با اینکه (خوشبختانه) تنها یک‌بار در دنیای واقعی رخ داده، جنگ هسته‌ای مدت‌هاست که عنصر اصلی داستان‌های علمی-تخیلی محسوب می‌شود. تصاویری که از جنگ هسته‌ای در آثار محبوبی مانند تریلرهای بیوگرافیک مثل «اوپنهایمر» یا فاجعه‌های خیالی مثل «روز بعد» (The Day After) ارائه می‌شود، نشان می‌دهد که عواقب آن غیرقابل بازگشت و فاجعه‌بار برای تمدن مدرن خواهد بود.
جای تعجب نیست که دانشمندان نیز به اندازه نویسندگان داستان، نگران پیامدهای جنگ هسته‌ای هستند. در مقاله‌ای که اخیراً در نشریه Environmental Research Letters منتشر شده، پژوهشگرانی از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا بررسی کرده‌اند که جنگ هسته‌ای چگونه ممکن است امنیت غذایی جهان را تهدید کند — به‌ویژه با تمرکز بر تولید جهانی ذرت، که پرمصرف‌ترین محصول غله‌ای در جهان است. طبق یافته‌های این مطالعه، در بدترین سناریو، تولید سالانه ذرت می‌تواند تا ۸۷٪ کاهش پیدا کند.
در شبیه‌سازی‌های خود، نویسندگان ۳۸٬۵۷۲ نقطه تولید ذرت در جهان را در قالب شش سناریوی مختلف جنگ هسته‌ای با شدت‌های گوناگون بررسی کردند. این شبیه‌سازی‌ها تحت شرایط موسوم به زمستان هسته‌ای انجام شد — وضعیتی اقلیمی که در پی یک جنگ هسته‌ای گسترده به‌وجود می‌آید. در چنین شرایطی، دوده سیاه حاصل از آتش‌سوزی‌های ناشی از انفجارهای هسته‌ای، آسمان را پر می‌کند و مانع رسیدن نور خورشید می‌شود. کاهش دمای جهانی در این وضعیت می‌تواند بیش از یک دهه ادامه داشته باشد — مدتی که برای نابودی سیستم‌های کشاورزی جهان کاملاً کافی است.
علاوه بر دوده سیاه، پژوهشگران اثرات احتمالی پرتو فرابنفش UV-B بر گیاهان را نیز بررسی کردند. این نوع پرتو معمولاً توسط لایه ازن جذب می‌شود، اما جنگ هسته‌ای می‌تواند این لایه محافظتی را تضعیف کند. از آنجا که پرتو UV-B باعث آسیب به DNA و اختلال در فتوسنتز گیاهان می‌شود، پژوهشگران مدل‌سازی کردند که تابش بیش‌ازحد آن چگونه ممکن است سیستم خاک-گیاه-اتمسفر را که زیربنای رشد محصولات کشاورزی است، مختل کند.
نتایج نگران‌کننده بودند. نخست، در «بهترین حالت ممکن» یعنی وقوع یک جنگ هسته‌ای منطقه‌ای، مقدار دوده‌ای که وارد جو می‌شود به اندازه‌ای خواهد بود که تولید سالانه ذرت را تا ۷٪ کاهش می‌دهد — که به گفته‌ی یونینگ شی، نویسنده اصلی این مطالعه و هواشناس، به طور جدی سیستم غذایی جهانی را تحت تأثیر قرار خواهد داد. از سوی دیگر، در صورت وقوع یک جنگ هسته‌ای در مقیاس جهانی، حدود ۱۶۵ میلیون تُن دوده وارد جو می‌شود که باعث کاهش ۸۰٪ تولید جهانی ذرت خواهد شد.
این تمام ماجرا نبود؛ طبق این مقاله، آسیب‌های ناشی از تشعشع «در سال‌های هشتم و نهم پس از انفجار اولیه بمب به اوج می‌رسد» و باعث کاهش ۷٪ دیگر در بازدهی ذرت می‌شود. شی توضیح می‌دهد که «انفجار و گلوله آتشین ناشی از بمب‌های اتمی، اکسیدهای نیتروژن را در استراتوسفر تولید می‌کنند.» این اکسیدها در ترکیب با دوده‌ای که گرما را جذب می‌کند، چرخه‌ای سوزان در جو ایجاد می‌کنند که «به سرعت ازن را نابود کرده و سطح پرتوهای UV-B را در سطح زمین افزایش می‌دهد.»
خوشبختانه، این‌ها فقط شبیه‌سازی هستند. با این حال، این یافته‌ها «ما را وادار می‌کنند تا به شکنندگی زیست‌کره — یعنی کلیت همه موجودات زنده و تعاملات آن‌ها با یکدیگر و با محیط — پی ببریم»، شی گفت. علاوه بر این، به گفته او، این مطالعه به عنوان مقدمه‌ای برای طراحی برنامه‌های پاسخگویی دقیق‌تر و مؤثرتر در برابر فجایع احتمالی عمل می‌کند.
امید است که آن فاجعه، هسته‌ای نباشد — گرچه می‌تواند چیزی شبیه به یک فوران آتشفشانی باشد، که به شکل مشابهی مانع رسیدن نور خورشید می‌شود و ما می‌توانیم برای آن بهتر آماده شویم. به عنوان مثال، در این مقاله پیشنهاد شده بود که «بسته‌های تاب‌آوری کشاورزی» شامل بذرهایی از گیاهان مقاوم به سرما تهیه شوند.