Двуглавые свиньи Чернобыля: как катастрофа на самом деле изменила местную жизнь
Вопреки рассказам об ужасных последствиях крупнейшей атомной катастрофы, дикая природа от Чернобыля выиграла. Многие виды даже начали откровенно процветать. На первый взгляд это странно, но при внимательном рассмотрении реального влияния радиации на флору и фауну становится ясно: иначе и быть не могло. Впрочем, "чернобыльские байки" ещё могут воплотиться в жизнь. По крайней мере, разработчики новейшего российского оружия пытаются создать именно такое впечатление.
В ночь на 26 апреля 1986 года случилась авария на Чернобыльской АЭС. Ветер подхватил выброшенные из её четвёртого энергоблока радионуклиды и разнёс их на тысячи километров, вплоть до Тулы и Норвегии. Что от неё получили — и продолжают получать — люди, мы уже рассказывали. А как быть с братьями нашими меньшими?
Действительно ли в зоне отчуждения у зверей сохнет мозг (как пишут некоторые западные учёные) и отрастает лишняя голова? Или, как утверждают иные исследователи, зверю лучше с радиацией, но без соседей-людей? Попробуем разобраться с двухголовыми свиньями с цифрами и фактами в руках. Интерес далеко не праздный: как раз сегодня разрабатывается оружие, которое точнее всего было бы назвать "мегачернобылем".
Чернобыль как полигон для предложений академика Сахарова
Технически Чернобыль — мягкие испытания очень слабой нейтронной бомбы. Это довольно страшное сравнение. Такое оружие — практически единственное, способное уничтожить человека как вид. По крайней мере, так обстоят дела сегодня, когда у Homo sapiens нет системы эффективных долговременных убежищ. Обычное ядерное оружие для этой цели категорически не подходит, поскольку нужного числа зарядов на планете нет. Количество боеголовок в мире меньше числа городов. На сельскую местность их просто не хватит: складки местности закроют всех, кто будет дальше считаных километров от эпицентра.
Нейтронное оружие — совсем иное дело. Для уничтожения людей на Земле нужно буквально несколько сот тонн кобальта плюс немного водородных бомб. Это вполне реальное количество, которое можно собрать за считаные годы. Чтобы не убиться от неё самим, будущий лауреат Нобелевской премии мира академик Сахаров предложил подрывать кобальт в термоядерных торпедах у американских портов. Тогда высоко в воздух он не поднимется и весь останется в США.
Однако, когда учёный предложил это советским военным, те оценили идею как "людоедскую" и сообщили, что им "отвратительна сама мысль о таком массовом убийстве". Теперь времена изменились. Никакого СССР больше нет, и сегодня, если верить преднамеренно допущенной государством утечке, наша страна как раз разрабатывает такое оружие. Оно называется "Статус-6" и предусматривает создание обширных радиоактивных пустынь, непригодных для какой бы то ни было деятельности.
Что может дать применение такого оружия — не в крайне ослабленном варианте, как в Чернобыле, а вполне полноценном? Авария на Чернобыльской АЭС дала выброс 37 мегакюри. Наиболее эффективный из вероятных материалов для "Статус-6" — кобальт-59, который при подрыве термоядерной боевой части превратится в кобальт-60. Тонна его даёт 1130 мегакюри, или 31 чернобыль. При этом период полураспада кобальта-60 — 5,2 года. Сто лет после интенсивного поражения им остатки его распада будут мешать повторному заселению загрязнённой территории. По открытым данным, таких торпед будет не слишком много — считаные десятки. Подрыв их, скорее всего, ограничится прибрежными водами США.
Причина лимитированного количества подрывов в том, что если в биосферу выбросить 10 000 тонн кобальта-60 (>300 000 чернобылей), то случится массовое вымирание. При равномерном распределении на квадратный километр планеты будет приходиться 20 граммов (22,5 килокюри). Человек на поверхности за месяц наберёт смертельную дозу с запасом. А десятки "Статусов" смогут ограничить распространение опасных концентраций кобальта прибрежными регионами США.
Подрыв термоядерной боевой части даст наибольший эффект, если будет проводиться на глубине до километра. Так выше будут волны цунами, которое обрушится на берег. При таком взрыве кобальт-60 не поднимется выше тропосферы и его не унесёт ветрами дальше тысячи-другой километров. То есть Восточное полушарие поражено не будет. Зато на побережье США, накрытом кобальтовым цунами и осадками после взрывов, плотность этого радионуклида превысит грамм на квадратный километр, а кое-где — десяток или даже сотню граммов на ту же площадь.
