¿Qué pasaría si una bomba nuclear explotara en el Océano Pacífico?

Answer 1

Casi nada. Las bombas nucleares no son, como le gusta retratar a la cultura pop, armas de poder y destrucción ilimitados. Eche un vistazo, por ejemplo, a esta foto aérea de Hiroshima:

Si bien la mayor parte de la ciudad ha sido nivelada, los edificios clave aún están intactos. Los puentes son reconocibles, y algunos incluso parecen estar en pie, las carreteras aún son visibles y otras parecen transitables, y los contornos de muchos edificios individuales también son claramente visibles. Pero uno de los principales peligros de un arma nuclear no es la explosión en sí, sino los incendios que crea. Como estás bajo el agua, no estás lidiando con eso.

Digamos que debías detonar uno en la trinchera de María. La Fosa de las Marianas tiene 10.911 metros de profundidad, un promedio de 69 km de ancho y 2.550 km de largo. En aras de la simplicidad del cálculo, contémonos del impacto en la trinchera Mariana de esta bomba, y que la trinchera tiene forma rectangular. Y solo por el argumento, usas la bomba más poderosa jamás hecha: el Zar Bomba.

El Zar Bomba contenía 210 PJ, o [matemáticas] 210 \ veces10 ^ {15} [/ matemáticas] J. ¿Qué podrías hacer con esta cantidad de energía? Bueno, si por alguna razón pudieras usarlo en su totalidad para calentar el océano (lo cual no es posible, una gran parte de la energía se destina al desplazamiento del agua), no aumentarías mucho la temperatura.

La trinchera Mariana tiene un volumen de [matemáticas] 10.911 \ veces69 \ veces2.550 = 1919790.45 [/ matemáticas] km³, que es [matemáticas] 1.91979045 \ veces10 ^ {15} [/ matemáticas] metros cúbicos, o aproximadamente [matemáticas] 2 \ veces10 ^ {18} [/ matemáticas] litros. Se necesitan alrededor de 4000 J para calentar 1 litro de agua con un grado Kelvin. Estamos tratando con [matemática] 2 \ veces10 ^ {18} [/ matemática] litros de agua. Nuestra ecuación ahora se ve así:

[matemáticas] C_ {p} \ veces M \ veces \ Delta T = E [/ matemáticas]

Dónde:

[matemáticas] C_ {p} [/ matemáticas] = Capacidad calorífica específica del agua de mar [J / kgK]

[matemáticas] M [/ matemáticas] = Masa del agua [kg / l]

[matemáticas] \ Delta T [/ matemáticas] = aumento de temperatura [K]

[matemáticas] E [/ matemáticas] = Energía [J]

Sabemos todo menos el aumento de la temperatura, que estamos tratando de averiguar. Entonces eso hace nuestra ecuación:

[matemáticas] \ Delta T = \ frac {E} {C_ {p} \ veces M} [/ matemáticas]

El agua de mar tiene una densidad de aproximadamente 1.029 kg por litro, por lo que nuestra masa de agua de mar pesa alrededor de [matemáticas] 2 \ veces10 ^ {18} [/ matemáticas] kg. Eso nos da

[matemáticas] \ frac {210 \ veces 10 ^ {15}} {4000 \ veces2 \ veces10 ^ {18}} = 0.0000260445 [/ matemáticas] K.

Ahora, el número real será menor ya que el agua está presurizada, más fría y no toda la energía de la bomba se va a calentar, sino también a la energía cinética. El calentamiento calculado aquí es un efecto completamente insignificante, y lo real solo será más pequeño.

Pero solo por eso, supongamos que toda la energía no se destina al calentamiento del agua, sino al desplazamiento. Eso significa que toda la energía que tengo se destina a la energía cinética del agua. Eso significa:

[matemáticas] E = \ frac {1} {2} mv ^ {2} [/ matemáticas]

O:

[matemáticas] \ sqrt {\ frac {2E} {m}} = v [/ matemáticas]

Y si completa los números:

[matemáticas] \ sqrt {\ frac {2 \ times210 \ times10 ^ {15}} {2 \ times10 ^ {18}}} = 0.46 [/ matemáticas] m / s

Suponiendo por alguna extraña razón que, por supuesto, no hay fricción con el fondo del océano en el fondo del océano, acelerarías el agua un poco. Pero nunca alcanzaría esta velocidad, sino que se perdería muy rápidamente en las corrientes, la fricción y las rocas del fondo del mar.

