Виталий Адушкин, Станислав Козлов - Тектоническое оружие: миф или реальность?

Последствия торнадо, пронесшегося над штатом Теннесси. Апрель 2006 года.
Фото Reuters

В последние годы во многих отечественных и зарубежных СМИ появился целый ряд сенсационных сообщений о так называемом геофизическом оружии. Предсказывается, что его использование приведет к изменениям погоды и даже климата на Земле, истощению озонового слоя, служащего естественным щитом от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца, к наводнениям или засухам, тайфунам, цунами, землетрясениям и другим катастрофическим явлениям.

С одной стороны, многие из членов научного сообщества относятся к этим публикациям весьма скептически, с другой – определенная часть общественности воспринимает их в качестве аксиомы, в результате чего возникает неприятие тех или иных новых научных достижений и выдвигаются во многом спекулятивные и нереальные требования по охране окружающей природной среды. Последнее особенно относится к различным аспектам военной деятельности.

От древних времен до современности

Использование различных природных сил (сред) в военных целях известно еще с давних времен: сожжение кораблей римлян при осаде греческого города Сиракузы с помощью сфокусированного зеркалами солнечного света, что, кстати, было подтверждено экспериментально греческими учеными в 1973 году; сокрушение Карфагена в результате практически полного уничтожения земледелия из-за выброса римлянами на плодородные почвы соли; нарушение психофизиологического состояния человека, помещенного в какие-то замкнутые объемы (пещеры, катакомбы, ямы), изолированные от внешних геофизических полей (солнечного излучения, электромагнитного, инфразвукового фона и т.д.).

На современном этапе проблема создания и использования геофизического оружия серьезно возникла в конце 70-х – начале 80-х годов прошлого столетия. С 1987 года в СССР развернулись широкие теоретические и экспериментальные исследования по поведению различных геофизических сред (твердая земля, приземные слои атмосферы, озоносфера, ионосфера, магнитосфера, околоземное космическое пространство) при самых разнообразных активных воздействиях на них. Так, в одной из тем разрабатывались методы дистанционного влияния на очаг землетрясения слабыми сейсмическими колебаниями, которые, как известно, возникают при подземных взрывах ядерных или обычных химических ВВ даже относительно небольшой мощности. Это направление исследований в дальнейшем получило название «тектоническое оружие». Но после распада СССР от него отказались. Окончательные результаты не были обобщены и оформлены в какие-либо конкретные рекомендации. Подчеркнем, что такие же работы интенсивно проводились и в США.

Особую остроту в обсуждении проблемы геофизического оружия придал ввод в эксплуатацию на Аляске высокопотенциальной радиотехнической установки "HAARP". При этом полемика сразу приобрела политизированный оттенок. Так, в отечественной печати утверждается, что работа установки приведет к существенным изменениям погоды и климата в арктических районах, в том числе примыкающих к России. В США недавно прошла информация, что известный ураган «Катрина» якобы был спровоцирован функционированием российских, аналогичных "HAARP", средств. Конечно, подобные сообщения не в полной мере отвечают действительности. Тем не менее, учитывая результаты ранее выполненных исследований, естественное развитие науки и техники, а также произошедшие геополитические изменения в мире и заметный пересмотр концепций ведения современных войн, проблема требует к себе достаточно пристального внимания.

Терминология

Чтобы читателям было легче понять, о чем в дальнейшем идет речь, необходимо коротко остановиться на некоторых определениях.

Оружие – это средства, приспособления, которые технически пригодны для нападения или защиты во время войны («оружие» – синоним слова «вооружение»). Принято выделять обычные вооружения, оружие массового поражения (ядерное, химическое, бактериологическое) и оружие, созданное или создаваемое на новых физических принципах (лазерное, пучковое, электромагнитное, вакуумное и т.д.). В основу такого разделения положена степень или уровень непосредственного воздействия на войска, военную и другую технику, на военные и гражданские объекты.

