Ученые выяснили, смогут ли люди выжить во вселенной Дюны

Действие эпической серии научно-фантастических книг Фрэнка Герберта Дюна, которая теперь превратилась в одноименный фильм, происходит в далеком будущем на пустынной планете Арракис. Герберт обрисовал богато детализированный мир, который на первый взгляд кажется настолько реальным, что мы можем представить себя в нем.

Однако, если бы такой мир существовал, на что он был бы похож на самом деле?

Ученые, обладающие специальными знаниями в области моделирования климата, смоделировали климат Арракиса, чтобы выяснить это. Они хотели знать, будут ли физика и окружающая среда такого мира соответствовать реальной климатической модели.

Вот визуализация нашей климатической модели Арракиса:

Когда они закончили, ученые были очень рады обнаружить, что Герберт представил среду, которая по большей части соответствует ожиданиям. Иногда нам может потребоваться приостановить недоверие, но большая часть самого Арракиса действительно будет обитаемой, хотя и негостеприимной.

Они начали с климатической модели, обычно используемой для предсказания погоды и климата здесь, на Земле.

Чтобы использовать такие модели, вы должны принять решение о физических законах (хорошо известных в случае планеты Земля), а затем ввести данные обо всем, от формы гор до силы солнца или состава атмосферы. Затем модель может имитировать климат и примерно сказать вам, какой может быть погода.

Ученые решили сохранить те же фундаментальные физические законы, которые управляют погодой и климатом здесь, на Земле. Если наша модель представляет что-то совершенно странное и экзотическое, это может означать, что на Арракисе действуют другие законы, или фантастическое видение Арракиса Фрэнком Гербертом было всего лишь фантазией.

Затем нам нужно было рассказать климатической модели некоторые вещи об Арракисе, основываясь на подробной информации, содержащейся в основных романах и сопутствующей Энциклопедии Дюны.

Они включали топографию планеты и ее орбиту, которая была по существу круговой, сродни сегодняшней Земле. Форма орбиты действительно может повлиять на климат: посмотрите на длинные и нерегулярные зимы в Игре престолов.

Наконец, они рассказали модели, из чего сделана атмосфера. По большей части, она очень похожа на то, что есть на Земле сегодня, хотя и с меньшим содержанием углекислого газа (350 частей на миллион вместо наших 417 частей на миллион).

Самая большая разница - это концентрация озона. На Земле в нижних слоях атмосферы очень мало озона, всего около 0,000001 процента. На Арракисе это 0,5 процента. Озон важен, поскольку он примерно в 65 раз более эффективен для нагревания атмосферы, чем CO2.

Для работы таких сложных моделей требуется время, в данном случае более трех недель. Ученым нужен был огромный суперкомпьютер, чтобы иметь возможность выполнять сотни тысяч вычислений, необходимых для моделирования Арракиса. Однако то, что они обнаружили, стоило ожидания.

Книги и фильм описывают планету с неумолимым солнцем и пустынными пустынями из песка и камней. Однако по мере того, как вы приближаетесь к полярным регионам к городам Арракин и Карфаг, климат в книге начинает меняться на что-то, что может быть сочтено более гостеприимным.

Однако модель говорит о другом. В модели Арракиса самые теплые месяцы в тропиках достигают около 45 ° C, тогда как в самые холодные месяцы они не опускаются ниже 15 ° C.

Самые экстремальные температуры действительно наблюдаются в средних широтах и ​​полярных регионах. Летом здесь бывает жарко до 70 ° C на песке (также предлагается и в книге). Зима такая же суровая: до -40 ° C в средних широтах и ​​до -75 ° C на полюсах.

Это противоречит интуиции, поскольку экваториальная область получает больше энергии от солнца. Однако в модели полярные регионы Арракиса имеют значительно больше атмосферной влаги и высокий облачный покров, что способствует согреванию климата, поскольку водяной пар является парниковым газом.

В книге сказано, что на Арракисе нет дождя. Однако модель предполагает, что будет выпадать очень небольшое количество осадков, ограниченное только более высокими широтами летом и осенью и только в горах и на плато. Были бы некоторые облака в тропиках, а также в полярных широтах, меняющиеся от сезона к сезону.

В книге также упоминается, что полярные ледяные шапки существуют, по крайней мере, в северном полушарии, и существуют уже давно. Но именно здесь книги, возможно, больше всего отличаются от модели, которая предполагает, что летние температуры растопят любой полярный лед, а зимой не будет снегопадов, которые восполнят ледяные шапки.

Могут ли люди выжить на такой пустынной планете? Во-первых, мы должны сделать предположение, что люди, похожие на людей в книге и фильме, обладают такой же термостойкостью, что и люди сегодня.

Если это так, то, в отличие от книги и фильма, кажется, что тропики будут наиболее пригодной для проживания областью. Поскольку там так мало влажности, выживаемость по влажному термометру - мера “обитаемости“, сочетающая в себе температуру и влажность - никогда не превышается.

Средние широты, где проживает большинство людей на Арракисе, на самом деле самые опасные с точки зрения жары. В низинах среднемесячные температуры часто превышают 50-60 ° C, а максимальные дневные температуры даже выше. Такие температуры смертельно опасны для человека.

кадры из фильма

Мы действительно знаем, что вся гуманоидная жизнь на Арракисе за пределами обитаемых мест должна носить костюмы, предназначенные для того, чтобы держать владельца в прохладе и восстанавливать влагу тела от потоотделения, мочеиспускания и дыхания, чтобы обеспечить питьевую воду.

Это важно, поскольку в книге говорится, что на Арракисе нет дождей, нет стоячих открытых водоемов и мало атмосферной влаги, которую можно восстановить.

На планете также очень холодно за пределами тропиков, с зимними температурами, которые также были бы непригодны для жизни без технологий. Такие города, как Арракин и Карфаг, будут страдать как от жары, так и от холода, как более экстремальная версия частей Сибири на Земле, где может быть как неприятно жаркое лето, так и сурово холодная зима.

Важно помнить, что Герберт написал первый роман Дюны еще в 1965 году. Это было за два года до того, как недавний нобелевский лауреат Сюкуро Манабе опубликовал свою основополагающую первую модель климата, и у Герберта не было преимуществ современных суперкомпьютеров, да и вообще любого компьютера.

Учитывая это, мир, который он создал, шесть десятилетий спустя выглядит удивительно правдивым.

Напомним, ранее сообщалось, что из-за смены климата люди сварятся подобно лягушкам в кипятке.

Источник