Природа Северной Америки: "статусные" изменения
Чувствительнее всего к радионуклидам хвойные деревья. Раз захватив их, они очень тяжело от них избавляются. При накопленных дозах выше десяти греев хвойные массово гибнут (так случилось со знаменитым "Рыжим лесом"). Даже при одном грамме кобальта на квадратный километр эта доза будет накоплена быстрее, чем за год. Иными словами, хвойных лесов в районе поражения "Статуса-6" не останется. Травянистые растения могут выжить и после десятков греев, но при десятке грамм кобальта на квадратный километр — столько его будет в эпицентрах поражённых прибрежных зон — погибнут и они. Та же участь ждёт грызунов с норами в этой почве.
У мокрицы порог выживания — от 20 греев. В то же время жуки могут существовать при уровне до 5000 греев. Они останутся, хотя через какое-то время пища для них закончится. Гниющих растительных остатков в почве станет намного меньше. Впрочем, вымрет не всё, что растёт. Например, на побережье США останется много лишайников рода Cladonia (часть из них известна нам как ягель). На них уже ставились эксперименты по облучению с помощью кобальта-60, и они выживали даже при нагрузках, соответствующих заражению местности после кобальтовой бомбы. Более того, скорость роста представителей листоватого лишайника Parmelia sulcata при умеренном облучении даже увеличилась по сравнению с контрольной группой необлучаемых лишайников того же вида.
Из-за исчезновения высших растений нарушатся практически все пищевые цепочки. Впрочем, животным будет всё равно, потому что они вымрут. Первыми — млекопитающие. С их быстрым метаболизмом они раньше остальных накопят летальную дозу. Рептилии — включая черепах — прикажут долго жить уже при 15 греях. То же произойдёт и с птицами. Местная биосфера надолго сведётся к мхам и лишайникам, с довольно немногочисленными насекомыми. Уровень радиации снизится до приемлемого для высших растений только через 50 лет, а в отдельных районах — через столетие. К тому же времени в зону поражения смогут вернуться и другие животные.
В то же время в центральной части США, далёкой от берегов, много районов, где подолгу не бывает осадков. Если сразу после подрывов "Статусов" над ними не пройдут дожди, принесённые влажными морскими ветрами, то они останутся практически не затронутыми катастрофой. Их можно было бы накрыть стратосферным подрывом где-то над центром страны. Но в этом случае часть кобальта неизбежно перенеслась бы с ветрами далеко на восток.
Так что появления ракетных аналогов "Статусов" вряд ли стоит ожидать. Подобной бомбой просто нельзя ударить по ограниченному и заранее выбранному району. По сути, это уже не боеприпас, а форма коллективного самоубийства. В стратосфере кобальт способен быстро достигнуть страны — производителя "Статусов”.
Почему Чернобыль-86 не стал радиоактивной пустыней из "Фоллаута"
Нарисованная выше картина мрачна: вместо населённых живностью лесов — отдельные насекомые и лишайники. Однако фотографии Чернобыля, даже в первые годы после аварии, показывают вовсе не такой скудный спектр жизни. В чём дело? Главным образом в том, что на ЧАЭС не было никакого кобальта-59. Как и мощного ядерного взрыва, который превратил бы его в опаснейший кобальт-60.
Всё, что выбросил Чернобыль, по беккерелям эквивалентно 32 килограммам этого вещества. Половина пришлась на радиоактивные газы с очень коротким временем полураспада. Из оставшихся 19 мегакюри 15 процентов дал йод-131 с полураспадом в восемь суток. Уже в 1987 году этот йод давно распался. Даже если бы его выбросило в тысячи раз больше и трава с деревьями временно исчезли, растения в чернобыльской зоне отчуждения всё равно начали бы снова расти на следующий год. Ведь семена довольно устойчивы к поражению и могут прожить в почве несколько лет.
Действительно опасны чернобыльские отдалённые (более слабые) аналоги кобальта-60 — цезий-137 (полураспад 30 лет) и стронций-90 (29 лет). Но на них пришлось всего лишь 0,5 процента от всех 37 мегакюри, то есть очень и очень малая доля. Итоги хорошо описаны в работе российских и норвежских учёных, анализировавших влияние катастрофы на природу зоны отчуждения. Больше всех пострадали хвойные деревья, неустойчивые к действию радионуклидов. С весны по осень 1986 года они получили 3,7 грея. Но и их тогда погибло не более 3–7 процентов от общей численности. Отдельные травянистые растения получили до 15 греев, но их устойчивость к радиации выше, поэтому возможные последствия облучения свелись к снижению всхожести новых семян. У коров снизилось число телят и их выживаемость, однако сами они не погибли.
