L’inverno nucleare

L’INVERNO NUCLEARE: INTRODUZIONE.

Piero Quercia, AMIS, ASTRI

«Una guerra nucleare su larga scala causerebbe un inverno nucleare, con un calo medio delle temperature di circa 10°C in tutto il mondo, e potrebbe uccidere la maggior parte dell’umanità in 10 anni». – Haines Andy, Helfand Ira, Lewis Patricia – 4 March 2022 The Lancet.

Circa 66 milioni di anni fa un asteroide della grandezza di una montagna cadde sulla Terra innescando la prima estinzione di massa quella dei dinosauri. Grandi nubi di fumo si elevarono fino alla parte superiore dell’atmosfera e il fumo bloccò il sole: nessuna radiazione solare raggiunse più la Terra che  divenne fredda e oscura.

La fotosintesi finì e le piante e gli animali sia al suolo sia negli oceani morirono di fame oppure irrigidendosi per il freddo. Così, il 70% delle specie animali conosciute sul Pianeta Terra morì. In particolare i dinosauri non fecero nulla di sbagliato che avrebbe potuto generare la loro morte. 

Questa premessa ha solo lo scopo di fissare un riferimento parziale d’introduzione agli effetti di una guerra nucleare, che produrrebbe molti effetti similari a quelli che, a suo tempo, i dinosauri sperimentarono. In questo studio non si affrontano i rischi reali dello scoppio di una guerra nucleare (GE) ma si gfa riferimento solo all’attuali situazione di guerra locale in Ucraina.

In ogni caso è bene ricordare che l’attuale arsenale di bombe nucleari al mondo è, approssimativamente, il seguente:

1. 15.000 bombe nucleare sul pianeta Terra

2. 9 Paesi nucleari che possono entrare in conflitto l’un l’altro.

La prima parte della descrizione degli effetti dello scoppio di una guerra nucleare anche di basso profilo è stata descritta nel capitolo scritto da Giuseppe Quartieri. Inoltre, in caso di guerra nucleare su larga scala, oltre ai quattro effetti fondamentali, descritti nel capitolo specifico ora richiamato e scritto da Giuseppe Quartieri, si verificano diversi effetti integrati ma soprattutto, nel medio e lungo termine, si crea il cosiddetto “inverno nucleare”.

L’ipotesi è basata sulla previsione che le larghe tempeste di fuoco causate dal conflitto nucleare possono produrre grandi quantità di fuliggine nella stratosfera, bloccando per un lungo periodo che può diventare molto lungo, il passaggio di gran parte, se non tutta, la luce solare. Recentemente qualcuno ha messo in dubbio alcuni aspetti del sopraggiungere di un “Inverno nucleare” a seguito di una guerra nucleare maggiore, in modo che l’argomento è diventato un oggetto contrariato. 

Per affrontare il modo tecnico-scientifico l’argomento, appare razionale rifarsi, prima di tutto, agli effetti riscontrati durante le esplosioni atomiche avvenute a Hiroshima e Nagasaki sul finire della seconda guerra mondiale, oltre che sui vari esperimenti nucleari portati a termine da molti Stati della Terra nel periodo post-bellico ma anche sugli effetti del disastro di Chernobyl ed, eventualmente dell’incidente di Fukushima.

In questo periodo post natalizio del 2022 e inizio 2023, mentre continua la guerra in Ucraina, si sono verificati alcuni fenomeni pericolosi prodotti da missili (normali e non nucleari) che sono andati a colpire zone vicinissime alla più grande Centrale Nucleare Europea: la NPP (Nuclear Power Plant) di Zaporižžja (Fig. N° 1) che, purtroppo, appare molto malridotta a causa dello scoppio di bombe normali attorno ad essa. 

Come si vede, gli effetti di un bombardamento di una centrale nucleare potrebbero essere veramente disastrosi se l’esplosivo riuscisse a entrare all’interno del reattore nucleare sino ad arrivare al nucleo di reazione di fissione (livello più interno e meglio protetto).

