4.2. Влияние ядерных испытаний на грозовые процессы Горного Алтая

Одним из наиболее мощного воздействия на оболочки Земли являются серии ядерных взрывов, осуществленных в земных оболочках (ионосфера, атмосфера, наземные, надводные, подводные, подземные). Особое значение ядерные взрывы имеют для модификации атмосферных электрических процессов. Атмосферное электричество (одно из проявлений которого - грозовая активность) реагирует на многочисленные и разнообразные изменения в атмосфере, литосфере и гидросфере. Естественные вариации электрических полей подвержены все нарастающему влиянию со стороны техногенной деятельности человека.

В данном разделе рассматриваются импульсные энергоемкие технические процессы (ядерные взрывы), влияющие на земную кору, глубины и газоплазменные оболочки Земли. Как уже отмечалось, исследуемая территория, это особо чувствительная геолого-геофизическая среда, которая дополнительно находится в зоне интенсивного влияния серии ядерных взрывов на Семипалатинском исследовательском ядерном полигоне (СИЯП) и полигоне на оз. Лобнор (Китай).

Как правило, при изучении последствий косвенного и прямого воздействия ядерных взрывов (особенно воздушной серии) обращается внимание на метеорологическую обстановку (Булатов, 1996; Селегей, 1997). Естественно, что такое воздействие рассматривается в ближайшей окрестности от испытательных полигонов, а влияние радиоактивного облака на здоровье населения изучается вблизи места прохождения (Ядерное испытание..., 1993). В этих исследовательских версиях учитываются основные метеорологические процессы, возникающие вслед за данным взрывом, зачастую без учета электромагнитных импульсов и трансляций электрически заряженных радиоактивных аэрозолей на далекие расстояния (Радиоактивные выпадения..., 1968). Перемещающееся в атмосфере взрывное радиоактивное облако -это своеобразный "электропровод", который, в свою очередь, производит опрос электрического разнообразия состояний атмосферы и попутно общего качества геолого-геофизической среды (Ядерный взрыв..., 1974). В соответствии с многократными регистрациями влияния радиоактивного облака на приземную атмосферу выявлено, что в местах локализации сильноградиентных магнитных аномалий или повышенной электризации атмосферы, даже небольшое радиоактивное облако вызывает сильный метеорологический отклик, сопровождающийся высыпанием радиоактивных осадков.

Изучение грозовой активности территории республики Алтай в сутки ядерных испытаний осуществлялась в обычном режиме работы всеми гидрометеостанциями. Таким образом, достигалась возможная объективность опроса территории на реагирование регионального атмосферного электричества на дрейфующее радиоактивное облако. В тропосфере при возникающей ионосферной турбулентности, вследствие прохождения мощного радиоактивного облака, стадийное затухание в некоторых случаях происходило в течение суток и при этом, генерировались высокоградиентные электрические неоднородности (Хесс, 1973).

С течением времени, к концу 1980-х годов, на рабочих площадках Семипалатинского полигона из-за знакопеременной накачки упругой энергии (при ядерных взрывах) в горных породах накапливались дизънктивные нарушения. Произошла огромная деградация прочностных характеристик геологических тел, а возникающая сеть техногенно созданных трещин, в целиках горных пород, приводила ко все более чаще встречающимся прорывам радиоактивных инертных газов (РИГ) в приземную атмосферу. нарастающий технологический драматизм в 1989 году кульминировался, оказавшимся для СИЯП последним, прорывом РИГ из скважины No11366 (за 17 февраля 1989 г.). При этом, оказалось, что: "Радиоактивные газы, истечение которых на дневную поверхность началось через три часа после взрыва, стали выходить через образовавшиеся в земле трещины на площади радиусом 250-300 м от оголовка скважины. мощность дозы гамма-излучения вблизи таких трещин достигали 250 Р/час. струя РИГ прослеживалась авиационной разведкой на расстоянии до 140 км от места взрыва. Струя газов прошла и над поселком Чаган, где в это время дислоцировалась дивизий стратегической авиации, дозиметрическая служба которой зафиксировал повышение радиационного фона до 3 мР/час. Командир дивизии, генерал-майор авиации П.Г.Бредихин не стал "скрывать" результаты измерений от руководства Семипалатинской области" (Ядерные испытания..., 2002, стр.114).