Estos son los cálculos básicos de la envolvente, pero su propósito es mostrar la diferencia de magnitud entre lo que se necesita para influir en una cosa tan grande como la trinchera Mariana de una manera significativa, y la bomba atómica más poderosa jamás detonada. Las bombas nucleares modernas son mucho, mucho más débiles que la bomba del zar.

¿Y las consecuencias radiactivas entonces? Ese tampoco es un gran problema, ya que las consecuencias están contenidas en el agua. Y el Océano Pacífico es grande. Muy grande La mayoría de los isótopos se descomponen muy rápidamente, y la mayor parte de la radiación no podría atravesar el agua. Puede recordar mapas como este durante la fusión nuclear en Fukushima:

Pero este mapa, y muchos de sus copias, son pura BS y mentiras. Los números son falsos, la propagación de las consecuencias en esta foto es falsa, y el tiempo transcurrido también es falso. De hecho, lo único exacto de estas imágenes es la geografía, por lo que debes agradecer a Google Maps, y no a los teóricos de la conspiración de Buzzfeedy que hacen estas publicaciones. Hay mucho, mucho, mucho menos consecuencias de una bomba nuclear, y todo estaría contenido en el agua en el fondo del mar.

Así que terminarías matando muchos peces, pero eso es todo: no hervirás los océanos (solo una porción muy, muy pequeña), no habrá un tsunami (hay muy poca energía para eso) , y las consecuencias son demasiado pequeñas para hacer una diferencia.

¿Así que lo que sucede? Casi nada.

Answer 2

No mucho. Algunas criaturas marinas morirían, pero dado el gran tamaño del océano Pacífico, esto no tendría grandes efectos ecológicos.

Quizás te preocupe la radiación. Resulta que el agua es muy efectiva para bloquear la radiación (tanto que los desechos nucleares a menudo se almacenan en piscinas). La mayoría del material radiactivo se hundiría inofensivamente en el fondo del océano. Lo que no fue diluido por aproximadamente 174,400,000,000,000,000,000 galones de agua, así que a menos que detones esta bomba justo al lado de una ciudad, nadie sería envenenado.

¿Qué pasa con los tsunamis? Teóricamente, podrías generar uno con una bomba nuclear, pero no detonándolo en el océano abierto. Tendría que detonarlo en un cuerpo de agua más pequeño, como una bahía. Incluso entonces, el éxito es discutible. Ver ¿Podría detonar una bomba nuclear en el fondo del mar causar un tsunami tan devastador que la destrucción causada a un país sería mayor que la detonación de la bomba en una sola ciudad?

Tomemos, por ejemplo, el terremoto-tsunami de Japón de 2011. (Terremoto y tsunami Tōhoku 2011) Este fue un 9.0 en la escala de magnitud de momento, lo que significa que liberó 8,480,000 megatones de energía. La bomba nuclear más grande jamás probada fue un mísero 50 megatones, y la bomba nuclear más grande jamás construida fue de 100 megatones. Tan aterradora como es la humanidad, la naturaleza puede ser mucho más aterradora.

Editado para agregar: Cálculos y conversiones de unidades realizadas con la ayuda del Motor de conocimiento computacional Wolfram Alpha. Sí, sé lo que es la notación científica, pero a veces es más divertido escribir los ceros.

Answer 3

Algo de una nota interesante sobre este tema

En el océano en la Tierra, a medida que avanza mucho más profundo que 2000 pies, las detonaciones nucleares dejan poca o ninguna evidencia superficial visible de una explosión en las profundidades. La presión del agua es tan grande que después de solo un segundo, el agua ya está colapsando la bola de fuego a un punto a solo unos pies de ancho. Esta rápida contracción provoca un ciclo de rebote y colapso a medida que el agua se recupera del colapso varias veces hasta que la energía se haya disipado.