Содержание термина "геофизическое оружие" точно не определено. Однако подразумевается, что объектом воздействия такого оружия является окружающая природная (геофизическая) среда – литосфера, гидросфера, приземные слои атмосферы, озоносфера, ионосфера, магнитосфера, околоземное космическое пространство, которые объединены общим понятием – геосферы. Не вызывает сомнения, что целенаправленное изменение геофизической среды (в той или иной степени) может привести к самым разнообразным негативным, серьезным последствиям. Важно подчеркнуть, что геофизическое оружие должно воздействовать на войска, технику, различные объекты не прямым образом, как другие виды оружия, а опосредованно – путем изменения естественных свойств среды, вплоть до возбуждения катастрофических явлений или геофизических полей, пагубно влияющих на человека.

Явления и эффекты, методы и средства воздействий

Примерный перечень геофизических эффектов и последствий от активных воздействий на различные геосферы, составленный на основании весьма ограниченных материалов, а также исходя из общих физических соображений, представлен в таблице. Здесь даются также возможные методы и средства воздействий.

Наиболее изученным является так называемое тектоническое оружие. Однако и здесь существует ряд принципиальных проблем. Главной из них является необходимость инициирования землетрясений в заданном районе, находящемся на определенном расстоянии и азимуте от места проведения, например, подземного взрыва. Давно известны так называемые кумулятивные заряды. К сожалению, данное обстоятельство не имеет какого-либо значения, так как сейсмические волны распространяются (особенно с увеличением расстояния) примерно симметрично относительно места взрыва. Кроме того, нельзя забывать, что подземные взрывы могут и снижать сейсмическую активность. Обсуждаемая проблема еще более усложняется, если в качестве источника, инициирующего землетрясения, рассматривать падение астероидов или метеоров.

Искусственное изменение траекторий астероидов и метеоров можно назвать астероидно-метеорным оружием. В общем плане идея возникла из проблемы предотвращения падения на Землю крупных космических тел (известный пример – Тунгусский метеорит) с помощью разрушения их ядерными взрывами, посадки на эти объекты ракетных двигателей с последующим изменением траектории полета и т.п. Однако в рамках геофизического оружия необходимо понимать, что есть, с одной стороны, глобальная проблема – борьба с астероидно-метеорной опасностью, с другой – использование этих геофизических явлений в качестве оружия. В последнем случае возникает целый ряд физических, социальных, геополитических и других проблем, первая из которых связана с энергией, вносимой в геофизическую среду при использовании астероидно-метеорного оружия. Если она очень велика, то использование этого оружия просто бессмысленно (глобальные геофизические эффекты). Поэтому изменение траекторий астероидов и метеоров с этой точки зрения может осуществляться в очень ограниченном диапазоне условий (малые массы, более или менее оптимальные траектории полета).

Ныне много внимания уделяется исследованиям свойств ионосферы и развивающихся в ней динамических процессов. Ионосфера расположена в верхних слоях атмосферы на высотах более 50–80 км и характеризуется значительным содержанием свободных электронов и ионов. Она оказывает большое влияние на распространение радиоволн, поэтому это одна из важнейших геосфер в условиях развивающихся информационных и радиокоммуникационных связей человечества. Для изучения состояния и свойств ионосферы используются, в частности, так называемые нагревные стенды – источники радиоволн высокой мощности для диагностики ионосферы. Такие стенды сооружены во многих странах: "Сура" в России, "EISCAT" в Норвегии, "HAARP" в США на Аляске и др. По мере роста мощности этих стендов в обществе возникла тревога по поводу последствий от их воздействия на ионосферу. Поэтому необходимо понимать, к каким последствиям использование этих стендов может привести в окружающей геофизической среде. Остановимся на этом вопросе более подробно на примере работы американской установки "HAARP", упомянутой выше и вызывающей наиболее противоречивые суждения.