In base a questi effetti superficiali del momento di guerra in Ucraina, si deduce che le bombe classiche esplose vicino alle pareti della costruzione esterna della NPP hanno prodotto guasti che non sono penetrati al cuore del reattore nucleare.

Infatti, il nocciolo del reattore, detto anche nucleo, in inglese “core”, è costituito dal combustibile nucleare, dal moderatore (per esempio barre di grafite ma assente nei reattori a neutroni veloci ecc.) e dal fluido refrigerante e dalla protezione esterna ma diretta: il mantello protettivo, detto “blanket” in inglese.

È lapalissiano che se una bomba classica raggiungesse il nucleo di un reattore nucleare (NPP) allora potrebbe procurare effetti non controllabili e molto seri. Meno male che fino ad oggi questo tipo di evento non è accaduto alla Centrale Nucleare di Zaporižžja in questo periodo di guerra in Ucraina. 

Con l’intervento della IAEA, la Centrale Nucleare di Zaporižžja è stata chiusa e non ha operato più al fine di escludere la possibilità di accadimento di eventi di possibili guasti del nucleo interno con emissioni di radiazioni all’esterno della NPP. Questo potenziale fenomeno avrebbe potuto indurre seri problemi alla popolazione locale ucraina ma si sarebbe, come è avvenuto per il guasto del reattore nucleare di Chernobyl, espanso in tutta Europa al minimo.

L’intervento della IAEA ha garantito la chiusura del reattore nucleare e quindi anche la salvezza del popolo ucraino e dei popoli europei che avrebbero  potuto essere implicati poiché invasi dalle radiazioni nucleari emesse dal reattore rotto.

Ciò premesso, si passa all’effetto di un’esplosione di una bomba nucleare nel lungo periodo, ossia “l’inverno nucleare”, dopo la vera e propria esplosione e gli effetti immediati dei quattro fenomeni descritti nella relazione di Giuseppe Quartieri (Rif. Richetts):

1. Onda di pressione.
2. Onda di calore.
3. Impulso elettromagnetico.
4. Onda di particelle nucleari.

In breve, una guerra nucleare potrebbe provocare «inverno perenne ed estinzione in 10 anni» con conseguenze, secondo gli scienziati, disastrose per l’Umanità. Recentemente, ad onore del vero, sono sorti diversi personaggi di scienza che hanno iniziato a considerare controversa l’analisi elaborata dalla scienza-fisica nei confronti dell’Inverno Nucleare.

La fisica nucleare classica, invece asserisce che la bomba atomica di potenza di 20 Megatoni – Little Boy come nel caso di Hiroshima – venne sganciata dall’aereo e scoppiò all’altezza di 500 metri dal suolo producendo molteplici effetti. Nell’immediato la bomba rilascia calore e un’onda d’urto e di pressione che è capace di distruggere tutto nel raggio di 3,2 chilometri in un millisecondo poiché la temperatura raggiunge l’ordine di 11 milioni di gradi Celsius, in un raggio di 6,4 chilometri. Inoltre, l’onda d’urto è tale da distruggere tutte le costruzioni nell’area suddetta, includendo i rifugi sotterranei.

Comunque, nel raggio di 9,7 chilometri il calore emesso sarebbe abbastanza alto da fondere le automobili! Così, nel raggio di 16,1 chilometri il vento può raggiungere la velocità di 300 km/h distruggendo tutte le costruzioni in legno e lasciando solo lo scheletro in acciaio a quelle più moderne, nel raggio di 25 chilometri tutti i materiali infiammabili esploderebbero. Dopo pochi minuti si svilupperebbero incendi dispersi nel raggio di 50 chilometri.

Tutto ciò implica che l’interazione dei suddetti 4 fenomeni è distruttiva e catastrofica in modo tale da indurre molti fenomeni che avvengono quasi contemporaneamente. L’onda d’urto produce venti molto intensi che, dopo il primo periodo elementare, comincia a trasportare le polveri radioattive in circolo e dal basso verso l’alto. A mano a mano che le polveri radioattive e di altro tipo sono spostate verso l’alta atmosfera dai venti prodotti dall’onda di pressione, si comincia a creare in altitudine una specie di schermo di nubi che forma uno scudo uniforme impermeabile ai raggi solari.