Возможно, полагают авторы, пострадали грызуны, получившие 0,6 грея, притом что безопасный уровень для них 0,4 грея. Однако понять, так это или нет, сложно. Численность этих животных в природе постоянно колеблется так сильно, что влияние радиации тут не заметить. Беспозвоночные, по расчётам, могли несколько снизить скорость размножения. Совсем мало пострадали жители водоёмов. Вода эффективно защищает от радиации: ни один из водных видов не получил дозы, которая могла бы снизить скорость его размножения, не говоря уже о гибели взрослых особей.
Что ещё важнее, начиная с 1987 года даже эти ограниченные последствия почти перестали ощущаться. Количество получаемой радиации уже на следующий год упало в девять и более раз, а к 1991 году снизилось в более чем 100 раз. Короткий срок жизни большинства "чернобыльских" радионуклидов просто исключил долговременные негативные последствия для зоны отчуждения.
Плюсы чернобыльской катастрофы: как трагедия людей обернулась бумом для зверей
Позитивных последствий для местных экосистем оказалось гораздо больше. Дело в том, что для дикой природы радиация уровня чернобыльской — не такая уж крупная неприятность. Эта мысль кажется нетривиальной. В конце концов, привыкли же мы переносить результаты экспериментов с участием крыс и мышей на человека? А вот, оказывается, это не всегда оправданно.
Мы знаем, что ряд животных более устойчив к действию радиации, чем люди. Как правило, речь идёт о беспозвоночных — тараканах, тихоходках и прочих подобных существах. А кроме того, целый коллектив учёных, разбросанных по нескольким европейским странам, в своих исследованиях показал: для различных видов животных RIF (Radiation Impact Factor, соотношение угрожающей здоровью дозы облучения к реально полученной) в 1986 году в Чернобыльской зоне отличались от "человеческих". Пресноводный планктон, а также грызуны, в то время имели большие RIF, чем люди.
Причина проста: представители различных видов неодинаково задействуют окружающую среду. Скажем, у людей есть дома и одежда, а у живущих в пруду рачков ничего такого нет. Ну а через пять лет, в 1991-м, RIF для большинства видов упали, потому что короткоживущие изотопы к тому времени распались. На практике это означало, что на территориях, безопасных для людей, стало нормально жить и всем остальным.
Ну и потом, для диких животных есть угрозы похуже чернобыльской радиации. Главная из них — конечно, человек. Гордящаяся своей "зелёностью" Германия убивает в год 650 тысяч кабанов — по паре на квадратный километр. Франция из миллионной популяции уничтожает их до 560 000 в год. Не надо думать, что в СССР с дикими родственниками свиней обходились сильно мягче. Как только в зоне отчуждения пропали люди, беспощадное давление на живые существа резко сократилось.
Уже с 1987 года животных — даже самых крупных, то есть наименее устойчивых к радиации — здесь начало становиться всё больше и больше. Через считаные годы их количество стало таким же, как в других крупных заповедниках этой части Европы, польских или белорусских (Беловежская пуща). И это несмотря на то, что кабаны очень активно поедают трюфели и иные грибы, эффективно накапливающие цезий-137.
Скажем, 50 кабанов, постоянно проживающих на территории Полесского заповедника, в 2009 году чувствовали себя прекрасно. У них отбирали кровь на анализ, и выяснилось, что содержание лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина в ней вполне соответствует норме. Печень и селезёнка — органы, наиболее чувствительные к действию радиации — у этих животных не были увеличены. В целом то же касалось и енотовидных собак, живущих на той же территории. Сходная картина наблюдается и с лосями, косулями и оленями.
Подобных частных примеров можно привести ещё много. А в общем, как показало обширное исследование, опубликованное в одном из самых престижных научных журналов по биологии, Current Biology, к 2015 году численность популяций лосей, кабанов и нескольких видов оленей в зоне отчуждения стала такой же, как в белорусских и польских заповедниках, не затронутых радиацией. А волков там было аж в семь раз больше, чем на "естественных" охраняемых территориях. Получается, давние чернобыльские выбросы не мешали этим животным размножаться, а что самое главное, не было охотников и браконьеров, снижающих численность названных зверей.
А где генетические уродцы?
Ну хорошо, количество животных могло и не упасть, но их качество наверняка поменялось! Где радиация, там и мутанты, ведь ионизирующее излучение поражает молекулу наследственности, ДНК, меняя её структуру. Почему же кабаны на фотографиях из зоны отчуждения имеют всего одну голову?
Вообще говоря, ДНК в наших клетках повреждается постоянно. Одни её "кирпичики", нуклеотиды, могут замещаться другими под действием ультрафиолета, ионизирующей радиации и прочих факторов. На такой случай в клетке есть специальные ферменты, регулярно проверяющие правильность последовательности ДНК и восстанавливающие её исходную структуру. Разумеется, при сильном негативном внешнем воздействии эти ферменты могут не справиться и ошибки останутся.
