home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1995 / TIME Almanac 1995.iso / time / caps / 84 / 84pla45 < prev    next >
Text File  |  1995-02-23  |  12KB  |  228 lines

  1. <text id=93HT0662>
  2. <link 93XP0180>
  3. <link 93XP0145>
  4. <link 93HT0620>
  5. <link 93HT0540>
  6. <title>
  7. 1984: Debate Over A Frozen Planet
  8. </title>
  9. <history>
  10. TIME--The Weekly Newsmagazine--1984 Highlights    
  11. </history>
  12. <article>
  13. <source>Time Magazine</source>
  14. <hdr>
  15. December 24, 1984
  16. SCIENCE
  17. Debate over a Frozen Planet
  18. </hdr>
  19. <body>
  20. <p>A major study supports the grim prediction of nuclear winter
  21. </p>
  22. <p>     It is two weeks after a major nuclear war, and the searing
  23. white flashes of 25,000 bombs have faded into a black drizzle
  24. of radioactive fallout. Yet Armageddon is not complete: for
  25. miles above the earth, sunlight is blotted out by plumes of
  26. smoke from the vast conflagrations in which the major cities of
  27. the Northern Hemisphere have been consumed. This thick veil
  28. of soot and dust slowly circulates through various layers of the
  29. atmosphere, blanketing entire continents, creating a world of
  30. frigid darkness. As ground temperatures plummet by as much as
  31. 40 degrees F and the sun is obscured, crops in Iowa, Nebraska
  32. and the Ukraine in the Soviet Union perish.
  33. </p>
  34. <p>     This grim scene is a possible approximation of the aftermath of
  35. nuclear war, according to a study released in Washington last
  36. week by the National Research Council, the principal operating
  37. agency of the nation's most august scientific body, the National
  38. Academy of Sciences. Three years ago, Paul Crutzen, a Dutch
  39. meteorologist who is now director of the Max Planck Institute
  40. for Chemistry in Mainz, West Germany, suggested that a
  41. cataclysmic nuclear war could be followed by a period of icy
  42. gloom. Later, Atmospheric Scientist Richard Turco of R & D
  43. Associates in Marina del Rey, Calif., Astronomer Carl Sagan of
  44. Cornell University and a handful of other researchers elaborated
  45. on the idea, concluding that the cold, which they called nuclear
  46. winter, could last for months. Some scientists have disagreed
  47. with a few of the more extreme predictions of this hypothesis,
  48. which has been given its first official stamp of credibility by
  49. the 193-page N.A.S. report. Declared Committee Member Turco:
  50. "This legitimizes the problem."
  51. </p>
  52. <p>     The study, which was commissioned in 1983 by the Department of
  53. Defense's nuclear agency, cautioned that uncertainties remain
  54. in many of the calculations. Even so, said George F. Carrier,
  55. an applied mathematician at Harvard University who was chairman
  56. of the 18-member committee, the N.A.S. findings were
  57. "consistent" with the original studies, which predicted global
  58. cooling and severe hardship for any survivors. The panel
  59. recommended that high priority be given to serious research to
  60. try to answer some of the more elusive questions that the
  61. nuclear-winter theory has raised.
  62. </p>
  63. <p>     The answers could eventually play a role in formulating the
  64. nation's defense strategy. Already one U.S. Government defense
  65. study, prepared by the Center for Aerospace Doctrine, Research
  66. and Education in Montgomery, Ala., has based its policy analyses
  67. on the assumption that the nuclear-winter theory is correct.
  68. Says Theodore Postol, a strategic-arms consultant at Stanford
  69. University: "I see this as a vehicle to raise questions about
  70. our whole nuclear strategy."
  71. </p>
  72. <p>     Science Adviser George Keyworth II and other members of the
  73. Reagan Administration are citing nuclear winter as further
  74. justification for developing the Star Wars defense system, which
  75. might employ space-based weapons to destroy incoming missiles.