Основные параметры установки: диапазон рабочих частот ~ 2,8–10 МГц, эквивалентная излучаемая мощность в центре диаграммы направленности ~ 250 МВт на 2,8 МГц и 4200 МВт на 10 МГц, облучаемая площадь на высоте 350 км составляет ~ 12 250 км² и 875 км² соответственно для указанных выше конкретных частот. В принципе – это коротковолновый нагревный стенд, предназначенный для исследования полярной ионосферы. По сравнению с давно существующим на субполярных широтах аналогичным стендом «EISCAT» в Тромсе (Норвегия), а также со стендами на средних и экваториальных широтах, его отличает значительно большие значения излучаемой мощности в верхней части диапазона частот. Данное обстоятельство, несмотря на то что экспериментальные и теоретические исследования по воздействию на ионосферу мощным КВ-излучением интенсивно проводятся последние 30–40 лет, требует дополнительного внимания и обсуждений прежде всего, когда нагрев осуществляется в условиях часто имеющих место на высоких широтах естественных возмущений типа поглощения в полярной шапке, аврорального поглощения, полярных сияний.

Однако, по-видимому, из-за увеличения излучаемой мощности нельзя ожидать возникновения новых геофизических эффектов, принципиально отличающихся от уже обнаруженных и изученных явлений – повышения температуры электронного газа, изменений в концентрациях электронов, генерации неоднородностей электронной плотности, возникновения низкочастотного искусственного КВ-радиоизлучений, геомагнитных пульсаций, ускоренных электронов, свечения среды главным образом в оптическом диапазоне спектра. Так как эти явления в той или иной степени определяются величиной излучаемой мощности, то их количественные характеристики, конечно, могут стать другими. Говорить же о каких-либо глобальных возмущениях окружающей среды, отмеченных ранее, пока оснований нет. Тем не менее при дальнейшем увеличении мощности излучения последствия от такого воздействия на ионосферу заслуживают специального изучения.

Наряду с нагревными стендами во многих случаях в качестве средств активного воздействия на объекты военной техники, радиоуправляемые боевые части ракет и другие средства связи, упоминаются мощные радиоволны ОНЧ- и СВЧ-диапазонов. Поэтому подобные средства активного воздействия условно могут быть определены как радиотехническое оружие.

Все типы активного воздействия на различные геосферы, которые могут привести к изменению погоды и, возможно, климата, следует отнести к погодно-климатическому оружию. Как видно из таблицы, четкого разделения по видам воздействий и различным геосферам сделать нельзя. Можно лишь констатировать, что для модификации озонового слоя и изменения погоды возможно использование искусственных выбросов Н₂О, H₂, CH₄, фреонов, мелкодисперсной угольной пыли (сажи), а для изменения параметров ионосферных областей D, E, F в зависимости от необходимого (желаемого) эффекта – Ва, Sr, Cs, Li, Na, NO (плазмообразующие вещества), H₂O, H₂, CO₂, SF₆, СF3Вг, Ni(CO₄) (плазмогасящие соединения).

Важной проблемой является оценка критериев воздействий на ту или иную геосферу, которая может привести к планируемому эффекту (см. таблицу). Очевидный подход к оценке таких критериев заключается в том, чтобы для начала сравнить общую энергию какого-либо естественного процесса с энергией активного воздействия. Совершенно ясно, что за редким исключением (ядерные взрывы, астероидно-метеорное оружие) по общим энергетическим возможностям любое активное воздействие не может конкурировать с энергетикой естественных явлений и процессов.

Однако, как показано в многочисленных экспериментальных и теоретических работах, существует так называемый «триггерный» механизм возбуждения и развития геофизических процессов в той или иной геосфере. Этот механизм заключается в том, что внесение небольшого количества энергии (независимо от ее типа) может привести к весьма существенным изменениям свойств геофизических сред. Физические механизмы таких воздействий для разных геосфер до конца не выяснены (более или менее понятны для ионосферы, магнитосферы, околоземного космического пространства). Поэтому с точки зрения дальнейшего развития представлений о геофизическом оружии первоочередной задачей является изучение развития триггерных механизмов в различных геосферах. Именно сочетание активного воздействия и последующего триггерного эффекта, связанного либо с выделением собственного запаса энергии в природной среде, либо с существенным изменением ее свойств, и представляет в конечном итоге тот или иной вид геофизического оружия (тектоническое, погодно-климатическое, радиотехническое оружие).

