Обитаемый Арракис: учёные создали модель климата Дюны

Команда учёных из Бристольского и Шеффилдского университетов сгенерировала климатическую модель ключевой планеты во вселенной Дюны и пришла к выводу, что Арракис мог быть обитаемым, хоть и весьма негостеприимным.

В 1950-х годах американский писатель Фрэнк Герберт серьёзно заинтересовался экологией после посещения городка Флоренс, расположенного на орегонском побережье. Его поразила местная достопримечательность – обширная зона песчаных дюн, с расширением которой боролись специалисты Департамента сельского хозяйства США. Исследуя методы контроля передвижения дюн, Герберт пришёл к созданию научно-фантастического романа «Дюна», изданного по частям с 1963 по 1965 гг. Вселенная Дюны представляет собой мир далёкого будущего, в котором люди обитают в системе Канопуса, отказавшись от «мыслящих машин» и полностью положившись на собственные мыслительные и экстрасенсорные способности. Одной из ключевых планет системы считается Арракис, также известный как Дюна, который является единственным источником ценной «Пряности», делающей возможными дальние космические перелёты.

Фрэнк Герберт описывал Арракис как малонаселённую пустынную планету, где нет дождей и водоёмов, а температуры достигают 70 °C. Атмосфера этого мира пригодна для дыхания: она преимущественно состоит из азота и кислорода. Большинство людей Арракиса обитают в умеренном поясе и у полюсов, где ледяные шапки и плотный слой низких облаков даруют влагу и обеспечивают более комфортную температуру. Чтобы определить, насколько правдоподобным был климат планеты и оценить её обитаемость, британские учёные использовали видоизменённые земные климатические модели.

Для формирования модели исследователи учли все возможные детали, упомянутые в книгах и фильмах вселенной Дюны. Арракис является третьей планетой от своего солнца – палящей и безжалостной звезды Канопус. Его траектория движения вокруг звезды напоминает несколько округлённую орбиту Земли. Учёные также применили к модели топографию и особенности атмосферы Дюны. В частности, её поверхность не лишена горных хребтов, содержание углекислого газа на Арракисе ниже, чем на Земле, а сдерживать тепло планеты и воздушных масс позволяет более плотный озоновый слой. Для обработки всех данных учёные использовали суперкомпьютер, которому потребовалось более трёх недель для создания сложной модели климата Арракиса. Впрочем, результаты моделирования в полной мере оправдали ожидания исследователей.

Учёные обнаружили, что модель, учитывающая всю информацию о расположении Арракиса в родной планетарной системе, составе его атмосферы и особенностях топографии, несколько отличается от описанного Гербретом мира. Прежде всего, в отличие от фантазийной планеты, «реальный» Арракис был бы обитаем именно в тропическом поясе. В самые тёплые месяцы года температура в его пределах не поднимается выше 45 °C, а зимой не опускается ниже 15 °C. В то же время наиболее экстремальные температурные контрасты можно наблюдать в умеренном поясе и у полюсов планеты. Исходя из климатической модели, именно в этих зонах температура воздуха у песка может прогреваться до 70 °C. Кроме того, в зимние месяцы умеренный пояс охлаждался бы до -40 °C, а у полюсов температура падала бы до -75 °C.

Подобное распределение температур противоречит традиционным климатическим моделям, поскольку обычно именно экваториальный пояс получает больше всего тепловой энергии. Впрочем, Арракис представляет собой особый случай. В полярных регионах этой планеты наблюдается высокая влажность и сильная облачность: водяной пар является парниковым газом, который способствует более интенсивному прогреву воздуха и почвы. Кроме того, исследователи пришли к выводу, что на фантастической планете Герберта могли идти дожди: в летние и осенние месяцы только в пределах более высоких широт в горах и на плато. Климатическая модель также показала, что облака на Арракисе не были бы ограничены только полюсами, а вот ледяных шапок на полюсах быть не могло. Экстремальная жара растопила бы весь запас льда, который не восполнился бы в условиях невозможности формирования снежных осадков.

Чтобы установить, смогли ли бы люди выжить на Арракисе, учёные допустили, что обитателям вселенной Дюны свойственен такой же интервал допустимых температур, как и современным людям. Исследователи установили, что только в тропиках индекс WBGT (Wet-Bulb Globe Temperature), учитывающий совокупность показателей влажности воздуха, радиационного и конвективного теплообмена, находится на благоприятном для жизни уровне. В этих регионах постоянно сохраняется настолько низкая влажность, что температура по влажному градуснику никогда не превышает максимума, определяемого индексом WBGT. Такой вывод прямо противоречит замыслу автора, согласно которому Арракис был обитаемым преимущественно в умеренном поясе. Исходя из климатической модели, в низинах этой зоны среднемесячная температура составит не менее 50-60 °C, а максимальная суточная температура и того выше. Вопреки букве романа, люди не могут выжить в таких условиях.

Во вселенной Дюны, оказываясь за пределами обитаемых регионов, жители Арракиса были вынуждены носить дисктикомбы – высокотехнологичные костюмы, способные удерживать, перерабатывать и готовить влагу, выделяющуюся из тела человека в любом виде, для повторного употребления. Подобные комбинезоны не только эффективно охлаждали носителя, но и позволяли не растрачивать ценнейший ресурс в условиях отсутствия водоёмов и осадков – воду. Фрэнк Герберт создал вселенную Дюны за несколько лет до того, как лауреат Нобелевской премии Сюкуро Манабэ разработал первую глобальную климатическую модель. К тому же писатель даже представить не мог, что когда-то в мире будут существовать мощнейшие суперкомпьютеры, которые сделали возможными расчёты британских учёных. Учитывая все эти обстоятельства, его Арракис получился вполне правдоподобным, а климатические реалии фантастического мира не слишком противоречат современным климатическим моделям.