  76. With such a system in place, argues Keyworth, neither side
  77. would be tempted to strike first, hence the risk of a major war
  78. and its climatic consequences would be diminished. But Postol
  79. and many other nuclear strategists insist that Star Wars would
  80. more likely force the Soviets also to build advanced weapons and
  81. thus increase the threat of global holocaust.
  82. </p>
  83. <p>     The U.S. and the Soviet Union together now have about 50,000
  84. weapons with an explosive power of 13,000 megatons in their
  85. nuclear arsenals. Carrier's committee studied a hypothetical war
  86. in which about half these weapons were used, both on military
  87. targets and on the 1,000 largest cities in the North Atlantic
  88. Treaty Organization and Warsaw Pact countries. The blasts from
  89. such a war, the report concluded, would immediately send 10
  90. million to 24 million tons of dust into the stratosphere.
  91. Another 20 million to 650 million tons of smoke coming from the
  92. blasted cities and forests would be deposited mostly in the
  93. troposphere. Vast clouds of dust and smoke would spread across
  94. entire continents within days, and the Northern Hemisphere could
  95. be blocked from 99% of the sun's light.
  96. </p>
  97. <p>     Those grim findings could enhance the prospects for a major
  98. federal study. In response to the N.A.S. report, the White
  99. House may ask for at least part of a $50 million investigation
  100. of nuclear winter that is under consideration. Global weather
  101. patterns and the behavior of forest fires are two areas likely
  102. to figure prominently in the study.
  103. </p>
  104. <p>     Whether nuclear winter would actually occur after an atomic
  105. conflagration is debatable, because the subject involves a
  106. complex amalgam of chemistry, physics and meteorology. Indeed
  107. the researchers who originated the concept stumbled upon it from
  108. several different directions. Many scientists had considered
  109. the climatic effects of nuclear war to be relatively
  110. insignificant until Paul Crutzen, together with U.S. Chemist
  111. John Birks, on leave from the University of Colorado, drew
  112. attention to a previously overlooked problem: soot from fires.
  113. In 1981, while researching a journal article on the atmospheric
  114. consequences of nuclear war, the two assumed that at least
  115. 386,000 sq. mi. of forest could burn during a nuclear holocaust.
  116. They estimated that the enormous columns of smoke rising into
  117. the troposphere--where weather is generated--and possibly
  118. into the stratosphere would be enough to block out nearly all
  119. sunlight in many areas for weeks and maybe months.
  120. </p>
  121. <p>     In the U.S., Sagan and Turco, together with Brian Toon, Thomas
  122. Ackerman and James Pollack (the three are now at NASA's Ames
  123. Research Center in Moffett Field, Calif.), arrived at their own
  124. idea of nuclear winter in a somewhat more circuitous fashion.
  125. They devised a series of equations, growing out of a study of
  126. the Martian climate, to explain the cooling effects of dust in
  127. the atmosphere. The scientists analyzed everything from storms
  128. on Mars and volcanoes on earth to the possibility that an
  129. asteroid collision 65 million years ago was responsible for the
  130. demise of some of the dinosaurs. Finally, they realized that yet
  131. another event would kick up large amounts of obscuring dust:
  132. a nuclear war.
  133. </p>
  134. <p>     The Turco research team, hearing of Crutzen's work just before
  135. publication, was able to incorporate the effects of smoke and
  136. soot into its calculations. The following year, using a
  137. powerful Cray computer at Ames, they produced dozens of
  138. scenarios showing the climatic impact of nuclear wars of varying
  139. intensity and location. Christened TTAPS, after the authors'
  140. last initials, the study assumed a nuclear bombardment of 5,000
  141. megatons. Targets were confined to the Northern Hemisphere but
  142. included sites ranging from missile silos to crowded cities.
  143. The study showed that the detonations would suck up more than
  144. 25,000 tons of dust into the troposphere and lower stratosphere.
  145. Vast firestorms would gallop through forests and urban areas
  146. alike. Says Steven Schneider, a climatologist for the National
  147. Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA), who has
  148. studied nuclear winter in detail: "Everything that burns--tables, chairs, human beings--is going to be turned into
  149. something that smokes."