Descripción de explosiones nucleares subacuáticas

A menos que rompa la superficie del agua mientras aún es una burbuja de gas caliente, una explosión nuclear submarina no deja rastro en la superficie, sino agua caliente y radiactiva que se eleva desde abajo. Este es siempre el caso con explosiones de más de 610 m de profundidad.

Durante tal explosión, la burbuja de gas caliente colapsa rápidamente porque:

• La presión del agua es enorme más profunda que 2,000 pies.
• La expansión reduce la presión de gas, lo que disminuye la temperatura.
• La inestabilidad de Rayleigh-Taylor en el límite de gas / agua hace que “dedos” de agua se extiendan hacia la burbuja, aumentando la superficie del límite.
• El agua es incompresible.
• Grandes cantidades de energía son absorbidas por el cambio de fase (el agua se convierte en vapor en el límite).

La expansión rápidamente se vuelve insostenible porque la cantidad de agua empujada hacia afuera aumenta con el cubo del radio de la burbuja de explosión.

Dado que el agua no es fácilmente comprimible, al retirarla de esta manera tan rápidamente se absorbe una cantidad masiva de energía, todo lo cual proviene de la presión dentro de la burbuja en expansión. Finalmente, la presión del agua fuera de la burbuja hace que vuelva a colapsar en una esfera pequeña y luego rebote, expandiéndose nuevamente. Esto se repite varias veces, pero cada rebote contiene solo alrededor del 40% de la energía del ciclo anterior. En su diámetro máximo (durante la primera oscilación), una bomba nuclear muy grande explotada en aguas muy profundas crea una burbuja de aproximadamente media milla de ancho en aproximadamente un segundo, y luego se contrae (que también toma un segundo).

Las burbujas de las explosiones nucleares profundas se convierten en meras aguas calientes en unos seis segundos y no dejan burbujas “regulares” que floten en la superficie. Esto es más pronto que las burbujas de explosivos convencionales:

Esta drástica pérdida de energía entre ciclos es causada en parte por la fuerza extrema de una explosión nuclear que empuja la pared de burbujas hacia afuera de manera personal (más rápido que la velocidad del sonido en agua salada). Esto causa la inestabilidad de Rayleigh-Taylor. Es decir, la superficie lisa de la pared interna se vuelve turbulenta y fractal, con dedos y ramas de agua fría del océano que se extienden hacia la burbuja. Esa agua fría enfría el gas caliente en su interior y hace que se condense. La burbuja se vuelve menos una esfera y se parece más a la Nebulosa del Cangrejo, cuya desviación de una superficie lisa también se debe a la inestabilidad de Rayleigh-Taylor.

• Como era de esperar, las explosiones grandes y poco profundas se expanden más rápido que las pequeñas y profundas:
• Las explosiones profundas tienen oscilaciones más largas:
• La presión del agua justo afuera de la burbuja varía dramáticamente:

A pesar de estar en contacto directo con una explosión nuclear, el agua de la pared de burbujas en expansión no hierve. Esto se debe a que la presión dentro de la burbuja excede (por mucho) la presión de vapor del agua del océano. El agua que toca la explosión solo puede hervir durante la contracción. Esta ebullición es como la evaporación, que enfría la pared de burbujas, y es otra razón por la que una burbuja de explosión oscilante contiene solo el 40% de la energía que tenía en el ciclo anterior.

Durante estas oscilaciones de gas caliente, la burbuja se eleva continuamente (“migra”) por la misma razón que se eleva una nube de hongo: es menos densa. Esto hace que la burbuja de explosión nunca sea perfectamente esférica. En cambio, el fondo de la burbuja es más plano, y durante la contracción, incluso tiende a “alcanzar” hacia el centro de la explosión. En el último ciclo de contracción, la parte inferior de la burbuja toca la parte superior antes de que los lados se hayan colapsado por completo, y la burbuja se convierte en un toro en su último segundo de vida. Después de eso, todo lo que queda de una gran explosión nuclear es una masa de agua caliente, que se eleva lentamente desde las frías profundidades del océano. [1] [2]

Entonces, ¿qué pasaría si algo como la bomba TSAR explotara en el fondo de la Fosa de las Marianas?