In altre parole, le analisi, gli studi e/o relativi rapporti prodotti da vari gruppi di ricercatori e fisici negli anni ’80 del secolo scorso, hanno convenuto che, al momento e dopo poco tempo dall’esplosione, si crea un moto convettivo – il cosiddetto fungo atomico – che trasporta rapidamente tutte le polveri verso strati più alti.

Questo flusso di polveri crea – come detto – un’uniforme nube di polvere e cenere radioattiva sospesa nell’aria fra i 10.000 e i 20.000 metri da terra. La nube accumula l’energia solare assorbita e fa salire le temperature degli strati della tropopausa e alta troposfera fino a 80 °C, mentre la superficie della Terra, rimasta protetta dalla nube non consente ai raggi solari (nel visibile, o raggi rosso, infrarosso, ultravioletto ecc.) di arrivare sulla superficie terrestre che si raffredda in media di 40 °C.

Col passare del tempo, vari giorni e settimane, le radiazioni solari diminuiscono al punto da implicare una diminuzione di temperatura che diventa sempre più bassa. La precipitazione delle temperature arriva fino a livelli molto bassi e aumenta l’oscurità per mancanza di radiazione solare, mentre i residui di radiazioni prodotte dalla (o dalle) esplosione nucleare (o esplosioni nucleari), producono sconvolgimenti climatici tali da compromettere irrimediabilmente la vita delle specie animali e vegetali. Inoltre, le analisi, le simulazioni, e i rapporti tecnico-scientifici prodotti da scienziati (agrobiologi ecc.) hanno dimostrato che il raffreddamento risultante porta alla distruzione dei raccolti e alla carestia.

Queste analisi devono comunque essere completate dalla copertura della superficie terrestre del suddetto “inverno nucleare” che si verifica o si potrebbe verificare nei casi di un singolo scoppio di una bomba nucleare. In caso di una guerra totale, durante la quale sono rilasciate molte bombe nucleari, l’inverno nucleare accade più rapidamente e ricopre maggiore territorio. In questo caso, la previsione parla di larghe tempeste di fuoco causate da un simile conflitto che porterebbero grandi quantità di fuliggine nella stratosfera, bloccando per un lungo periodo, il passaggio di parte della luce solare.

In altre parole, è lapalissiano che la quantità di suolo terrestre coperto da bassissima temperatura (ordine di – 40°C) dipende dalla potenza della singola bomba e quindi, o meglio, dal numero di bombe nucleari sganciate e/o esplose che scoppiano in caso di guerra nucleare. 

Esistono teorie contrapposte sulle porzioni ricoperte di superficie terrestre. Alcune teorie sostengono che le polveri di 100 atomiche non termonucleari da 15 kton, cioè di capacità distruttiva tattica come quella di Hiroshima, lanciate da Paesi di zone subtropicali non si stabilizzerebbero in zona, ma coprirebbero uniformemente la superficie terrestre. La sopravvivenza sulla superficie sarebbe del tutto impossibile da vivere a causa delle temperature, delle frequenti piogge radioattive e della precipitazione di agenti cancerogeni.

TIPI DI GUERRE E CONSEGUENZE POTENZIALI.

Per potere quindi descrivere – in modo sufficiente e, se del caso, completo – le conseguenze di una guerra nucleare è necessario considerare due possibili scenari:

1. Guerre nucleari minori, un esempio può essere descritto dai due scoppi di bombe in Giappone (Hiroshima e Nagasaki) alla fine della Seconda Guerra Mondiale e si può anche pensare, per esempio, a un’ipotetica guerra tra Pakistan e India con 50 bombe atomiche lanciate per parte.
2. Guerre nucleari maggiori, l’esempio purtroppo perfetto può essere un’ipotetica guerra tra Stati Uniti e Russia con 15/20 bombe atomiche da 0,5 megatoni lanciate su ogni città principale di entrambi gli Stati.

Guerra nucleare minore.

Come suddetto, l’effetto primario dello scoppio di una bomba atomica e la grande distruzione dei primi istanti prodotta dai suddetti 4 fattori ambientali creati artificialmente dalla bomba stessa. Nei paragrafi precedenti si è descritto il fenomeno di una guerra nucleare minore riferendosi ad alcuni eventi possibili e all’evento classico di Hiroshima e Nagasaki. Si possono aggiungere alcuni elementi sottaciuti. Si consideri l’evento del lancio di una sola “bomba atomica” di potenza dell’ordine di 20 Megatoni come conseguenza si creano – come in parte già accennato – molteplici effetti (Conze Eckart t alter):

1. Nell’immediato la bomba rilascerebbe l’onda di calore e l’onda d’urto distruggendo tutto nel raggio di 3,2 chilometri in un millisecondo poiché la temperatura raggiungerebbe 11 Milioni di gradi Celsius (°C), in un raggio di 6,4 chilometri.
2. Inoltre, lo scoppio genera un’onda d’urto tale da distruggere tutte le costruzioni nell’area in considerazione, includendo i rifugi sotterranei.
3. Nel raggio di 9,7 chilometri il calore sarebbe comunque abbastanza alto da fondere le automobili. 
4. Nel raggio di 16,1 chilometri il vento raggiungerebbe il valore di 300 km/h distruggendo tutte le costruzioni in legno e lasciando solo lo scheletro in acciaio a quelle più moderne, nel raggio di 25 chilometri tutti i materiali infiammabili esploderebbero. 
5. Dopo pochi minuti si svilupperebbero incendi nel raggio di 50 chilometri. 
6. Alla stessa stregua, si verificherebbe la morte di un’enorme percentuale delle piante a causa della ridotta luce solare che penetra sulla Terra a causa della nube di detriti (cosa che renderebbe ancora più grave la carestia).
7. Ci sarebbero alti livelli di radioattività anche nei paesi più lontani dal conflitto;
8. Le tempeste di fuoco causerebbero la diminuzione del 16% dell’ozono con una conseguente maggiore esposizione ai raggi ultravioletti e una riduzione del 7% dei pesci e vari incendi difficili da controllare.

Appare ovvio che questo tipo di guerra atomica minore è quella che viene ventilata, ogni canto, in quest’ultimo anno da parte della Russia per impaurire il popolo ucraino e tutti i popoli della Terra. Eppure il presidente Russo Putin ha sempre detto che avrebbe fatto ricorso alla bomba nucleare (tattica) solo e soltanto in caso che la Russia fosse messa in serio pericolo di sopravvivenza. Con il passare dei mesi questi toni sono stati ridotti del tutto e appaiono sempre più messaggi diplomatici di ricerca di pace e di confronti diplomatici. 

Guerra nucleare maggiore.

In via ipotetica, se scoppiasse una grande guerra nucleare, la conseguenza primaria  sarebbe l’insieme degli effetti mortali dei quattro fattori-eventi su definiti assieme con i loro effetti finali di lungo periodo sulla vita dell’Umanità, oltre alla creazione dell’Inverno Nucleare. A seguito, come detto, si verificherebbe la diminuzione di almeno 40°C della temperatura superficiale assieme alla crisi energetica e agricola prodotta dalla guerra con la distruzione di quasi tutte le fonti energetiche e agricole.

Questa situazione costringerebbe l’Umanità sopravvissuta a ripararsi nelle poche case ancora in piedi e in eventuali rifugi sotterranei non ancora distrutti del tutto…e quindi vivere di stenti per un periodo residuo poco prevedibile!

La principale grande guerra atomica prevedibile con probabilità quasi zero, è la guerra tra Russia e USA. Ad ogni buon conto bisogna, ora, bisogna tenere presente anche la potenza Cinese e, per alcuni aspetti, anche quella Indiana.  

