В связи с тем, что с 1962 года был произведен запрет на испытания ядерных зарядов в гидросфере и газоплазменных оболочках, то взрывы были перенесены в подземное пространство.
Анализ грозовой активности в день подземных ядерных испытаний на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне показывает другую картину (по отношению к атмосферным взрывам). Существенно выделяется ГМС Онгудай, Шебалино, Усть-Кан, Усть-Кокса, Горно-Алтайск. Механизм влияния подземных ядерных испытаний на грозовую активность аналогичен влиянию землетрясений (изложенных в предыдущей главе).
Рис.22. Сравнительные характеристики среднегодовых значений грозовой активности
и грозовой активности в день ядерных испытаний по ГМС
Естественно, что ретроспективный анализ грозовых процессов вблизи всех ядерных полигонах мира позволит дополнительно обнаружить многие скрытые закономерности радиоактивной стимуляции гроз. Результаты таких исследований могут ориентировать на новые направления в исследовании физики гроз.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что ядерные испытания на СИЯП и полигоне Лобнор (Китай) являлись одним из значительных факторов, влияющих на атмосферную электростатику и электродинамику и в конечном итоге на метеорологические характеристики Горного Алтая (прежде всего на грозовые процессы).
Для изучения конкретного влияния подземных ядерных взрывов на метеопараметры был взят подземный ядерный взрыв на лобнорском ядерном полигоне (Китай) 17 августа 1995 года.
Технические условия и задачи взрыва соответствовали военно-прикладным целям Китая. Оповещенная мощность заряда составила около 200 килотонн (по эквиваленту тринитротолуола), тип взрыва - подземный. Энергопроизводительность взрыва известна (200 кт), но его сейсмоэффективность надо выяснять с учетом геолого-геофизического строения среды. Подрыв заряда указанной мощности в подготовленной камере вызвал искусственное землетрясение мощностью с магнитудой 6,3 (по не уточненным оценкам) по шкале Рихтера (магнитуд). Если перевести 6,3 в 12-балльную шкалу интенсивности, то землетрясение в эпицентре было около 8 баллов.
Обращаем внимание на характеристику энергопроизводительности "номинальной" атомной бомбы в 20 кт, магнитуда которой оценивается в 6,5. По официальным данным 200 кт сгенерировали сейсмосибытие лишь 6,3 М. Следовательно, землетрясение (сейсмоэффект) оказалось как бы заниженным по мощности. Вполне возможно, что по уточнению магнитуды она может подняться до 6,7-6,8 М, но дело в том, что сила землетрясения вызванного ядерным подземным взрывом зависит от прочностных характеристик горных пород, т.е. от качества геолого-геофизической среды. Например, по американским исследовательским данным (Эйби, 1982; Ядерный взрыв..., 1974) сейсмоэффект от ядерного взрыва в 1 кт в твердых скальных породах равен взрыву в 10 кт, произведенному в рыхлых горных породах. Следовательно, несмотря на отсутствие данных об условиях, можно полагать, что на озере Лобнор заряд был подорван в толще аллювия, снизившего сейсмоэффективность взрыва.
Геолого-геофизические последствия подземных ядерных взрывов, к которым относится и взрыв 17 августа 1995 г., изучаются довольно давно и обстоятельно (Хесс, 1973; Ядерный испытания..., 1997). В нашем случае важно учесть какие эффекты взрыва оказали воздействие на геолого-геофизическую среду Горного Алтая. Каждый подземный взрыв значительной мощности (более 50 кт) воздействует комплексно на все фазы состояния вещества: твердую, жидкую и газообразную (Акопян, 1995). В зависимости от размера камеры подрыва ядерного заряда и качества горных пород, взрыв генерирует также геоэлектрические и геомагнитные возмущения (не выше 10 Гц, т.е. в биочастотах и сейсмочастотах). Кроме акустических затрат энергии от полной энергии взрыва, более 10% энергии взрыва идет на генерацию ударных и сейсмических волн. При этом очень трудно в каждом конкретном случае установить количественную зависимость между величиной энергии упругих волн и силой землетрясения по шкале магнитуд.
По приблизительным расчетам сейсмоэффективности Лобнорского взрыва 17 августа 1995 г. можно предполагать, что на землетрясение (и все сопровождающие его эффекты) пришлось менее 20 килотонн тринитротолуола (Дмитриев, Шитов, 1997). Это значит, что энергообеспечение сотрясений составило около 5∙1014 Дж (или 5∙1021 эрг). Это можно классифицировать как среднее землетрясение. Надо отметить, что очаг землетрясения (камера взрыва) находилась в приповерхностном слое земной коры (не на многокилометровых глубинах, как в случае природных очагов). В данном случае, следовательно, потеря упругой анергии при выходе на поверхность была минимальной и таким образом, энергия взрыва "транслировалась" по поверхностным слоям земной коры. Надо подчеркнуть, что подземные взрывы неизбежно сопровождаются своеобразным опросом всех готовящихся очагов землетрясений на достаточно большой территории.
В работах (Адушкин, Китов, 1992, Адушкин и др., 1992) произведены количественные оценки инициирования крупных землетрясений подземными ядерными взрывами. Выявлено, что ядерные взрывы действительно стимулируют возникновение крупных аемлетрясений в первую и четвертую десятидневки после взрыва. Эта необычная скорость движения в горных породах "волны детонации" (до сотен километров в день) захватывает огромные территории, но подрывает она только готовые очаги землетрясений и следует предположить, что если в последующие за взрывом дни не последовало землетрясений в Горном Алтае то это может свидетельствовать как раз об отсутствии готовых очагов землетрясения. Территория находилась в состоянии обычного сейсмического фона, а "сверхсильное" землетрясение до определенного времени не обнаруживает своих признаков.
Большое количество наблюдателей, как в Горно-Алтайске, так и по фасу Алтая в день взрыва отмечали разнообразные явления в верхнем полупространстве: светящиеся объекты и облачные образования, не характерные для нормального фонового состояния природной среды. В частности, отмечались светящиеся пятна, грибообразное полупрозрачное образование, светящиеся полосы, шары и другие. Кроме того, многие люди в день взрыва и последующие дни испытывали большой психологический дискомфорт. Отмечались головные боли, удушье, слабость, избыточная сонливость, подавленность, раздражительность, т.е. организм людей, особо восприимчивых к метеоусловиям и нестандартным воздействиям, откликнулся своим состоянием на резкое изменение обычного состояния внешней среды. Все это вызвало большую тревогу среди местного населения и слухи о готовящемся "сверхсильном" землетрясении.
Ядерный взрыв на озере Лобнор породил мощную упругую волну, которая распространяясь в земной коре создала знакопеременное напряжение в земной коре. Резкое сжатие пород и последующее - растяжение приводит к "эффекту поршня". Жидкости и газы, содержащиеся в пустотах и трещинах земной коры, сильно динамизируются. Это приводит к тому, что газы и аэрозоли содержащиеся в глубинах, выталкиваются в атмосферу. При этом часто фиксируется громадный приток гелия, водорода и ртути над Теректинским сбросо-сдвигом (Дмитриев, 1998). В определенные периоды геодинамических подвижек, когда волна сжатия приводила к выдавливанию газовой фазы из глубин широтной структуры региона также наблюдались своеобразные облака, светополосы и др. В случае со взрывом на полигоне Китая произошло нечто подобное. Горно-Алтайск и погруженные структуры по фасу Алтая изобилуют разломами, часть из которых подновляются и дренирует земную кору на значительные глубины. "Мгновенное" поджатие разломных структур неизбежно приводит к выдавливанию газов из глубин в атмосферу.
Значительное поступление газов из земной коры в атмосферу и привело к крупному площадному образованию аэрозолей и повлияло на характер метеоусловий - кратковременно породило необычную облачность. Произошел также "сплыв" электрозарядов из литосферных глубин по плоским волноводам разломов, Это и породило все погодные аномалии и светящиеся образования. Наблюдающиеся свечения свидетельство молекулярного избыточного заряда в атмосфере. Примеси глубинного генезиса ведут к перераспределению ионов, при этом наличие металлов в примесях (щелочи, ртуть) приводят к диссоциации, превосходящую ионизацию "чистой воды" на 14-15 порядков. Это лавинное ионообразование вполне может образовать самосветящиеся объемы воздуха.
Для выявления возможной связи метеопараметров с последствиями взрыва были проанализированы данные ГМС Кызыл-Озек. В этот день температура имеет обычный суточный тренд с понижением в ночное и с повышением в дневное время суток. Влажность и давление имеют более сложный характер поведения, т.е.:
совпадающий рост до 07-00 часов 17 августа и падение до 16-00;
в 19-00 корреляция резко нарушается: влажность падает с 52 до 19%, давление остается приблизительно на том же уровне;
в следующий период измерения 22-00 влажность резко растет (до 98%), сохраняясь на этом уровне до 04-00 часов, постепенно падая к дневному времени суток 18 августа.
Обращает на себя внимание резкий скачок влажности с 16-00 до 22-00. К сожалению, мы не имеем более частые измерения метеопараметров, т.к. кроме вышеназванной причины на изменение влажности может влиять облакообразование, изменение направления и скорости ветра и т.п. В тоже время очень актуальным является изучение реагирования метеопараметров Горного Алтая на подземные ядерные взрывы.