Чаще всего так происходит в клетках, которые активно делятся. Ну а во взрослых организмах основное место дислокации таких клеток — половые железы. Если радиация сильна, мутаций ДНК там будет настолько много, что жизнеспособные сперматозоиды и яйцеклетки в них почти не образуются. Таким образом, и размножения, и передачи уродств не произойдёт. Это мы и видим на практике. В 2008 году было показано, что у коров, живущих в зоне отчуждения, рождается меньше телят, плюс процент мертворождённых у них выше.
Тем не менее далеко не все "чернобыльские" виды пострадали от малых доз ионизирующего излучения. Как мы уже писали выше, численность ряда животных в результате катастрофы даже повысилась, так что с размножением у них всё хорошо. Конечно, частота мутаций в ДНК таких видов выросла, но нужно понимать, что мутации — это не всегда плохо. Этим словом называют любые изменения последовательности ДНК, в том числе те, которые позволяют приспособиться к новым условиям.
Мутации служат залогом эволюции. И эта эволюция в зоне отчуждения идёт. Например, у мышевидных грызунов там меняется обмен веществ, а конкретно образование антиоксидантов. Это позволяет им лучше чувствовать себя под действием малых доз ионизирующего излучения. Не надо думать, что при этом образуются какие-то новые гены. Скорее, естественный отбор меняет свои предпочтения и позволяет дать больше потомства животным с набором признаков, наиболее выгодным в новых жизненных реалиях. В общем, по-настоящему уродливые не выживают — только по-настоящему приспособленные, как это всегда и бывает.
Процветающие грибы и обеспокоенные иностранцы
Забавно, что большинство работ по подсчёту численности животных в зоне отчуждения, выполненных авторами из бывшего Союза, приводят оптимистические выводы. Со зверями и птицами всё хорошо, их никто не трогает, они живут себе потихоньку и не знают ужаса техногенных катастроф. Казалось бы, украинцы и белорусы должны при первой возможности подчёркивать вред последствий аварии — в том числе для экологии: ведь если поднять шум, можно и на международную помощь рассчитывать. Но этого не происходит.
Тревогу поднимают только иностранные биологи, притом вполне конкретные. С завидным постоянством французский учёный Андерс Мёллер (Anders Pape Møller) и его американский коллега Тимоти Муссо (Timothy A. Mousseau) публикуют научные статьи о том, как плохо живётся ласточкам, паукам и прочим созданиям в зоне отчуждения. По их данным, у птиц от остатков чернобыльской радиации усыхают мозги, у растений листья мельчают, крупные млекопитающие реже оставляют следы на снегу, а у пауков просто падает численность. И всё это имеет место сейчас, через 30 лет после трагедии, когда радиоактивность в зоне отчуждения только падает.
Интересно, каким образом эти биологи умудряются быть настолько разносторонними, что владеют методиками подсчёта самых разных организмов, а также одинаково глубокими знаниями по ботанике, зоологии позвоночных и беспозвоночных. Любой серьёзный учёный скажет вам, что в наше время это практически недостижимо. Также интересно, почему их товарищи по исследовательским коллективам после открещиваются от вышедших у них совместно с Муссо и Мёллером научных статей, а остальные просто опровергают их данные. По всей видимости, эти два автора не преследуют никаких более глубоких целей, чем поднятие медийного шума — и, быть может, возможности снова и снова приезжать в зону отчуждения. В конце концов, там красиво и безлюдно.
Мало того что крупные животные под Чернобылем стали процветать, так там проявились ещё и новые необычные свойства более мелких и простых организмов. В 1991 году выяснилось, что грибы Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis и Cryptococcus neoformans в составе чёрной плесени у разрушенного энергоблока растут намного лучше, чем в остальных местах, хотя радиация там в 500 раз превышала типичную для зоны отчуждения. Причём это не какие-то мутанты, а довольно обычные грибы! Cryptococcus neoformans вообще встречается в организме человека (возбудитель криптококкоза) и фекалиях животных. Меланин в их составе под действием радиации менял свои свойства и быстрее переносил электроны в ходе химических процессов, дававших грибам энергию. По сути те превращали энергию гамма-излучения в химическую, которую использовали для роста. Как мы видим, что русскому смерть — то грибам хорошо.
Кто страшнее всех мутантов?
Судьба растений и животных после катастрофы 1986 года показывает, что страшные рассказы о "мутантах из Зоны" лучше всего подходят для стрелялок про Припять. В реальной жизни мы все слегка увлеклись радиофобией и немного подзабыли, что самым страшным врагом природы остаётся не радиация, а тот, кто её породил, — сам человек.
Материалы по теме:
