Нашумевший фантастический фильм «Дюна» — экранизация одноимённой серии книг американского писателя Фрэнка Герберта. Действие происходит в далёком будущем на планете Арракис — в безжалостном мире пустынь, засухи и пыльных бурь. Герберт трудился над романом на протяжении шести лет и подробно описал вымышленный мир. Учёные, которые занимаются моделированием климата, решили проверить, может ли существовать такая планета в реальности и насколько пригодной она будет для жизни людей. Что из этого вышло — читайте в статье.
Большая часть Арракиса покрыта песчаной пустыней с редкими скалистыми обнажениями и Барьерной стеной — протяжённым горным хребтом в северном полушарии. На планете властвуют жара и сильные пыльные бури, дождей же нет совсем. Чтобы выжить, люди носят дистикомбы — специальные охлаждающие костюмы, регенерирующие влагу. На полюсах расположены ледяные шапки. Большая часть поселений находится в пригодных для жизни северных регионах, защищённых Барьерной стеной от бурь и вторжения песчаных червей.
Чтобы проверить, возможно ли существование экзопланеты, похожей по описанию на Арракис, учёные использовали модель для прогнозирования погоды и климата на Земле. Она основана на действии фундаментальных законов физики, которые применимы к фантастическому миру Герберта. В противном случае моделирование не имеет смысла и такая планета существовать не может.
Учёные ввели в программу исходные данные — характеристики Арракиса, основанные на описании вселенной в шести томах «Дюны» и в «Энциклопедии Дюны» авторства Уиллиса Макнелли. Они включают: карту поверхности, геологические особенности, а также количество света от родительской звезды Канопус. Существенное влияние на климат оказывают форма орбиты и состав атмосферы планеты.
В книгах Арракис — третья планета в звёздной системе Канопус — обращается вокруг родительской звезды-сверхгиганта, предположительно, по круговой орбите, подобной земной. На планете присутствует поддерживающая жизнь атмосфера, в основном тоже похожая на земную: 74% азота и 23% кислорода. Отличается содержание углекислого газа — в 1,2 раза меньше, чем на Земле в настоящее время. Однако это приблизительно соответствует концентрации углекислого газа в 1960-х годах, когда была написана книга.
Наиболее существенное отличие — содержание озона. В нижних слоях земной атмосферы его совсем мало — 0,000001%, в то время как на Арракисе доля озона, сконцентрированного в 2-х километрах над поверхностью планеты, составляет 0,52%. Вместе с тем он играет важную роль в нагревании атмосферы, влияя на это сильнее, чем углекислый газ.
Результатом обработки исходных параметров стала визуальная климатическая модель Арракиса: climatearchive.org. На ней можно подробно рассмотреть планету в разное время года, увеличивая или уменьшая масштаб. Регулировка отображения слоёв позволяет изучить топографию планеты, изменение температуры поверхности, а также распределение ветров, облачного покрова и осадков.
Полученные результаты учёные сравнили с описанием Арракиса. Оказалось, что характеристики фантастического мира в основном вписываются в существующую климатическую модель, хотя и с некоторыми отклонениями.
Учёные обнаружили различия в распределении температуры поверхности. Моделирование показало, что самые экстремальные погодные условия характерны для средних широт и полярных регионов. Однако согласно книге именно здесь и живёт большая часть населения. Жаркий и засушливый климат на экваторе становится более мягким по мере приближения к полюсам, где расположены крупнейшие города, такие как Арракин и Карфаг.
В модели же среднемесячные температуры в этих областях летом превышают 50-60 градусов Цельсия, а дневные максимумы достигают и более высоких значений — 70 градусов. Зимой в средних широтах температура опускается до -40 градусов Цельсия, а в полярных регионах — до -75. Для людей такие условия смертельно опасны.
Наиболее подходящими для жизни оказались тропики: самые высокие температуры составили 45 градусов Цельсия, а в холодное время года — не опускались ниже 15, что соответствует тропическому климату на Земле.
Таким образом, в полярных регионах температуры намного выше, чем в экваториальных, что противоречит логике и земным климатическим условиям, поскольку экваториальная область получает больше энергии от звезды. Это различие объясняется тем, что в модели полярные регионы Арракиса обладают большей концентрацией водяного пара, чем тропики. В сочетании с высоким облачным покровом он ответственен за возникновение парникового эффекта и способствует нагреву воздуха.
И модель, и описание книги указывают на то, что большая часть Арракиса не пригодна для жизни. На планете либо слишком жарко, либо слишком холодно, чтобы люди смогли выжить без технических приспособлений, защищающих от экстремальных температур.
Герберт описывает Арракис как планету без дождей. Однако моделирование показало незначительное выпадение осадков весной, летом и осенью в горных регионах высоких широт.
Наиболее существенное различие между книгой и моделью касается полярных ледяных шапок. По описанию они находятся на обоих полюсах, но модель предполагает, что летние температуры растопят любой лёд, а отсутствие снегопадов зимой не позволит ему сформироваться снова.
Некоторые регионы смоделированного Арракиса действительно пригодны для жизни, хотя и не там, где описаны в книге. Несмотря на расхождения, Фрэнк Герберт создал правдоподобную планету без современных компьютеров, климатических моделей и знаний об экзопланетах.
Оригинал этого исследования был опубликован изданием Conversation (theconversation.com), мы же перевели и дополнили его.
Автор: Алина Нестерова
Дополнительные источники: phys.org, www.universetoday.com, climatearchive.org, dunecompanion.com, dune.fandom.com, dune.fandom.com