Usando esta ecuación puedes determinar el tamaño de la bola de fuego bajo el agua [3]

La burbuja crece hasta aproximadamente un kilómetro en un par de segundos. El agua de arriba se abulta, aunque solo ligeramente, sobre un área grande. Entonces, la presión de esas seis millas de agua por encima hace que se derrumbe. En unos pocos segundos, la burbuja se reduce a un tamaño mínimo, luego “rebota” y se expande hacia afuera nuevamente durante varios ciclos. Como resultado de tal creación y disipación de burbujas cerradas en aguas profundas, no se generará ninguna onda superficial de ninguna consecuencia.

Una interesante toma en cámara lenta de una pequeña explosión submarina … sin embargo, el rebote del colapso inicial de la burbuja es claramente visible con un destello secundario causado por el calentamiento del gas cuando la burbuja colapsa.

Más sobre explosiones submarinas

Notas al pie

[1] https://www.fourmilab.ch/etexts/ …

[2] Los efectos de las armas nucleares

[3] http://www.dtic.mil/dtic/tr/full …

Answer 4

Depende de qué tipo de dispositivo.

Considere algunas posibilidades:

• Dispositivo de fisión de 1 etapa: básicamente similar a Hiroshima; tiene núcleo de fisión – plutonio o uranio – rendimiento de hasta 200 kilotones o similar
• Dispositivo de fusión de fisión de 2 etapas: el dispositivo de fisión dispara una fusión, básicamente una bomba de hidrógeno; rendimiento máximo probado de hasta 50 megatones (tzar bamba)
• 3 etapas – fisión – fusión – dispositivo de fusión: puede lograr rendimiento en el rango de gigatoneladas
• 3 etapas bajo el agua – cerca de la falla tectónica: una explosión masiva en el rango de gigatones desencadena una erupción volcánica catastrófica que abre fisuras de placas tectónicas de cientos de millas de ancho

¿Qué hará el último dispositivo si explota dentro de la zanja marinara?

• Abra la actividad volcánica a escala global: varios volcanes en erupción al mismo tiempo
• Tsunamis globales por todas partes, todas las costas, todos los continentes
• La Tierra estará cubierta de cenizas volcánicas radiactivas.
• La mayor parte de la vida marina morirá
• La mayor parte de la vida terrestre morirá
• La mayoría de los humanos morirán
• ¿Necesito decir algo más?

Exceso nuclear: la búsqueda de la bomba de 10 gigatones

Answer 5

Tiene.

La Operación Wigwam implicó una sola prueba de la bomba nuclear Mark 90 Betty. Se llevó a cabo entre la Operación Tetera y la Operación Redwing el 14 de mayo de 1955, a unas 500 millas (800 km) al suroeste de San Diego, California. 6.800 personas a bordo de 30 barcos participaron en Wigwam. El propósito de Wigwam era determinar la vulnerabilidad de los submarinos a las armas nucleares detonadas profundamente, y evaluar la viabilidad de usar tales armas en una situación de combate. El comandante de la fuerza de tarea, el almirante John Sylvester, se embarcó en el buque insignia de la fuerza de tarea USS Mount McKinley.

El dispositivo de prueba fue suspendido por un cable de 2,000 pies (610 m) debajo de una barcaza. Una línea de remolque de 6 millas (9.7 km) conectaba un remolcador de flota, el USS Tawasa, y la propia barcaza. Suspendidos de las líneas de remolque de otros remolcadores había tres submarinos en miniatura no tripulados llamados “Squaws”, cada uno con cámaras e instrumentos de telemetría.

El tiempo de detonación fue 1300 hrs, hora del Pacífico. La prueba se realizó sin incidentes y el gobierno dijo que los efectos de la radiación eran insignificantes. El dispositivo produjo 30 kilotones. Tres personas recibieron dosis de más de 0.5 rem (5 mSv). A otros marineros en el USS Cree se les encomendó la tarea de medir la radiación y dijeron que el agua hirvió y se agitó y que los medidores de radiación se salieron de las listas cuando los sostuvieron a un lado. Los marineros llevaban una protección mínima de la ropa de algodón solamente. Un marinero en el Cree recibió tres trasplantes de córnea sin ningún reconocimiento oficial por parte del gobierno. La sensación en los pies de los marineros cuando se disparó fue como un martillo golpeando la cubierta del barco.

