Можливе й неможливе
Науково-фантастичний роман Френка Герберта "Дюна", який ліг в основу фільмів, був високо оцінений за детально продуманий світ. Автор створив складні суспільства, релігії та економічні системи з багатою історією. Найвідомішим зі світів Герберта є пустельна планета Арракіс, прозвана Дюною, з її суворим кліматом і гігантськими піщаними черв'яками. Саме тут відбувається дія більшості романів та фільмів, знятих за мотивами книг.
Дивіться також Яка температура є найбільш оптимальною для життя на Землі
Вчені кажуть, що Герберт не лише створив багатий на історію та цікавинки Всесвіт, а й описав цілком правдоподібну планету.
- Кліматолог з Брістольського університету Великої Британії Александер Фарнсворт створив комп'ютерну симуляцію клімату на Арракісі. Разом зі своєю командою вчених він дійшов висновку, що люди могли б жити на пустельній планеті, але Френку Герберту, ймовірно, слід було би перенести свої міста ближче до екватора, ніж до полюсів.
- Що стосується гігантських піщаних черв'яків, які можуть проковтнути гірничодобувне обладнання цілком, то вони переходять межі того, чого може досягти біологія, каже палеонтолог хребетних Патрік Льюїс з Державного університету Сема Х'юстона в Хантсвіллі, штат Техас.
Клімат: придатно для життя, але негостинно
Для моделювання клімату Арракіса, яке можна переглянути на сайті Climate Archive, Фарнсворт і його колеги почали з добре відомих фізичних законів, які визначають погоду і клімат на Землі. Використання нашої планети як відправної точки має сенс, каже Фарнсворт, частково тому, що Герберт черпав натхнення з "певної напівнауки, яка розглядає дюнні системи на самій Землі".
Потім команда додала крихти інформації про планету з романів Герберта та з "Енциклопедії Дюни". Згідно з цими даними, атмосфера вигаданої планети схожа на земну з кількома помітними відмінностями. В атмосфері Арракіса менше вуглекислого газу, ніж на Землі — близько 350 частин на мільйон порівняно з 417 частинами на мільйон на Землі. Але Дюна має набагато більше озону в нижніх шарах атмосфери: 0,5 відсотка газів в атмосфері проти 0,000001 відсотка на Землі. Весь цей додатковий озон має вирішальне значення для розуміння планети. Озон є потужним парниковим газом, який приблизно в 65 разів сильніше впливає на потепління атмосфери, ніж вуглекислий газ. "Атмосфера Арракіса, безумовно, була б набагато теплішою, навіть якби містила менше CO2, ніж сьогодні на Землі", – каже Фарнсворт.
На додаток до потепління планети, така кількість озону в нижніх шарах атмосфери може бути поганою новиною. "Для людей це було б неймовірно токсично, я думаю, майже смертельно, якби ви жили в таких умовах", – каже Фарнсворт. Реальним людям на Арракісі, ймовірно, довелося б покладатися на технології для очищення повітря від озону.
Звичайно, озон у верхніх шарах атмосфери може допомогти захистити Арракіс від шкідливого випромінювання його зорі, відомої як Канопус. Канопус – це справжня зірка, також знана як Альфа Каріна. Її видно в Південній півкулі і вона є другою за яскравістю зорею на небі. На жаль для фанатів "Дюни", у неї немає планет. Якби Арракіс існував, він був би розташований приблизно так само далеко від Канопуса, як Плутон від Сонця, каже Фарнсворт. Але Канопус — велика біла зоря, температура якої, за підрахунками, становить близько 7 200 градусів за Цельсієм. "Це значно гарячіше, ніж Сонце", яке приблизно на 2 000 градусів холодніше", – зазначив учений. Тож більш віддалене розташування не означає, що там було би холодніше, ніж на нашій планеті.
Такі пейзажі, згідно опису, можна зустріти по всьому Арракісу / Фото Unsplash
Кліматичне моделювання показало, що Арракіс, ймовірно, не буде таким, яким його описав Герберт, і його можна вважати навіть певним антиподом Землі.
