказать. Шкловский предполагал , что в результате конвекций температура Солнца падает каждые 200 млн. лет на период порядка 10 млн., и что мы живём в середине такого периода. То есть опасно завершение этого процесса, когда свежее топливо наконец поступит в ядро и светимость Солнца возрастёт. (Однако это маргинальная теория, и в настоящий момент разрешена одна из основных проблем, которая её породила – проблема солнечных нейтрино.)
Важно, однако, подчеркнуть, что как сверхновая или новая Солнце, исходя из наших физических представлений, вспыхнуть не может.
Вместе с тем, чтобы прервать разумную жизнь на Земле, Солнцу достаточно разогреться на 10 процентов за 100 лет (что повысило бы температуру на Земле на 10-20 градусов без парникового эффекта, но с учётом парникового эффекта бы, скорее всего, оказалось выше критического порога необратимого потепления). Такие медленные и редкие изменения температуры звёзд солнечного типа было бы трудно заметить астрономическими методами при наблюдении солнцеподобных звёзд – поскольку только недавно достигнута необходимая точность оборудования. (Кроме того, возможен логический парадокс следующего вида: солнцеподобные звёзды – это стабильные звёзды спектрального класса G7 по определению. Не удивительно, что в результате их наблюдения мы обнаруживаем, что эти звёзды стабильны.)
Итак, один вариант 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, по современным оценкам, более сильная, 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).
В настоящий момент человечество неспособно как-либо повлиять на процессы на Солнце, и это выглядит гораздо более сложным, чем воздействие на вулканы. Идеи сброса водородных бомб на Солнце для инициирования термоядерной реакции выглядят неубедительно (но 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.
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 . 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, Эта Киля – достаточно далеко – порядка 7000 световых лет и вряд ли ось её неизбежного в будущем взрыва будет направлена на Землю). 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.