Существуют некоторые сведения о триггерном возбуждении вулканического извержения сильными землетрясениями, которые, как отмечалось выше, могут инициироваться подземными взрывами и другими источниками активных воздействий. Следовательно, такие источники – возможное средство для искусственного извержения вулканов. Здесь все-таки необходимо отметить, что заметная вулканическая деятельность, так же как отмеченная ранее сейсмическая деятельность, присуща сугубо определенным районам земного шара. Поэтому использование какого-либо внешнего сильного воздействия для достижения данного эффекта, по-видимому, малоперспективно.

Требования к использованию

В общем случае геофизическая среда по большому счету является одной и той же как для нападающей стороны, так и для обороняющейся. Отсюда первое принципиальное требование для использования геофизического оружия – его воздействие должно иметь локальный или региональный характер, не затрагивающий интересы атакующего. В противном случае само понятие об оружии теряет свой смысл. Особенно это относится к астероидно-метеорному оружию. Нельзя в качестве оружия изменять траектории полета крупных космических тел, так как это может привести независимо от места их падения к широкомасштабным, вплоть до глобальных, экологическим последствиям.

В настоящее время существует ряд международных договоров и соглашений, в той или иной степени ограничивающих преднамеренные воздействия на геофизические среды: Венская конвенция об охране озонового слоя (1985 год); Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой (1987 год); Конвенция о биологическом разнообразии (1992 год); Конвенция по оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте (1991 год); Конвенция о международной ответственности за ущерб, причиненный космическими объектами (1972 год); Рамочная конвенция ООН об изменении климата (1992 год). Исходя из этого, вытекает другое важное требование – использование подобного рода оружия должно иметь «скрытый» характер, так или иначе имитирующий естественные природные явления. Данное соображение принципиально отличает геофизическое оружие от обычных вооружений и даже от оружия массового поражения. Однако сразу отметим, что соблюсти скрытность активного воздействия на окружающую среду очень сложно, поскольку в настоящее время такие страны, как США, Россия, Франция, Германия, Великобритания, Япония и некоторые другие, имеют самые разнообразные системы мониторинга окружающей природной среды.

Оба сформулированных требования – локальный характер и скрытность активного воздействия – позволяют считать ряд геофизических эффектов и последствий, указанных в таблице, нереальными. В особенности это относится к самым верхним геосферам – ионосфере, магнитосфере, околоземному космическому пространству, в которых из-за очень низкой плотности воздуха масштабы возможных возмущений от активных воздействий могут быть весьма значительными, иногда даже глобальными. Однако с позиций обороняющейся стороны исключать что-либо из таблицы естественно не следует.

Еще одно важное соображение связано с оценкой оптимального времени достижения желаемого результата после использования геофизического оружия. Каким оно должно быть; минуты, часы, недели, месяцы, годы, десятилетия? Если для всех других типов вооружений этого вопроса просто не существует (применение – эффект воздействия), то относительно рассматриваемого здесь оружия он весьма неоднозначен, так как, во-первых, им нельзя вооружить армию и, во-вторых, даже грубый анализ, например, по инициированию землетрясений или возмущений в верхних геосферах, показывает, что изменение естественных параметров геофизических сред может быть весьма растянутым по времени. В целом научно обоснованного ответа на сформулированный вопрос в данное время нет.

И, наконец, последний, важный момент. Вполне вероятно, что использование геофизического оружия может отождествляться (ассоциироваться) с терроризмом или с применением оружия массового поражения. К сожалению, это обстоятельство в научной литературе не обсуждалось, хотя и очевидно, что оно заслуживает самого серьезного внимания. Для решения данной весьма неординарной задачи необходимо привлечение не только геофизиков, но и ученых из других областей знаний.