  150. </p>
  151. <p>     The American scientists predicted that the clouds of smoke
  152. would combine into fewer, more enormous columns containing as
  153. much as 225 million tons of soot, which would collect in the
  154. troposphere and stratosphere. Perhaps most startling of all,
  155. the calculations showed the smoke spreading from its origin in
  156. the Northern Hemisphere to the sky below the equator.
  157. </p>
  158. <p>     Even a relatively small conflict of 100 megatons could trigger
  159. a nuclear winter if the targets were cities, according to the
  160. TTAPS study. In sum, the researchers declared, the reality of
  161. nuclear winter raises the possibility that any aggressor will
  162. end up exterminating himself. Says Sagan: "A doomsday machine
  163. has been built cooperatively by the U.S. and the Soviet Union,
  164. but nobody knew it was there."
  165. </p>
  166. <p>     Since the appearance of the TTAPS paper, Nuclear Physicist
  167. Edward Teller and his colleagues at California's Lawrence
  168. Livermore Laboratory, a major weapons-research center, have
  169. sought to downplay the degree of destruction postulated by
  170. TTAPS. Writing in the authoritative research journal Nature
  171. last August, Teller noted that several factors may serve to thaw
  172. a nuclear winter: firestorms that loft smoke to a high altitude
  173. are very rare and depend on dense concentrations of fuel and
  174. precise weather conditions that allow all available oxygen to
  175. be consumed. Any slight incidence of cooling, Teller told TIME,
  176. "will be much less bad than the direct effects of a nuclear
  177. war."
  178. </p>
  179. <p>     Livermore calculations buttress Teller's theories. In one
  180. computer simulation of a detonation of a single-megaton
  181. explosion, Physicist Joyce Penner, who heads the laboratory's
  182. study of nuclear smoke, found that a column did indeed rise six
  183. miles into the sky, but that half the smoke dropped quickly into
  184. the troposphere. The 50% that remained aloft, Penner estimated,
  185. contained nearly three times the condensation needed to produce
  186. rain. This finding suggested that even smoke in the
  187. stratosphere, beyond the reaches of normal weather patterns,
  188. would create its own storm and fall back to earth.
  189. </p>
  190. <p>     Neither computers nor scientists on either side of the argument
  191. have yet been able to answer the major questions about
  192. conditions following a nuclear attack: How high would a column
  193. of smoke rise from an urban obliteration? How much smoke would
  194. fall back to earth? Would the sun cause smoke plumes to heat up
  195. and rise higher into the stratosphere? How many megatons would
  196. have to be detonated in order to trigger nuclear winter? To get
  197. some answers, several federal agencies, including the
  198. Departments of Defense and Energy, the NOAA, NASA and the
  199. Environmental Protection Agency are about to launch a
  200. comprehensive study. In one of the survey's likely
  201. investigations, a plane will fly above large-scale forest fires,
  202. and on-board equipment will gauge particle size and the
  203. destination of the soot. High above the earth, satellites will
  204. photograph the smoke plumes.
  205. </p>
  206. <p>     The information gathered will then be fed into computers.
  207. Classified data on weapon yields and height of bursts will be
  208. included as well. Still, there is no guarantee that all the
  209. mysteries of nuclear winter can be unraveled. Says Alan Hecht,
  210. director of the National Climate Program Office in Washington:
  211. "We're being asked to solve a question that is at the heart of
  212. meteorology today." In other words, if scientists cannot
  213. predict tomorrow's weather, how can they foresee the aftermath
  214. of World War III?
  215. </p>
  216. <p>     Perhaps the ultimate meaning of the possibility of nuclear
  217. winter is the pressing need for effective arms-control
  218. agreements. Says Crutzen: "My advice to world leaders is,
  219. `Come to your senses.'"
  220. </p>
  221. <p>-- By Natalie Angier. Reported by Barrett Seaman/Washington and
  222. Dick Thompson/San Francisco</p>
  223.  
  224. </body>
  225. </article>
  226. </text>
  227.  
  228.