Действие эпической серии научно-фантастических книг «Дюна» Фрэнка Герберта, которые теперь превратились в одноименный фильм, происходит в далеком будущем на пустынной планете Арракис. Герберт детализированно обрисовал мир, который на первый взгляд кажется настолько реальным, что мы вполне можем представить в нем себя. Однако, если бы такой мир существовал, на что он был бы похож на самом деле? Ученые, обладающие специальными знаниями в области моделирования климата (старший научный сотрудник метеорологии Бристольского университета Алекс Фарнсворт, руководитель исследований в Центре производства электрических машин будущего университета Шеффилда Майкл Фарнсворт и научный сотрудник отдела моделирования палеоклимата Бристольского университета Себастьян Стейниг), воссоздали модель климата планеты Арракис. Они хотели знать, будут ли физика и окружающая среда такого мира соответствовать реальной климатической модели. Ученые разместили созданную модель на своем сайте, где каждый посетитель может увеличивать масштаб отдельных объектов и выделять температуру или скорость ветра. Оказалось, что Герберт в своих книгах представил среду, которая по большей части соответствует ожиданиям. Большая часть Арракиса действительно была бы в реальности обитаемой, хотя и негостеприимной. Как построить фантастический мир, подобный Арракису? Алекс Фарнсворт, Майкл Фарнсворт и Себастьян Стейниг начали с климатической модели, обычно используемой для предсказания погоды и климата на Земле. Чтобы использовать такие модели, необходимо принять решение о физических законах (хорошо известных в случае с планетой Земля), а затем ввести все-все данные: от формы гор до силы солнца или состава атмосферы. Затем воссоздается имитация климата и возможной погоды. Ученые решили сохранить те же фундаментальные физические законы, которые управляют погодой и климатом на нашей планете. Если получившаяся модель в итоге 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 и не более. Далее климатической модели добавили некоторую информацию о пустынной планете, основываясь на подробностях, содержащихся в основных романах и сопутствующей «Энциклопедии Дюны». Источники включали в себя топографию планеты и ее орбиту, которая была круговой, как у сегодняшней Земли. Форма орбиты действительно может повлиять на климат: посмотрите на длинные и нерегулярные зимы в «Игре престолов». Затем дело дошло до атмосферы. По большей части она очень похожа на атмосферу нашей планеты, хотя и с меньшим содержанием углекислого газа (350 частей на миллион по сравнению с нашими 417 частями). Самая большая разница возникла в концентрации озона. На Земле в нижних слоях атмосферы очень мало озона (всего около 0,000001%). На Арракисе это 0,5%. Озон важен, поскольку он примерно в 65 раз более эффективен для нагревания атмосферы, чем CO₂. Когда ученые ввели все необходимые данные, они просто стали ждать, так как для работы таких сложных моделей требуется время, и в данном случае — более трех недель. Однако то, что они обнаружили, стоило ожидания. Климат Арракиса в основном правдоподобен Книги и фильм описывают планету с неумолимым солнцем и землей из песка и камней. Однако по мере приближения к полярным регионам (к городам Арракин и Карфаг) климат в книге начинает меняться на более гостеприимный. Но компьютерная модель рассказывает другую историю. В созданной модели Арракиса самые теплые месяцы в тропиках достигают температуры 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 жара — до 70°C на песке (автор то же описывает в книге). Зима довольно суровая — до -40°C в средних широтах и до -75°C на полюсах. Это противоречит представлениям, поскольку экваториальная область получает больше энергии от солнца. Однако в модели полярные регионы Арракиса имеют значительно больше атмосферной влаги и высокой облачности, что способствует согреванию климата, так как водяной пар является парниковым газом. В книге также сказано, что на планете нет дождя. Однако модель ученых предполагает, что все же возможно выпадение небольшого количества осадков, но только в более высоких широтах летом и осенью и только в горах и на плоскогорье. В тропиках, а также в полярных широтах вероятна облачность с прояснениями 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 идет основное расхождение с книгой: компьютерная модель показывает, что летние температуры растопят любой полярный лед, а зимой не будет снегопадов, которые смогут стать ледяными шапками. Жаркая, но пригодная для жизни Могут ли люди выжить на такой пустынной планете? Во-первых, есть предположение, что люди, похожие на людей в книге и фильме, обладают такой же термостойкостью, что и мы все на сегодняшний день. Если это так, то тропики будут наиболее пригодной для проживания областью, в отличие от данных книги и фильма. Показатель «пригодности для жизни», сочетающий 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. Это смертельно опасно для человека. Известно, что все человекоподобные существа на Арракисе за пределами обитаемых мест должны носить дистикомбы, предназначенные для того, чтобы регулировать температуру и восстанавливать влагу тела, которая выходит в виде потоотделения, мочеиспускания и дыхания, для обеспечения питьевой водой. Это важно, поскольку в книге говорится, что на Арракисе нет дождей, нет открытых водоемов и мало атмосферной влаги, которую можно было бы восстановить. На планете также очень холодно за пределами тропиков. Зимние температуры непригодны для жизни без технологий. Такие города, как Арракин и Карфаг, будут страдать и от жары, и от холода, как более экстремальная версия части Сибири на Земле, где неприятно жаркое лето и суровая холодная зима. Важно помнить, что Фрэнк Герберт написал первый роман «Дюна» еще в 1965 году. Это было за два года до того, как недавний нобелевский лауреат Сюкуро Манабэ опубликовал свою основополагающую первую модель климата, и Герберт не имел преимуществ в виде современных суперкомпьютеров, да и вообще любых компьютеров. Учитывая это, мир, который он создал, шесть десятилетий спустя выглядит удивительно стабильным. По материалам статьи «Could humans survive on Dune’s Arrakis?» Popular Science