Si supponga che solo 300 delle migliaia di testate nucleari dell’Arsenale russo siano lanciate sulle metropoli americane e viceversa, la semplice conseguenza sarebbe la morte istantanea di almeno 100 milioni di persone per ciascuna parte belligerante. Le previsioni raccontano che tutte o quasi le morti dovrebbero avvenire principalmente a causa della congiunzione fra radioattività e assenza di cure (causata dalla morte o dalla malattia del personale medico e dall’assenza di strutture) ma anche per fame ed epidemie.

Tuttavia, queste  conseguenze dirette sono le meno gravi: la nube di detriti sollevata dall’esplosione che produrrebbe un serio raffreddamento della superficie terrestre con una diminuzione di  temperatura globale da 8 a -30 gradi (inverno nucleare) di fatto bloccando l’agricoltura o rendendola estremamente improduttiva con una conseguente carestia che potrebbe provocare una possibile estinzione della razza umana.

L’inverno nucleare.

Come accennato nei precedenti paragrafi, l’inverno nucleare prodotto da un Guerra Nucleare (GN) provoca (alcuni dicono potrebbe provocare) un «inverno perenne e estinzione in 10 anni».

Le analisi di FMEA ossia della sequenza di guasti e modi di guasti degli effetti in atmosfera dell’insieme degli scoppi di bombe nucleari o come anche si dice dell’albero dei guasti (FTA) elaborato da ricercatori e scienziati nei vari decenni del secolo scorso (Giuseppe Quartieri) garantiscono che: «Una guerra nucleare su larga scala causerebbe un inverno nucleare, con un calo medio delle temperature di circa 10°C in tutto il mondo, e potrebbe uccidere la maggior parte dell’Umanità in 10 anni».

Già negli anni ’70 del secolo scorso, durante i periodi di maggiore tensione della guerra fredda, gli scienziati avevano formulato l’ipotesi che la Guerra Nucleare (GN) avesse prodotto l’inverno nucleare. Purtroppo in questo inizio del 2023, questa ipotesi è tornata alla ribalta con i timori dell’utilizzo di armi atomiche per la tensione internazionale dovuta alla guerra in Ucraina.

Le analisi classiche dell’Inverno nucleare risalgono anche ai lavori famosi di Brian Toon, specializzato in scienze dell’atmosfera e allievo di Carl Sagan che, a suo  tempo, descrissero nei dettagli lo scenario dell’Inverno Nucleare e le sue conseguenze per il pianeta. Quest’analisi classica si riferisce a una potenziale guerra nucleare (GN) fra India e Pakistan.

I risultati dell’analisi e delle successive simulazioni, affermano che uno scambio di sganci di bombe nucleari fra i due Paesi produce una interazione tale di effetti negativi capaci di innescare – dopo l’effetto reciproco dei fattori scatenanti (onde di pressione, onde di calore, impulsi elettromagnetici e onde di particelle nucleari) – un vero e proprio processo di distruzione dell’aria pura in atmosfera con il sollevamento di una nuvola di polvere in grado di coprire gran parte della superficie terrestre.

Poi, questa nuvola di polvere comincia a muoversi (trascinata anche dalle varie correnti d’aria) e pian piano si solleva sino a salire nell’atmosfera a un’altitudine così elevata che la probabilità zero di ritorno e ricaduta sulla superficie terrestre. Automaticamente, ogni forma di ricaduta sulla superficie terrestre diventa nulla, come anche le precipitazioni (pioggia, neve ecc.), mentre la polvere (radioattiva) rimane in sospensione per anni. La sopravvivenza della maggior parte delle piante e la produzione di cibo tramite l’agricoltura è azzerata alla stessa stregua della sopravvivenza del genere umano.

CONCLUSIONE.

La conclusione non può essere che unica, irrevocabile, immarcescibile e persistente: il popolo deve opporsi, in tutte le maniere possibili, all’innesco di una guerra nucleare sia minore che maggiore. Ogni azione deve essere rivolta alla costruzione e mantenimento della pace sulla Terra.

