Rysslands invasion av Ukraina har satt hotet om kärnvapenkrig i förgrunden. Men hur skulle moderna kärnvapendetonationer påverka världen idag? En ny studie publicerad idag i AGU Advances ger skarp information om kärnvapenkrigets globala inverkan.

Studiens huvudförfattare LSU Institutionen för oceanografi och kustvetenskaper biträdande professor Cheryl Harrison och medförfattare körde flera datorsimuleringar för att studera effekterna av regionalt och större kärnvapenkrig på jordens system med tanke på dagens kärnvapenkrigföring. Nio nationer kontrollerar för närvarande mer än 13 000 kärnvapen i världen, enligt Stockholm International Peace Research Institute.

I alla forskarnas simulerade scenarier skulle kärnvapenstormar släppa ut sot och rök i den övre atmosfären som skulle blockera solen vilket resulterade i missväxt runt om i världen. Under den första månaden efter kärnvapendetonation skulle den globala genomsnittstemperaturen sjunka med cirka 13 grader Fahrenheit, en större temperaturförändring än under den senaste istiden.

"Det spelar ingen roll vem som bombar vem. Det kan vara Indien och Pakistan eller Nato och Ryssland. När väl röken släpps ut i den övre atmosfären sprider den sig globalt och påverkar alla", säger Harrison, som har en gemensam utnämning på LSU Center for Computation &Technology.

Havets temperaturer skulle sjunka snabbt och skulle inte återgå till sitt förkrigsläge även efter att röken försvunnit. När planeten blir kallare expanderar havsisen med mer än 6 miljoner kvadratkilometer och 6 fot djupt i vissa bassänger som blockerar stora hamnar, inklusive Pekings hamn Tianjin, Köpenhamn och St. Petersburg. Havsisen skulle spridas till normalt isfria kustområden och blockera sjöfarten över norra halvklotet vilket gör det svårt att få mat och förnödenheter till vissa städer som Shanghai, där fartyg inte är beredda att möta havsis.

Det plötsliga fallet i ljus och havstemperaturer, särskilt från Arktis till Nordatlanten och norra Stilla havet, skulle döda de marina algerna, som är grunden för det marina näringsnätet, vilket i huvudsak skapar en hungersnöd i havet. Detta skulle stoppa det mesta av fiske och vattenbruk.

Forskarna simulerade vad som skulle hända med jordens system om USA och Ryssland använde 4 400 100-kilotons kärnvapen för att bomba städer och industriområden, vilket resulterade i bränder som sprutade ut 150 teragram, eller mer än 330 miljarder pund, av rök och solljusabsorberande svart kol, in i den övre atmosfären. De simulerade också vad som skulle hända om Indien och Pakistan detonerade omkring 500 100 kiloton kärnvapen vilket resulterade i 5 till 47 teragram, eller 11 miljarder till 103 miljarder pund, rök och sot i den övre atmosfären.

"Kärnvapenkrigföring resulterar i ödesdigra konsekvenser för alla. Världsledare har använt våra studier tidigare som en drivkraft för att få ett slut på kärnvapenkapplöpningen på 1980-talet, och för fem år sedan för att anta ett fördrag i FN om att förbjuda kärnvapen. Vi hoppas att den här nya studien kommer att uppmuntra fler nationer att ratificera förbudsavtalet", säger medförfattaren Alan Robock, framstående professor vid institutionen för miljövetenskaper vid Rutgers University.

Den här studien visar den globala kopplingen mellan jordens system, särskilt inför störningar oavsett om de orsakas av vulkanutbrott, massiva skogsbränder eller krig.

"Det nuvarande kriget i Ukraina med Ryssland och hur det har påverkat gaspriserna visar oss verkligen hur bräcklig vår globala ekonomi och våra leveranskedjor är för vad som kan tyckas vara regionala konflikter och störningar", sa Harrison.

Vulkanutbrott producerar också moln av partiklar i den övre atmosfären. Genom historien har dessa utbrott haft liknande negativa effekter på planeten och civilisationen.

"Vi kan undvika kärnvapenkrig, men vulkanutbrott kommer definitivt att hända igen. Det finns inget vi kan göra åt det, så det är viktigt när vi pratar om motståndskraft och hur vi ska utforma vårt samhälle, att vi överväger vad vi behöver göra. för att förbereda sig för oundvikliga klimatchocker," sa Harrison. "Vi kan och måste dock göra allt vi kan för att undvika kärnvapenkrig. Effekterna är alltför sannolika att bli globalt katastrofala."

Hav tar längre tid att återhämta sig än land. I det största USA-Ryssland-scenariot kommer havsåterhämtningen sannolikt att ta årtionden vid ytan och hundratals år på djupet, medan förändringar av arktisk havsis sannolikt kommer att pågå i tusentals år och i praktiken vara en "kärnkraftslilla istid". Marina ekosystem skulle störas kraftigt av både den initiala störningen och i den nya havsstaten, vilket skulle resultera i långsiktiga, globala effekter på ekosystemtjänster som fiske, skriver författarna.