Дюна: что климат Арракиса может рассказать нам об охоте за обитаемыми экзопланетами

Прочитано: 53 раз(а)


«Дюна» Фрэнка Герберта — это эпическое научно-фантастическое повествование, в основе которого лежит экологический посыл. Действие романов и фильмов происходит на пустынной планете Арракис, которую различные персонажи мечтают превратить в более зеленый мир — во многом такой, как некоторые представляют себе современный Марс.

Мы исследовали Арракис, используя климатическую модель — компьютерную программу, аналогичную тем, которые используются для прогнозов погоды. Мы обнаружили, что мир, созданный Гербертом задолго до того, как появились климатические модели , был удивительно точен и был бы пригоден для жизни, если не гостеприимен.

Однако Арракис не всегда был пустыней. Согласно преданию Дюны, 91% планеты когда-то было покрыто океанами, пока какая-то древняя катастрофа не привела к ее опустыниванию. Оставшаяся вода была вынесена песчаной форелью, инвазивным видом, завезенным на Арракис. Они размножались и переносили жидкость в полости глубоко под землей, в результате чего планета становилась все более и более засушливой.

Чтобы увидеть, какое значение будет иметь большой океан для климата и обитаемости планеты, мы теперь использовали ту же климатическую модель — поместив океан, не меняя при этом никаких других факторов.

По нашим расчетам, когда большая часть Арракиса будет затоплена, средняя глобальная температура снизится на 4°C. Это происходит главным образом потому, что океаны добавляют влагу в атмосферу, что приводит к увеличению количества снега и определенных типов облаков, которые отражают солнечную энергию обратно в космос. Но это также потому, что океаны на Земле и (мы предполагаем) на Арракисе выделяют «галогены», которые охлаждают планету , разрушая озон, мощный парниковый газ, которого на Арракисе будет значительно больше, чем на Земле.

Неудивительно, что океанский мир стал в 86 раз более влажным, поскольку из океанов испаряется очень много воды. Это означает, что растения могут расти, поскольку вода больше не является исчерпаемым ресурсом, как в пустыне Арракис.

Более влажный мир был бы более стабильным

Океаны также уменьшают экстремальные температуры, поскольку вода нагревается и остывает медленнее, чем суша. (Это одна из причин, по которой в Британии, окруженной океанами, относительно мягкая зима и лето, в то время как в местах, расположенных далеко от материка, лето обычно жарче, а зимой очень холодно ). Таким образом, климат океанской планеты более стабилен, чем климат пустынного мира.

В пустыне Арракис температура может достигать 70°C и более, тогда как в океане самая высокая зарегистрированная температура составляет около 45°C. Это означает, что океан Арракис будет пригоден для жизни даже летом. Леса и пахотные культуры могут расти за пределами (все еще холодных и снежных) полюсов.

Однако есть один недостаток. Тропические регионы будут подвергаться сильным циклонам, поскольку огромные теплые океаны будут содержать много энергии и влаги, необходимых для возникновения ураганов.

Поиск обитаемых планет

Все это не совсем абстрактное занятие, поскольку ученые, ищущие обитаемые «экзопланеты» в далеких галактиках, тоже ищут подобные вещи. На данный момент мы можем обнаружить такие планеты только с помощью огромных телескопов в космосе для поиска тех, которые похожи на Землю по размеру, температуре, доступной энергии, способности содержать воду и другим факторам.

Мы знаем, что пустынные миры, вероятно, встречаются во Вселенной чаще, чем планеты земного типа. Планеты с потенциально пригодными для жизни океанами обычно находятся в так называемой «зоне Златовласки»: достаточно далеко от Солнца, чтобы не было слишком жарко (настолько дальше, чем кипящая горячая Венера), но достаточно близко, чтобы все не замерзло ( ближе, чем ледяной спутник Юпитера Ганимед).

Исследования показали, что эта обитаемая зона особенно мала для планет с большими океанами . Их вода рискует либо полностью замерзнуть, что сделает планету еще холоднее, либо испариться в результате безудержного парникового эффекта, при котором слой водяного пара препятствует утечке тепла, и планета становится все жарче и жарче.

Таким образом, обитаемая зона для пустынных планет намного больше, поскольку на внешнем крае они будут иметь меньше снежного и ледяного покрова и будут поглощать больше солнечного тепла, в то время как на внутреннем крае меньше водяного пара и, следовательно, меньший риск побега. парниковый эффект.

Также важно отметить, что, хотя расстояние от местной звезды может дать общую среднюю температуру планеты, такое среднее значение может вводить в заблуждение. Например, и пустыня, и океанский Арракис имеют среднюю температуру, пригодную для жизни, но ежедневные экстремальные температуры на планете-океане гораздо более гостеприимны.

В настоящее время даже самые мощные телескопы не могут измерить температуру в таких деталях. Они также не могут детально рассмотреть, как расположены континенты на далеких планетах. Это снова может означать, что средние значения вводят в заблуждение. Например, хотя смоделированный нами океан Арракис вполне пригоден для жизни, большая часть суши находится в полярных регионах , где круглый год лежит снег, поэтому фактическое количество обитаемой земли намного меньше.

Такие соображения могут быть важны в нашем далеком будущем, когда, по прогнозам, Земля сформирует суперконтинент с центром на экваторе . Этот континент сделает планету слишком горячей для выживания млекопитающих и других форм жизни, что потенциально приведет к массовому вымиранию.

Если наиболее пригодными для жизни планетами во Вселенной являются пустыни, они вполне могут представлять собой очень экстремальные условия , требующие значительных технологических решений и ресурсов для обеспечения жизни — например, пустынные миры, вероятно, не будут иметь богатой кислородом атмосферы.

Но это не остановит людей от попыток. Например, Илон Маск и SpaceX имеют грандиозные амбиции по созданию колонии на нашем ближайшем пустынном мире, Марсе. Но многочисленные проблемы, с которыми им придется столкнуться, лишь подчеркивают, насколько важна наша собственная Земля как колыбель цивилизации, особенно с учетом того, что богатые океанами миры могут быть не такими многочисленными, как мы надеемся. Если люди в конечном итоге колонизируют другие миры, им, вероятно, придется столкнуться со многими из тех же проблем, что и персонажам «Дюны».

Дюна: что климат Арракиса может рассказать нам об охоте за обитаемыми экзопланетами



Новости партнеров