RIFERIMENTI.

Avino P., Chavez-Betancourt E., Quartieri G., Quercia P. (2010), Inganno dei fossili, Aracne Edizioni. 

Conze Eckart, Martin Klimke e Jeremy Varon (2016), Nuclear Threats, Nuclear Fear and the Cold War of the 1980s, Cambridge University Press, 28 novembre 2016, ISBN 9781108679169.

Cotton William R., Pielke Roger A. (2007), Human Impacts on Weather and Climate, Cambridge University Press, 1º febbraio 2007, ISBN 9781139461801. 

Enciclopedia Britannica (2000), Inverno nucleare, su, Encyclopædia Britannica, Inc.

Giuliacci, il colonnello, (2022): “In caso di guerra nucleare più vittime da clima che da armi atomiche”, su fanpage.it.

Guevara Ȯscar, Prüssman Johanna, Suárez César, Vergara Analiz (2016), Vulnerability and climate risk analysis of the Amazon biome and its protected areas. Amazon vision, REDPARQUES, WWF, UICN, FAO, PNUMA, 48 pp Cali, Colombia.

Jungk Robert (1972), Lo Stato Atomico, Ed. Einaudi. 

Jungk Robert (2016), Gli apprendisti stregoni. Dilemmi e contraddizioni degli scienziati nucleari,  Ed. Pgreco.

Jungk Robert (2016): Hiroshima, il giorno dopo, Ed. Pgreco.

Minopoli Umberto (2022), Nucleare: Ritorno al futuro, Ed. Guerini e Associati.

Pili Juanne, Puente David (2022.10.3), Cosa sappiamo delle bombe atomiche tattiche, quali può usare la Russia e i rischi per la popolazione ucraina, OPEN Ed.

Popular Science (2018) Computer Models Show What Exactly Would Happen To Earth After A Nuclear War. 

Quartieri Giuseppe (2010), Introduzione alla sicurezza di sistemi nucleari, Ed. IBN.

Quercia Piero (2000), Inganno del petrolio, Amazon.

Repubblica (2020), Freddo, carestie e radiazioni: l’inverno nucleare dopo una guerra atomica,  su repubblica.it.

Rutgers University (2008), Environmental consequences of nuclear war (PDF), climate.envsci.rutgers.edu

The Encyclopedia of Science Fiction, Inverno nucleare, Modifica su Wikidata

Toon Owen B., Bardeen Charles G., Robock Alan (20199, Rapidly expanding nuclear arsenals in Pakistan and India portend regional and global catastrophe, in Science Advances, vol. 5, n. 10, 2 ottobre 2019, pp. eaay5478, DOI:10.1126/sciadv.aay5478

Wayback Machine (PDF), su acd.ucar.edu, 8 marzo 2014. (archiviato dall’url originale l’8 marzo 2014).

web.archive.org (2012), Wayback Machine (PDF), 12 marzo 2012.

Original image by Tungsten. Vectorised in Inkscape by Scott Nash. – Image self-made from data available at:Herring, J.: Uranium and thorium resource assessment, Encyclopedia of Energy, Boston University, Boston, USA, 2004, ISBN 0-12-176480-X.R. Price, J.R. Blaise: Nuclear fuel resources: Enough to last?. NEA News 2002 – No. 20.2, Issy-les-Moulineaux, France.Deffeyes, K., MacGregor, I.: World Uranium resources Scientific American, Vol 242, No 1, January 1980, pp. 66-76., Pubblico dominio.

Helfand Ira, Lewis Patricia, Haines Andy (4 marzo 2022), 

The Lancet.

SITOLOGIA

Inverno nucleare: cos’è è quanto potrebbe durare

See more

https://it.wikipedia.org/wiki/Olocausto_nucleare

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2994989

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fa/Uranium_resources.svg

Leggi anche: Effetti della possibilità di guerra nucleare