Действие эпической серии научно-фантастических книг Фрэнка Герберта (Frank Herbert) «Дюна», теперь превратившейся в одноименный фильм, происходит в далёком будущем на пустынной планете Арракис. Герберт обрисовал богато детализированный мир, который на первый взгляд кажется настолько реальным, что мы вполне можем представить себя в нём.
Однако, если бы такой мир действительно существовал, на что он был бы похож на самом деле?
Изображение: Chiabella James/Warner Bros
Учёные из Бристольского университета и Университета Шеффилда, обладающие специальными знаниями в области моделирования климата, смоделировали климат Арракиса, чтобы выяснить это. Им захотелось узнать, будут ли физика и окружающая среда такого мира соответствовать реальной климатической модели.
Вот визуализация их климатической модели Арракиса:
Вы можете увеличивать масштаб отдельных объектов и выделять такие вещи, как температура или скорость ветра, на веб-сайте специалистов «Climate Archive».
Когда же они закончили свою работу, то были очень рады обнаружить, что Герберт представил среду, которая по большей части соответствует ожиданиям. Возможно, нам порой действительно стоит чаще верить писателям-фантастам, ведь большая часть самого Арракиса на самом деле вполне могла бы быть обитаемой, хотя и не особо негостеприимной.
Как построить фантастический мир, подобный Арракису?
Учёные начали с климатической модели, обычно используемой для прогнозирования погоды и климата здесь, на Земле. Чтобы использовать такого рода модели, вы должны принять физические законы (которые хорошо известны и присутствуют на Земле), а затем ввести данные обо всём, от формы гор до силы солнца или состава атмосферы. После модель может сымитировать климат и примерно рассказать вам, какой может быть погода.
Исследователи решили сохранить те же фундаментальные физические законы, которые управляют погодой и климатом здесь, на Земле. Если бы их модель представляла собой что-то совершенно странное и экзотическое, это могло бы означать, что на Арракисе эти законы были другими, или фантастическое видение Фрэнка Герберта Арракиса было просто фантазией.
В дальнейшем им 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 её орбиту, которая была по существу круглой, похожей на сегодняшнюю Землю. Форма орбиты действительно может повлиять на климат: посмотрите на долгие и нерегулярные зимы в «Игре престолов».
Наконец, учёные рассказали модели, из чего состоит атмосфера. По большей части она очень похожа на имеющуюся на Земле, хотя и с меньшим содержанием углекислого газа (350 частей на миллион по сравнению с нашими 417). Самая большая разница заключается в концентрации озона. На Земле в нижних слоях атмосферы очень мало озона, всего около 0,000001%. На Арракисе этот показатель составляет 0,5%. Озон важен, поскольку он за 20-летний период примерно в 65 раз эффективнее в состоянии согреть атмосферу, чем CO₂.
Изображение: Chiabella James/Warner Bros
Введя все необходимые данные, учёные сели и стали ждать. Для запуска столь сложных моделей, подобных этой, требуется время, в данном случае более 3-х недель. Им нужен был огромный суперкомпьютер, чтобы с его помощью выполнить сотни тысяч вычислений, необходимых для моделирования Арракиса. Однако то, что они в итоге обнаружили, целиком и полностью стоило этого ожидания.
Климат Арракиса в принципе правдоподобен
Книги и фильм описывают планету, как территорию с песочными пустошами и скалами, подверженную воздействию большого числа солнечных лучей. Однако по мере того, как вы приближаетесь к полярным регионам к городам Арракин и Карфаг, климат в книге начинает меняться на куда более гостеприимный.
В то же время моделирование учёных показало немного другую ситуацию. В их модели Арракиса самые тёплые месяцы в тропиках достигают около 45 °C, тогда как в самые холодные месяцы они не опускаются ниже 15 °C. Подобно тому, что можно наблюдать на Земле. Самые экстремальные температуры действительно наблюдаются в средних широтах и полярных регионах. Летом там бывает жарко до 70 °C на песке. Зимы такие же экстремальные: 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 большую атмосферную влажность и высокий облачный покров, что способствует нагреву климата, поскольку водяной пар является парниковым газом.
В книге сказано, что на Арракисе нет дождя. Однако модель учёных предполагает, что будет выпадать очень небольшое количество осадков, только в более высоких широтах летом и осенью и только в горах и на плато. Могут быть 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 присутствуют там уже давно. Но именно здесь книги больше всего отличаются от модели учёных, которая предполагает, что летние температуры растопят любой полярный лёд, а зимой не будет снегопадов, которые могли бы восполнять ледяные шапки.
Планета жаркая, но пригодная для жизни
Могут ли люди выжить на такой пустынной планете? Если сделать предположение, что люди, похожие на людей в книге и фильме, обладают такой же термостойкостью, что и люди сегодня, то, в отличие от книги и фильма, кажется, что тропики будут наиболее пригодной для проживания областью. Поскольку там очень низкая влажность, 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 ещё выше. Такие температуры смертельно опасны для человека.
Изображение: Chiabella James/Warner Bros
Мы знаем, что все гуманоиды на Арракисе за пределами обитаемых мест должны носить «стилсьюты», предназначенные для того, чтобы держать владельца в прохладе и восстанавливать запасы влаги из потоотделения, мочеиспускания и дыхания. Это важно, поскольку в книге сказано, 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 задействования технологий. Такие города, как Арракин и Карфаг, будут страдать как от жары, так и от холода, подобно более экстремальной версии районов Сибири на Земле, где может быть как неприятно жаркое лето, так и сурово холодная зима.
Важно помнить, что Герберт написал первый роман «Дюна» ещё в 1965 году. Это было за 2 года до того, как недавний нобелевский лауреат Сюкуро Манабе (Syukuro Manabe) опубликовал свою основополагающую первую модель климата, и Герберт не имел преимуществ современных суперкомпьютеров, да и вообще какого-либо компьютера. Учитывая это, мир, который он создал, 6 десятилетий спустя выглядит удивительно реалистичным и возможным.
