Des scientifiques et des étudiants dirigés par l'Université du Colorado Boulder et l'Université Rutgers calculent les impacts environnementaux et humains d'une éventuelle guerre nucléaire en utilisant les outils scientifiques les plus sophistiqués disponibles.

Les chercheurs principaux, CU Boulder professeur Brian Toon et Rutgers professeur Alan Robock, étudient la menace en profondeur depuis des décennies. Ils ont été parmi les premiers scientifiques à formuler la théorie de "l'hiver nucléaire", qui indiquait qu'une guerre nucléaire entre deux pays pourrait refroidir certaines parties de la planète et déclencher la famine et la famine de masse, même dans les nations non impliquées dans la guerre.

En 1983, Toon, Robock et d'autres, dont Carl Sagan de l'Université Cornell, ont suivi le scientifique néerlandais Paul Crutzen et le professeur John Birks, aujourd'hui à la retraite, du CU Boulder, qui a publié une étude de 1982 concluant que la fumée des forêts en feu, les villes et les réserves de pétrole causées par les explosions nucléaires bloqueraient la lumière du soleil et refroidiraient la Terre. Le journal de l'hiver nucléaire de 1983, que Toon a co-écrit, a été publié dans Science et a attiré l'attention mondiale des scientifiques, les politiciens et le public.

"Je trouve surprenant et frustrant que les effets catastrophiques potentiels d'une guerre nucléaire aient disparu du radar de nombreuses personnes à la suite des discussions sur l'hiver nucléaire qui ont commencé au début des années 1980, " a déclaré Toon. " L'un de nos objectifs pour cette étude est d'informer les gens à quel point ces armes sont dangereuses en fournissant une analyse scientifique solide des problèmes. "

Menace persistante d'un "hiver nucléaire"

La nouvelle étude calculera en détail pour la première fois les impacts de la guerre nucléaire sur l'agriculture et la chaîne alimentaire océanique et sur l'homme, y compris la disponibilité de nourriture et l'activité de migration, a déclaré Toon du Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de CU Boulder. L'équipe utilise divers scénarios pour calculer la quantité de fumée produite par les incendies dans les villes modernes déclenchées par des explosions nucléaires serait produite par les tempêtes de feu urbaines et leurs combustibles disponibles, dit Toon.

"Le facteur le plus important est la quantité de fumée qui serait générée par les incendies déclenchés par des explosions nucléaires dans les villes et les zones industrielles et projetée dans la haute atmosphère, " dit Robock, professeur distingué au Département des sciences de l'environnement de Rutgers. "Pour la première fois, nous modéliserons les incendies et les tempêtes de feu, en utilisant des estimations détaillées de ce qui brûlerait, sur la base de nouveaux scénarios crédibles sur la façon dont une guerre nucléaire pourrait être menée. »

Bien que l'arsenal nucléaire mondial ait été réduit d'environ 75 % après la fin de la guerre froide dans les années 1980, il y en a encore une quinzaine, 000 armes nucléaires réparties entre neuf nations. Alors que les États-Unis et la Russie détiennent la majeure partie des armes, les autres membres du "Nuclear Club" mondial sont la Grande-Bretagne, Chine, La France, Israël, Pakistan, Inde et Corée du Nord.

Toon a souligné que les menaces d'un incident nucléaire n'ont pas diminué et pourraient résulter de problèmes de communication, panique internationale, piratage ou dysfonctionnement informatique, le terrorisme ou l'action d'un chef voyou d'une nation nucléaire. Corée du Nord, qui possède 10 à 20 armes nucléaires, continue d'afficher sa puissance militaire - plus récemment avec le lancement d'un missile balistique intercontinental que l'on croyait capable d'atteindre l'Alaska ou Hawaï - qui a été condamnée par de nombreux pays, y compris les États-Unis, Russie et Chine.

Supercalculateurs, les modèles climatiques racontent une histoire de guerre nucléaire

L'équipe utilise des superordinateurs et des modèles climatiques sophistiqués développés par le National Center for Atmospheric Research (NCAR) à Boulder pour calculer la quantité de combustibles dans les grandes villes et la quantité de fumée pouvant être produite par les explosions nucléaires. Les chercheurs utilisent également des modèles de commerce agricole et alimentaire mondial pour évaluer l'impact sur les cultures d'une éventuelle guerre nucléaire et la possibilité d'une famine généralisée.

