home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac of the 20th Century / TIME, Almanac of the 20th Century.ISO / 1980 / 84 / 84pla45 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1994-02-27  |  11.4 KB  |  225 lines

  1. <text>
  2. <title>
  3. (1984) Debate Over A Frozen Planet
  4. </title>
  5. <history>
  6. TIME--The Weekly Newsmagazine--1984 Highlights    
  7. </history>
  8. <link 07622>
  9. <link 07546>
  10. <link 00122><link 00104><article>
  11. <source>Time Magazine</source>
  12. <hdr>
  13. December 24, 1984
  14. SCIENCE
  15. Debate over a Frozen Planet
  16. </hdr>
  17. <body>
  18. <p>A major study supports the grim prediction of nuclear winter
  19. </p>
  20. <p>     It is two weeks after a major nuclear war, and the searing
  21. white flashes of 25,000 bombs have faded into a black drizzle
  22. of radioactive fallout. Yet Armageddon is not complete: for
  23. miles above the earth, sunlight is blotted out by plumes of
  24. smoke from the vast conflagrations in which the major cities of
  25. the Northern Hemisphere have been consumed. This thick veil
  26. of soot and dust slowly circulates through various layers of the
  27. atmosphere, blanketing entire continents, creating a world of
  28. frigid darkness. As ground temperatures plummet by as much as
  29. 40 degrees F and the sun is obscured, crops in Iowa, Nebraska
  30. and the Ukraine in the Soviet Union perish.
  31. </p>
  32. <p>     This grim scene is a possible approximation of the aftermath of
  33. nuclear war, according to a study released in Washington last
  34. week by the National Research Council, the principal operating
  35. agency of the nation's most august scientific body, the National
  36. Academy of Sciences. Three years ago, Paul Crutzen, a Dutch
  37. meteorologist who is now director of the Max Planck Institute
  38. for Chemistry in Mainz, West Germany, suggested that a
  39. cataclysmic nuclear war could be followed by a period of icy
  40. gloom. Later, Atmospheric Scientist Richard Turco of R & D
  41. Associates in Marina del Rey, Calif., Astronomer Carl Sagan of
  42. Cornell University and a handful of other researchers elaborated
  43. on the idea, concluding that the cold, which they called nuclear
  44. winter, could last for months. Some scientists have disagreed
  45. with a few of the more extreme predictions of this hypothesis,
  46. which has been given its first official stamp of credibility by
  47. the 193-page N.A.S. report. Declared Committee Member Turco:
  48. "This legitimizes the problem."
  49. </p>
  50. <p>     The study, which was commissioned in 1983 by the Department of
  51. Defense's nuclear agency, cautioned that uncertainties remain
  52. in many of the calculations. Even so, said George F. Carrier,
  53. an applied mathematician at Harvard University who was chairman
  54. of the 18-member committee, the N.A.S. findings were
  55. "consistent" with the original studies, which predicted global
  56. cooling and severe hardship for any survivors. The panel
  57. recommended that high priority be given to serious research to
  58. try to answer some of the more elusive questions that the
  59. nuclear-winter theory has raised.
  60. </p>
  61. <p>     The answers could eventually play a role in formulating the
  62. nation's defense strategy. Already one U.S. Government defense
  63. study, prepared by the Center for Aerospace Doctrine, Research
  64. and Education in Montgomery, Ala., has based its policy analyses
  65. on the assumption that the nuclear-winter theory is correct.
  66. Says Theodore Postol, a strategic-arms consultant at Stanford
  67. University: "I see this as a vehicle to raise questions about
  68. our whole nuclear strategy."
  69. </p>
  70. <p>     Science Adviser George Keyworth II and other members of the
  71. Reagan Administration are citing nuclear winter as further
  72. justification for developing the Star Wars defense system, which
  73. might employ space-based weapons to destroy incoming missiles.