El equipo destinado a la medición directa de la burbuja submarina generada por la explosión no estaba operativo en el momento del disparo, pero según otras mediciones, el radio máximo de la burbuja se calculó en 376 pies (115 m) y su período de pulsación de aproximadamente 2,83 segundos .

https://en.m.wikipedia.org/wiki/ …

Answer 6

Se ha detonado una pequeña cantidad de armas nucleares en profundidad (como la 4ta o 5ta en 1946 en el atolón Bikini, Mark III (dispositivos Fat Man), así como las ojivas ASROC y SUBROC en San Diego), y debajo de las islas (5 MT ABM ojiva (en realidad conocí al diseñador de este dispositivo; hicieron unas pocas docenas (¿W75s? Tal vez, tendría que buscarlo))). Solo conocemos los detalles de los de Occidente (EE. UU. Y francés) y tendría que verificar todos los registros soviéticos que son algo menos públicos. La mayoría de las otras pruebas realizadas por otros países fueron en tierra (incertidumbre sobre Israel y Sudáfrica).

El evento dependería primero del rendimiento (tamaño del) dispositivo y de la segunda ubicación. Primero en el agua: podría arrojar mucha agua y aire. Si está enterrado lo suficientemente profundo, se extenderá una onda de choque detectable en todo el mundo. A tiempo o poco tiempo, disiparía los productos de fusión y fisión que varios países analizarían para determinar (confirmar o identificar) el rendimiento y la naturaleza. Si el dispositivo hubiera estado bien ubicado cerca de una falla o zanja (con suficiente tensión), podría causar un cambio de placa y un terremoto y / o tsunami (pero no siempre).

Se realizaron más de 2.000 pruebas nucleares (en su mayoría pequeñas). Todo esto está en libros y sitios web.

Answer 7

Las respuestas ofrecidas ya tienden a aclarar las consecuencias de una bomba nuclear que detona en el océano. Desde una perspectiva física, tienen algo de razón. Los calamares de aguas profundas no tienen mucho contacto con los humanos.

Pero las bombas no explotan de forma aislada. Alguien hace el acto, y alguien más se preocupa por ello. Y las armas tienen una forma de descontrolarse. Es realmente sorprendente (¿afortunado?) Que no hayan matado a más de unos pocos japoneses.

Tal vez una explosión de la RPDC se dispara en el océano cerca del puerto de Tokio. Digamos que Corea del Sur y Japón deciden que ya han tenido suficiente de esto, y toman represalias “preventivamente” usando algunas armas que terminarán rápidamente con estos locos.

(“¿Qué armas?”, Dices. Esos tipos solo fabrican productos electrónicos de consumo. Mucho sabes).

Luego, un viejo general en China, que odia a Japón, decide que es hora de igualar el puntaje de la Masacre de Nanking Nanking y el LABORATORIO SECRETO DE MUERTE DE JAPÓN en Harbin. Envía algo que hace notas al pie de las historias de Hiroshima y Nagasaki. Los líderes chinos no aprueban, y el pueblo chino no quiere la guerra. No importa.

Las nubes de polvo rodean la tierra y reducen la luz solar disponible para la fotosíntesis. Los cultivos no crecen por algunas temporadas. Las economías fallan. Gente hambrienta de un caldo de cultivo para nuevas plagas. Los gobiernos de todo el mundo colapsan.

Dentro de cien millones de años, las especies dominantes en la Tierra (descendientes de calamares gigantes) comienzan a desarrollar una nueva división de química emocionante. Ya han aprendido que el mundo está compuesto de elementos. Ahora, un científico de calamar descubre un elemento más pesado que todos los demás: el uranio.

Answer 8

Randall Munroe ha proporcionado una excelente respuesta a esta pregunta: Mariana Trench Explosion

Answer 9

Answer 10

Bueno, esto pasa!