"Les calculs montrent qu'il y a assez de nourriture sur la planète pour nourrir les gens pendant environ 60 jours, et une ville moyenne a à peu près assez de nourriture pour nourrir ses habitants pendant seulement sept jours, " dit Toon, également professeur au département des sciences atmosphériques et océaniques (ATOC). « Le fonctionnement de notre société repose en grande partie sur notre capacité à transporter de la nourriture, du combustible et d'autres biens, des activités qui seraient gravement affectées par une guerre nucléaire.

En 2016, Robock et Toon ont écrit un article de commentaire dans le New York Times intitulé Mettons fin au péril d'un hiver nucléaire. Ils y soulignent leur étude de 2007 sur l'impact potentiel d'une guerre nucléaire entre l'Inde et le Pakistan, chaque pays faisant exploser 50 bombes de la taille d'Hiroshima.

Un résultat ? La fumée des explosions ferait plonger les températures, causant du blé, riz, la production de maïs et de soja sera réduite de 10 à 40 pour cent dans le monde pendant cinq ans. Les explosions provoqueraient également un grave appauvrissement de la couche d'ozone de la Terre, nuire à la santé humaine et à l'environnement, dit Toon.

Le nouveau projet est financé par une période de trois ans, Subvention de 3 millions de dollars de l'Open Philanthropy Project dont le siège est à San Francisco. Open Philanthropy se concentre sur le financement de projets dans quatre grandes catégories :politique américaine, risques catastrophiques mondiaux, recherche scientifique, et la santé mondiale et le développement.

Étudiants impliqués dans la recherche

Dans le cadre de l'initiative Open Philanthropy, Le professeur Yunping Xi de CU Boulder et ses étudiants évalueront la quantité de matériaux de construction inflammables dans les villes modernes de diverses parties du monde, ainsi que le contenu inflammable de ces bâtiments. La professeure Julie Lundquist de CU Boulder et ses étudiants utiliseront des modèles de recherche et de prévision météorologiques sophistiqués développés au NCAR pour exécuter des simulations informatiques sur la façon dont le terrain et la rugosité de la surface pourraient avoir un impact sur le comportement du feu après une détonation nucléaire.

Robock travaille avec plusieurs étudiants diplômés, dont Joshua Coupé, qui contribuera à la modélisation du climat. Un autre de ses étudiants diplômés, Guangoh Jheong, travaillera sur la modélisation agricole avec Florian Zabel, chercheur postdoctoral à l'Université de Chicago. Le professeur agrégé Rutgers Gal Hochman et l'étudiant diplômé Hainan Zhang travailleront sur la modélisation économique de l'effort, dit Robock.

Les scientifiques du NCAR Charles Bardeen et Michael Mills, qui ont tous deux reçu leur doctorat à CU Boulder, utilisera les derniers modèles climatiques atmosphériques et d'aérosols développés au centre pour mieux comprendre la réponse du système climatique à la suie des incendies. Sur la base des connaissances scientifiques actuelles, certains pourraient se retrouver dans la stratosphère de 10 à 30 miles au-dessus de la surface de la Terre et rester en altitude pendant des années, voire des décennies, dit Toon.

Travailler avec Toon, Bardeen et Mills, qui ont déjà collaboré avec lui sur des simulations d'hiver nucléaire, suivront les injections de gaz et d'aérosols provenant des incendies de la ville, calculer leur transport, l'élimination et l'interaction des particules avec les nuages, la lumière du soleil entrante et le climat.

En outre, Nicole Lovenduski, professeure adjointe à CU Boulder, et ses étudiants étudieront comment la chaîne alimentaire océanique pourrait changer en réponse aux perturbations climatiques et à l'augmentation du rayonnement ultraviolet provenant des explosions nucléaires.

"Notre travail fournira une description beaucoup plus claire des conséquences humanitaires mondiales, étayée par des calculs de pointe des incendies, le changement climatique et l'impact sur la production alimentaire, prix et restrictions pour un certain nombre de différentes guerres nucléaires possibles, " dit Robock.