  74. With such a system in place, argues Keyworth, neither side
  75. would be tempted to strike first, hence the risk of a major war
  76. and its climatic consequences would be diminished. But Postol
  77. and many other nuclear strategists insist that Star Wars would
  78. more likely force the Soviets also to build advanced weapons and
  79. thus increase the threat of global holocaust.
  80. </p>
  81. <p>     The U.S. and the Soviet Union together now have about 50,000
  82. weapons with an explosive power of 13,000 megatons in their
  83. nuclear arsenals. Carrier's committee studied a hypothetical war
  84. in which about half these weapons were used, both on military
  85. targets and on the 1,000 largest cities in the North Atlantic
  86. Treaty Organization and Warsaw Pact countries. The blasts from
  87. such a war, the report concluded, would immediately send 10
  88. million to 24 million tons of dust into the stratosphere.
  89. Another 20 million to 650 million tons of smoke coming from the
  90. blasted cities and forests would be deposited mostly in the
  91. troposphere. Vast clouds of dust and smoke would spread across
  92. entire continents within days, and the Northern Hemisphere could
  93. be blocked from 99% of the sun's light.
  94. </p>
  95. <p>     Those grim findings could enhance the prospects for a major
  96. federal study. In response to the N.A.S. report, the White
  97. House may ask for at least part of a $50 million investigation
  98. of nuclear winter that is under consideration. Global weather
  99. patterns and the behavior of forest fires are two areas likely
  100. to figure prominently in the study.
  101. </p>
  102. <p>     Whether nuclear winter would actually occur after an atomic
  103. conflagration is debatable, because the subject involves a
  104. complex amalgam of chemistry, physics and meteorology. Indeed
  105. the researchers who originated the concept stumbled upon it from
  106. several different directions. Many scientists had considered
  107. the climatic effects of nuclear war to be relatively
  108. insignificant until Paul Crutzen, together with U.S. Chemist
  109. John Birks, on leave from the University of Colorado, drew
  110. attention to a previously overlooked problem: soot from fires.
  111. In 1981, while researching a journal article on the atmospheric
  112. consequences of nuclear war, the two assumed that at least
  113. 386,000 sq. mi. of forest could burn during a nuclear holocaust.
  114. They estimated that the enormous columns of smoke rising into
  115. the troposphere--where weather is generated--and possibly
  116. into the stratosphere would be enough to block out nearly all
  117. sunlight in many areas for weeks and maybe months.
  118. </p>
  119. <p>     In the U.S., Sagan and Turco, together with Brian Toon, Thomas
  120. Ackerman and James Pollack (the three are now at NASA's Ames
  121. Research Center in Moffett Field, Calif.), arrived at their own
  122. idea of nuclear winter in a somewhat more circuitous fashion.
  123. They devised a series of equations, growing out of a study of
  124. the Martian climate, to explain the cooling effects of dust in
  125. the atmosphere. The scientists analyzed everything from storms
  126. on Mars and volcanoes on earth to the possibility that an
  127. asteroid collision 65 million years ago was responsible for the
  128. demise of some of the dinosaurs. Finally, they realized that yet
  129. another event would kick up large amounts of obscuring dust:
  130. a nuclear war.
  131. </p>
  132. <p>     The Turco research team, hearing of Crutzen's work just before
  133. publication, was able to incorporate the effects of smoke and
  134. soot into its calculations. The following year, using a
  135. powerful Cray computer at Ames, they produced dozens of
  136. scenarios showing the climatic impact of nuclear wars of varying
  137. intensity and location. Christened TTAPS, after the authors'
  138. last initials, the study assumed a nuclear bombardment of 5,000
  139. megatons. Targets were confined to the Northern Hemisphere but
  140. included sites ranging from missile silos to crowded cities.
  141. The study showed that the detonations would suck up more than
  142. 25,000 tons of dust into the troposphere and lower stratosphere.
  143. Vast firestorms would gallop through forests and urban areas
  144. alike. Says Steven Schneider, a climatologist for the National
  145. Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA), who has
  146. studied nuclear winter in detail: "Everything that burns--tables, chairs, human beings--is going to be turned into
  147. something that smokes."