Наприклад, в одному з речень автор описав полярні крижані шапки, що відступають під час літньої спеки. Але Фарнсворт і його колеги кажуть, що на полюсах було б занадто спекотно (близько 70 градусів улітку), щоб льодовики взагалі могли існувати. Крім того, було б занадто мало опадів для поповнення льоду взимку. Високі хмари та інші процеси нагрівали б атмосферу на полюсах і тримали б її теплішою, ніж у нижчих широтах. Тобто лід танув би швидше, ніж накопичувався, і в результаті льодовики просто б не формувалися.
Натомість, як це не дивно, південніше було би прохолодніше, хоча на Землі все навпаки. Температура в тропічних широтах Арракіса була би приблизно 45 у найтепліші місяці і близько 15 градусів у холодніші. На Землі висока вологість у тропіках робить їх набагато теплішими, ніж на полюсах. Але на Арракісі "більша частина атмосферної вологи була по суті видалена з тропіків", що робить навіть палюче літо більш терпимим. На полюсах збираються хмари й волога, які нагрівають атмосферу.
Однак і тропіки на Арракісі несуть свої власні виклики. За підрахунками дослідників, ураганні вітри регулярно засипали б мешканців пісками, створюючи дюни заввишки до 250 метрів.
Це не означає, що люди не могли б жити на Арракісі, просто їм знадобилися б технології і велика підтримка ззовні, щоб доставляти їжу і воду, каже Фарнсворт. Але, як ми знаємо, людство у "Дюні" відмовилося від технологій та штучного інтелекту після величезної та тривалої війни з роботами.
Наскільки реальними є гігантські черв'яки
Якщо люди, можливо, могли б вижити з деякою допомогою, то для найвідоміших мешканців планети — гігантських піщаних черв'яків — планета, ймовірно, була би непридатною для життя. При довжині до 400 метрів вони були б майже в 10 разів довшими за найбільших динозаврів. Це було б незвично для тварин з довгим тілом, таких як черв'як або змія. "Будова тіла черв'яка дуже поширена. Він еволюціонував багато разів за останні 600 мільйонів років. Але жоден з них ніколи не був дуже великим", – каже Патрік Льюїс з Державного університету Сема Х'юстона в Хантсвіллі.
Для безхребетних черв'яків проблемою є кисень. Черв'яки часто поглинають кисень через шкіру, щоб він міг проникнути в тіло. Чим більша тварина, тим важче їй доставити кисень до внутрішніх органів.
Величезні черв'яки, що живуть на Арракісі / Зображення Warner Bros. Pictures
Льюїс вважає, що гігантські піщані черв'яки Дюни мають бути хребетними тваринами, як черв'яки Zygaspis з Африки на південь від Сахари. Види, які він вивчає, значно менші: близько 20-30 сантиметрів завдовжки і до 7 міліметрів завтовшки. Але це не завадило йому уявити, яким може бути хребетний черв'як розміром з тих, що живуть на Арракісі.
Черв'яки з кістками та м'язами могли б бути більшими і сильнішими за безхребетних, каже Льюїс, але вони були б обмежені гравітацією. Кити можуть бути великими, тому що вони живуть у воді, де плавучість може виконувати більшу частину важкої роботи. "Але якщо ви збираєтеся бути на поверхні, то ви повинні бути здатні боротися з гравітацією", – додає вчений. Щоб досягти більш ніж 150 метрів у довжину, "ви, по суті, повинні бути великою кістковою кулею, щоб не розбитися під власною вагою".
Можливо, якби черв'яки Арракіса мали скелети з надлегкого матеріалу, невідомого на Землі, вони могли б вирости до таких величезних розмірів. Але це створює проблему для пересування. "Чим більше ви стаєте, тим відносно слабшими стають м'язи, і тому вам знадобилися б жахливо сильні м'язи" і "неймовірно товсті кістки", щоб прикріпити їх. А м'язи генерують багато тепла.
Черв'яки Zygaspis можуть витримувати температуру 45 градусів у пустелі Калахарі, тому що вони маленькі і мають велику площу поверхні, порівняно з їх крихітним розміром, щоб відводити тепло. Але гігантський піщаний черв'як не зміг би так легко відводити тепло. Поєднайте цю проблему з погодними умовами, і це означає неприємності для велетенських черв'яків. "Якщо ви гігантський черв'як, спекотний клімат — не ваш друг", - каже Льюїс.