Une explosion nucléaire peut-elle mettre le feu à l’atmosphère terrestre ?

À l’aube de l’ère atomique, les scientifiques et les théoriciens étaient confrontés à une question alarmante : une bombe nucléaire pourrait-elle déclencher une réaction en chaîne qui enflammerait l’atmosphère terrestre, conduisant à une destruction mondiale ? Cette inquiétude, portée par des figures telles que J. Robert Oppenheimer et Edward Teller, reflète non seulement les doutes scientifiques de l’époque mais aussi une prise de conscience des implications de la technologie nucléaire.

Le spectre d’une catastrophe mondiale

J. Robert Oppenheimer, souvent considéré comme le « père de la bombe atomique », a partagé ses préoccupations avec Albert Einstein. Oppenheimer craignait que les armes qu’ils développaient ne soient pas seulement des outils de guerre mais potentiellement des déclencheurs d’une réaction en chaîne globale. Cette peur n’était pas infondée, car la compréhension des réactions nucléaires et de leurs conséquences était encore à ses débuts.

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Edward Teller, un autre physicien de renom, était particulièrement préoccupé quant à l’impact potentiel des armes nucléaires sur l’atmosphère. Ces craintes étaient liées à la possibilité qu’une explosion nucléaire puisse chauffer l’atmosphère à un degré extrême, déclenchant ainsi une réaction en chaîne incontrôlable similaire à celle se produisant au cœur du Soleil. 

Pour répondre à ces questions, les physiciens du projet Manhattan ont mené des recherches intensives. En 1942, Oppenheimer a rencontré Arthur Compton, lauréat du prix Nobel et expert en physique des rayonnements, pour évaluer la possibilité d’une telle catastrophe. Sans la possibilité de tester l’hypothèse sans risque (car l’expérimentation impliquerait une explosion nucléaire réelle), les scientifiques ne pouvaient que spéculer sur les conséquences potentielles.

La science derrière les craintes

Edward Teller a été particulièrement préoccupé par l’idée que la réaction en chaîne d’une bombe à fission pourrait créer un scénario où l’atmosphère serait chauffée à un point tel que les réactions de fusion entre les isotopes atmosphériques légers deviendraient possibles. Cette crainte était basée sur des modèles théoriques, qui envisageaient des scénarios où des isotopes comme l’azote 14N, l’hydrogène 1H, le carbone 12C et l’oxygène 16O pourraient s’engager dans des réactions de fusion sous l’effet de la chaleur intense d’une explosion nucléaire.

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Arthur Compton, après avoir analysé les préoccupations d’Oppenheimer, a finalement conclu que la probabilité d’une telle catastrophe était faible. Il a suggéré que le refroidissement par rayonnement dans l’atmosphère empêcherait une réaction en chaîne soutenue. 

Edward Teller a également confirmé cette conclusion dans un rapport, déclassifié en 1979, affirmant que les pertes d’énergie dues au rayonnement seraient toujours supérieures aux gains d’énergie issus des réactions potentielles. Ces analyses ont contribué à apaiser les craintes immédiates, mais la question a continué de hanter la communauté scientifique jusqu’à ce que des données expérimentales puissent être obtenues.

La réalité des essais nucléaires

Les données expérimentales, y compris les études qui ont permis de créer des quasi-cristaux « interdits », montrent que les explosions nucléaires ne provoquent pas de réactions à long terme dans l’atmosphère et les océans. Mais comme le montre clairement l’étude récente de Michael Wiescher et Karlheinz Langanke, les équipes initiales ont négligé une réponse importante. Compte tenu de la quantité d’azote dans l’atmosphère, elles se sont concentrées sur le 14N, mais ont négligé la réaction 14N(n,p)14C, qui produit une abondance de 14C.

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Dans le cadre du cycle du carbone, les plantes absorbent cet isotope du carbone à longue durée de vie, ce qui explique pourquoi le pic de radiocarbone dans l’atmosphère diminue progressivement. Ainsi, pendant des milliers d’années, il devient un composant essentiel de toutes les matières organiques, conclut l’étude. « Ce radiocarbone est toujours présent dans nos corps, rappelant constamment l’arrogance humaine qui a ouvert la voie à la création des armes nucléaires et contre laquelle Oppenheimer souhaitait mettre en garde. »

Ainsi, l’exploration des risques potentiels des armes nucléaires dans les premières années de l’ère atomique a ouvert la voie à une meilleure compréhension et à un plus grand respect pour la puissance et les dangers de l’énergie nucléaire. Ces débats et études ont non seulement façonné le développement de la technologie nucléaire, mais ont également servi de rappel critique de la responsabilité qui accompagne le pouvoir scientifique. Pour aller plus loin, voici les 9 plus puissantes explosions d’armes nucléaires.