Естественно, что подобное "засевание" материалом РИГ атмосферы Семипалатинской области и смежных областей не мог остаться не замеченным режимом грозовых процессов. Кроме того, что, очень важно, СИЯП представляет собой (и сейчас и в будущем) сложной техно-природной зоной вертикального энергоперетока. развитие тепловой аномалии, выявленной еще в 1996 году в виде отсутствия снежного покрова в районе СИЯП (Закарин, 2000) вызывает предположение о развитии тектонофизического неравновесия (Дмитриев, Шитов, 2003). Причем, это неравновесие, вызванное периодическими импулсами упругой энергии в мантийные глубины, по всей видимости, продолжают развиваться, а попытки провести комплексные геофизические исследования были дефинансированы. причем, именно: "Поэтому работы по изучению и оценке радиоэкологической обстановки на территории СИЯП и в прилегающих к нему районах стали финансироваться США" (Ядерные испытания..., 2002, стр.170). А вопрос о нарастании геолого-геофизического неравновесия в регионе даже не рассматривался.

Отметим, что на СИЯП с 1949 по 1990 годы взорвано 715 ядерных зарядов (из них 419 подземных) (табл.12). Естественно, что генерация и перемещение в атмосфере радиационного материала сильно модифицирует ее электрическое состояние. Поэтому, и рассматриваются возможные воздействия ядерных взрывов на грозу со стороны воздушных, высотных и наземных видов взрывов. Горный Алтай представляет собой своеобразный "сейсмоприемник" упругих волн от взрывов на СИЯП и поэтому находится в постоянной сейсмической связи с полигоном по всему спектру сейсмических волн. В значительной геолого-геофизической и сейсмической связи находится Горный Алтай и по отношению к ядерному испытательному полигону Китая на оз. Лобнор (Дмитриев, Шитов, 1997) Отметим, что на данном полигоне наземные испытания серии ядерных взрывов проводились с 1964 по 1980 годы, причем основные испытательные серии (во все годы) проводились за пределами сезонных максимумов грозовой активности, т.е. в августе-ноябре. Поэтому эффективность воздействия на грозовые воздействия была занижена.

Таблица 12

Состав и мощность ядерных взрывов на СИЯП с 1949 по 1989 гг. (Ядерные испытания СССР, 2002)

Виды испытаний Количество испытаний Тротиловый эквивалент (Мт)
Наземные 30 0.6
Воздушные 86 6
Подземные 340 (491* ) 17.7

На рисунке 19 приведена гистограмма встречаемости гроз на территории Горного Алтая по годам, где учитывались грозы в дни ядерных взрывов. Согласно обработке исходных полученным данных выделены временные грозовые максимумы 1962, 1966,1969 годов. Подчеркнем, что 1962 год характеризуется повышенной активностью СИЯП, на котором было проведено 40 наземных и воздушных испытаний. Характерно, что на 1966 год пришелся испытательный максимум ядерных зарядов (общей энергией в 3,432 Мт) на Лобнорском полигоне. В 1969 году осуществлено воздушное летнее испытание ядерного заряда мощностью в 3,4 Мт тротилового эквивалента. Мегатонные взрывы оказывают сильное воздействие не только на газоплазменные оболочки Земли, но и на геодинамический режим особенно в горных системах. Выявленный вид зависимости пока неясен по своей природе и требует дополнительных исследований и уточнений.


Рис. 19. Грозовая активность в дни ядерных взрывов по годам на территории Горного Алтая

Вместе с тем, необходимо отметить (единичные случаи) существования литосферной связи ядерных взрывов подземного типа, продуцировавших синхронно взрыву, скоростное развитие локальной грозы. Один из таких случаев был зарегистрирован нами в верховье р.Красноярка (Усть-Коксинского района Республики Алтай). Скоростная и сильная гроза (с порывами ветра до 35 м/с и смерчевыми явлениями) была сгенерирована через 8 минут после подземного ядерного испытания на СИЯП. Грозе предшествовало ураганное повышение радиоактивного фона, (фон был превышен более чем в 30 раз) за 5-7 минут. Наблюдалось необычное разнообразие грозовых разрядов: линейные, ленточные, четочные, шаровые, объемные. Грозовой процесс возник и расформировался без перемещения с господствующей вершины, нависающей над каром и длился в течении 2.5 часа.

В результате проведенного анализа по исследованию грозовой активности Горного Алтая было выявлен характер связей грозовой активности с ядерными испытаниями на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне (СИЯП). На основе учтенных количественных оценок и расчетов была составлена таблица 13. Естественно, что воздействие ядерных взрывов на режим грозовых процессов в Горном Алтае тесно взаимосвязано с локальной спецификой геолого-геофизической среды.