  148. </p>
  149. <p>     The American scientists predicted that the clouds of smoke
  150. would combine into fewer, more enormous columns containing as
  151. much as 225 million tons of soot, which would collect in the
  152. troposphere and stratosphere. Perhaps most startling of all,
  153. the calculations showed the smoke spreading from its origin in
  154. the Northern Hemisphere to the sky below the equator.
  155. </p>
  156. <p>     Even a relatively small conflict of 100 megatons could trigger
  157. a nuclear winter if the targets were cities, according to the
  158. TTAPS study. In sum, the researchers declared, the reality of
  159. nuclear winter raises the possibility that any aggressor will
  160. end up exterminating himself. Says Sagan: "A doomsday machine
  161. has been built cooperatively by the U.S. and the Soviet Union,
  162. but nobody knew it was there."
  163. </p>
  164. <p>     Since the appearance of the TTAPS paper, Nuclear Physicist
  165. Edward Teller and his colleagues at California's Lawrence
  166. Livermore Laboratory, a major weapons-research center, have
  167. sought to downplay the degree of destruction postulated by
  168. TTAPS. Writing in the authoritative research journal Nature
  169. last August, Teller noted that several factors may serve to thaw
  170. a nuclear winter: firestorms that loft smoke to a high altitude
  171. are very rare and depend on dense concentrations of fuel and
  172. precise weather conditions that allow all available oxygen to
  173. be consumed. Any slight incidence of cooling, Teller told TIME,
  174. "will be much less bad than the direct effects of a nuclear
  175. war."
  176. </p>
  177. <p>     Livermore calculations buttress Teller's theories. In one
  178. computer simulation of a detonation of a single-megaton
  179. explosion, Physicist Joyce Penner, who heads the laboratory's
  180. study of nuclear smoke, found that a column did indeed rise six
  181. miles into the sky, but that half the smoke dropped quickly into
  182. the troposphere. The 50% that remained aloft, Penner estimated,
  183. contained nearly three times the condensation needed to produce
  184. rain. This finding suggested that even smoke in the
  185. stratosphere, beyond the reaches of normal weather patterns,
  186. would create its own storm and fall back to earth.
  187. </p>
  188. <p>     Neither computers nor scientists on either side of the argument
  189. have yet been able to answer the major questions about
  190. conditions following a nuclear attack: How high would a column
  191. of smoke rise from an urban obliteration? How much smoke would
  192. fall back to earth? Would the sun cause smoke plumes to heat up
  193. and rise higher into the stratosphere? How many megatons would
  194. have to be detonated in order to trigger nuclear winter? To get
  195. some answers, several federal agencies, including the
  196. Departments of Defense and Energy, the NOAA, NASA and the
  197. Environmental Protection Agency are about to launch a
  198. comprehensive study. In one of the survey's likely
  199. investigations, a plane will fly above large-scale forest fires,
  200. and on-board equipment will gauge particle size and the
  201. destination of the soot. High above the earth, satellites will
  202. photograph the smoke plumes.
  203. </p>
  204. <p>     The information gathered will then be fed into computers.
  205. Classified data on weapon yields and height of bursts will be
  206. included as well. Still, there is no guarantee that all the
  207. mysteries of nuclear winter can be unraveled. Says Alan Hecht,
  208. director of the National Climate Program Office in Washington:
  209. "We're being asked to solve a question that is at the heart of
  210. meteorology today." In other words, if scientists cannot
  211. predict tomorrow's weather, how can they foresee the aftermath
  212. of World War III?
  213. </p>
  214. <p>     Perhaps the ultimate meaning of the possibility of nuclear
  215. winter is the pressing need for effective arms-control
  216. agreements. Says Crutzen: "My advice to world leaders is,
  217. `Come to your senses.'"
  218. </p>
  219. <p>-- By Natalie Angier. Reported by Barrett Seaman/Washington and
  220. Dick Thompson/San Francisco
  221. </p>
  222.  
  223. </body>
  224. </article>
  225. </text>
  226.