Таким образом, в целом вопрос о геофизическом оружии представляется весьма многогранным и в настоящее время далеким от своего полного понимания.

Так, миф или реальность геофизическое оружие? К сожалению, однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя. Учитывая результаты проведенного здесь анализа, сформулированные положения и высказанные соображения, геофизическое оружие в данный момент следует пока рассматривать в качестве гипотетического. Однако не исключена возможность, что из-за бурного развития науки и техники в недалеком будущем исследования по проблеме примут реальные практические очертания. Это прежде всего относится к радиотехническому, погодному и, отчасти, тектоническому оружию. Поэтому представляется, что, даже на современном не очень высоком уровне понимания общей ситуации с геофизическим оружием, по-видимому, весьма актуальной может быть постановка вопроса о проведении открытых международных консультаций и совещаний по данной проблеме.

Перечень эффектов и последствий при активных воздействиях на различные геосферы

№ п/п	Геосферы	Методы и средства воздействия	Эффекты и последствия
1	Литосфера, включая земную кору и почву	подземные и подводные ядерные взрывы или взрывы химических ВВ; взрывы на шельфе или в прибрежных водах; сейсмовибраторы или вибраторы в подземных выработках или скважинах, заполненных водой; искусственное изменение траекторий падения числе астероидов и метеоров.	инициирование землетрясений; возможно усиление вулканических извержений и возникновение эффектов [цунами]; изменение химического и вещественного состава почвы, в том радиоактивное и химическое загрязнения.
2	Гидросфера (океаны, моря)	выброс в приземные слои атмосферы различных химически активных веществ или пылевых компонентов, влияющих на солнечное излучение; создание регионального парникового эффекта, способного привести к образованию атмосферных явлений, возникающих, например, при развитии процесса Эль-Ниньо; искусственное изменение траектории падения астероидов и метеоров.	уничтожение планктона и других видов живых организмов; развитие тайфунов, ураганов и штормов; возникновение волн цунами и нагонных волн; изменение погоды и возможно кратковременные изменения климата.
3	Приземные слои атмосферы	выброс в атмосферу различных химически активных и аэрозольных (пылевых) компонентов; воздействие электромагнитным СВЧ-излучением и тепловым потоком.	увеличение осадков, приводящих к наводнениям; ускорение таяния снегов и ледников; уменьшение осадков, приводящих к засухам; возникновение разрушительных ураганов на различных широтах; изменения прозрачности атмосферы и, как следствие, погоды в локальном или региональном масштабах.
4	Озоносфера	выброс в озоносферу различных химических и выше веществ; создание на высотах озоносферы искусственных образований, влияющих на распространение солнечного излучения; воздействие УФ и СВЧ-излучений.	создание новых и расширение существующих озоновых дыр и соответствующее увеличение интенсивности жесткого ультрафиолетового излучения, падающего на землю; рост концентрации озона; изменение радиационного баланса атмосферы.
5	Ионосфера	инжекция различных химических веществ (газообразных, дисперсных);инжекция электронов, ионов; воздействие мощного ОНЧ, КВ и СВЧ-излучений, а также источников УФ-излучения; взрывы химических ВВ.	изменения в ионном и нейтральном составе среды с последующим значительным влиянием на функционирование различных радиотехнических и оптических средств; инициирование высыпания заряженных частиц из различных слоев ионосферы; вариации геомагнитного и электрического полей Земли локального и другого масштабов; возникновение искусственных молний.
6	Магнитосфера и околоземное космическое пространство	инжекция электронов и плазмы; воздействие мощным ОНЧ-излучением; выброс мелкодисперсных веществ (типа [иголок]); взрывы химических ВВ.	изменение магнитного поля Земли; изменение электрического поля приземных слоев атмосферы; возникновение искусственных или изменение параметров естественных радиационных поясов Земли; возможность увеличения [космического мусора].

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.