Таблица 13

Фрагмент таблицы влияние наземных ядерных испытаний на характер грозовой активности

Дата Мощность взрыва (кт) Повышение грозовой активности
(на какой день)
На сколько гроз
29.07.55 1.3 2 12
02.08.55 12.0 5 12
05.08.55 1.2 2 11
24.08.56 27.0 2 3
02.09.56 51.0 6 1
10.09.56 38.0 1 4
10.04.57 680.0 6 2
12.04.57 22.0 4 2
22.08.57 520.0 2 6
13.09.57 5.9 3 4
01.09.61 16.2 1 4
04.09.61 9.0 3 1
05.09.61 16.0 2 1
06.09.61 12.1 1 1
09.09.61 0.38 1 1
13.09.61 26.0 5 5
14.09.61 1200.4 4 5
17.09.61 150.0 1 5
01.08.62 2.4 5 8
03.08.62 1.6 1 3
07.08.62 9.9 2 12
18.08.62 7.4 1 2
25.08.62 20.0 1 1
31.08.62 2.7 3 1

Анализ количественных данных позволяет утверждать факт наличия влияния атмосферных ядерных испытаний на грозовую активность Горного Алтая. Грозовая активность, как показало изучение регионального фактического материала, меняется в результате ядерных испытаний двояко:

в 61% случаев количество гроз после ядерного испытания увеличивается по сравнению со среднегодовыми значениями в течение 1-3 суток;

значительно реже наблюдается снижение количества гроз (около 12%), в основном, в 1-е сутки после испытания (рис.10), что может объясняться не только свойствами погодных структур на момент взрыва, но и общей геомагнитной обстановкой в период ионосферной турбулентности.

Для примера приведем суммарную встречаемость гроз до и после ядерных испытаний, полученных методом наложенных эпох по ГМС (рис.20). На графике отчетливо виден значительный эффект повышения количества гроз на второй день после ядерного испытания. Выявляется также и эффект снижения грозовой активности и изменения динамики грозовой активности после прохождения радиоактивного облака и "высевания" аэрозолей из атмосферы. При этом, наиболее значительный срыв количества гроз происходит после первого испытания, а дальнейшие ядерные испытания уже не оказывают столь сильного влияния на грозопорождающие электрические характеристики атмосферы. Действительный механизм этого эффекта все еще не ясен, поскольку до настоящего времени нет строгого понимания физики гроз (особенно электроразрядных процессов - молний при частоте разрядов более 100 в минуту). Развиваемые нами в настоящее время новые представления о физике грозы базируются на моделях модифицированного электрического поля и поляризованного физического вакуума (Дятлов, 1998; Дмитриев, Дятлов, 1998).


Рис.20. Количество гроз до и после ядерного испытания

В ключе поставленного вопроса необходимо также рассмотреть встречаемость гроз в интервале времени фонового режима протекания грозовой активности (по архивным данным) и в сутки ядерных испытаний. Для этой цели была мобилизована необходимая информация. На рис.16 отчетливо проявляется эффект возрастания грозовой активности в сутки взрыва ядерного заряда на (СИЯП), Это частично можно объяснить резким возрастанием концентрации радиоактивного аэрозоля, как центров дополнительной конденсации влаги в приземной атмосфере.

Для изучения локального влияния ядерных взрывов по регистрациям на различных метеостанциях Горного Алтая проводился и сводный анализ фонового распределения грозовой активности по территории Горного Алтая, а также грозовой активности в дни испытаний (рис. 21). Полученные данные показаны на графике, где заметно, что в для территорий некоторых метеостанций повышается грозовая активность после ядерного испытания. Особенно по этому признаку выделяются территории ГМС Чемал и Кош-Агач. Рассматривая Чемальский и Кош-Агачский районы в плане качества геолого-геофизической среды, необходимо отметить, высокий уровень сейсмичности этих территорий. И возможно, что повышенная "чувствительность гроз" к ядерным взрывам этих мест представляет собой сумму упругой энергии сейсмических и взрывных стимулов наращивания энергии грозовой активности. Естественно, что сейсмичность в Горном Алтае (как и в других регионах) в значительной мере контролируется активностью и густотой разломной сети. Как уже известно, разломы по существу являются не только "аккумуляторами" упругой энергии, но и представляют собой "плоские волноводы" и играют решающую роль в процессах вертикальных энерго- и массоперетоков (Плазмообразование..., 1992).


Рис. 21. Динамика гроз до и после ядерных испытаний 1, 3, 7.09.62 г.