Фрэнк Герберт (Frank Herbert) впервые опубликовал свой научно-фантастический эпос «Дюна» ещё в 1965 году, хотя его истоки лежат в случайной встрече, произошедшей восемью годами ранее, когда в качестве журналиста ему было поручено рассказать о программе стабилизации дюн в американском штате Орегон. В конечном счёте, это привело в движение колёса, которые помогли ему написать его бессмертный труд.
Большие и негостеприимные песчаные дюны пустынной планеты Арракис, конечно, очень заметны как в книгах, так и в снятых фильмах, не в последнюю очередь из-за ужасающих гигантских песчаных червей, которые охотятся на кого угодно, кто рискнёт ступить на их владения. Но какой высоты были бы песчаные дюны в реалистичной версии этого мира?
Изображение: Chiabella James/Warner Bros
Перед выходом фильма на экраны учёные из университетов Шеффилда и Бристоля взяли научную климатическую модель и использовали её для моделирования климата Арракиса. Теперь же они захотели использовать идеи этой же модели, чтобы сосредоточиться на самих дюнах.
Песчаные дюны являются продуктом тысяч или даже десятков тысяч лет эрозии подстилающей или окружающей геологии. На простом уровне они образованы песком, который перемещается в направлении преобладающего ветра, пока не встретит препятствие и не осядет перед ним.
На Арракисе определённо нет недостатка в ветре. Моделирование учёных показало, что ветер на планете обычно превышает минимальную скорость, необходимую для того, чтобы поднять песчинки в воздух. Мало того, на вымышленной планете даже есть некоторые регионы, где скорость ветра в течение года регулярно достигает 162 км/ч. Это намного выше силы урагана.
В книге говорится, что песчаные дюны в среднем имеют высоту около 100 метров. Однако это не основано на реальной науке, скорее всего, это то, что Герберт знал со времён своего пребывания в Орегоне, а также из мира, в котором на данный момент живём все мы. Но у учёных была возможность воспользоваться своей климатической моделью, чтобы предсказать, какой общей (и максимальной) высоты они могут достичь.
Где дует ветер
Размер и расстояние между гигантскими дюнами определяются не только типом песка или подстилающей породы, но и нижними 2 км (или около того) атмосферы, которая взаимодействует с земной поверхностью. На этом уровне, также известном как планетарный пограничный слой, можно наблюдать все погодные явления. Выше этого тонкий «инверсионный слой» отделяет погоду внизу от более стабильной высотной части атмосферы.
Рост песчаных дюн и их теоретическая высота определяется глубиной того пограничного слоя, в котором дует ветер. Песчаные дюны стабилизируются над ветром на высоте инверсионного слоя. Высота пограничного слоя — обычно от 100 до 2000 метров — может меняться как в течение ночи, так и в течение года. Чем прохладнее, тем он становится более мелким. Когда же дует сильный ветер или поднимается много тёплого воздуха, он глубже.
На Арракисе было бы намного жарче, чем на Земле, а это означает, что воздух там поднимался бы выше, а пограничный слой над сушей был бы в 2-3 раза выше, чем у нас. Таким образом, симуляция климатической модели учёных предсказывает, что дюны на Арракисе могли бы достигать 250-метровой высоты, особенно в тропиках и средних широтах. Это примерно в 3 раза больше Биг-Бена в Лондоне. В большинстве же регионов средняя высота была бы куда более скромной — от 25 до 75 метров. Поскольку пограничный слой обычно выше повсюду на Арракисе, средняя высота дюн там, как правило, в два раза больше, чем на Земле.
Специалистам также удалось смоделировать пространство между дюнами, которое тоже можно определить по высоте пограничного слоя. Расстояние между ними больше всего в тропиках, немногим более 2 км между гребнями одной гигантской песчаной дюны и другой. Однако в целом песчаные дюны имеют расстояние от гребня до гребня от 0,5 до 1 км. Этого места вполне достаточно для песчаного червя. Учёные, изучающие спутник Сатурна Титан, запустили тот же процесс в противоположном направлении, используя пространство между дюнами, которое легко измерить с помощью спутниковых снимков, для оценки пограничного слоя до 3 км.
Поскольку на Арракисе ничего не может расти, чтобы стабилизировать эти песчаные дюны, они всегда будут находиться в состоянии постоянного дрейфа по планете. Стоит отметить, что некоторые большие дюны на Земле могут перемещаться примерно на 5 метров в год. Более мелкие дюны могут двигаться ещё быстрее — около 20 метров в год.
Климатическая модель Арракиса. Изображение: climatearchive.org/dune
Дюны размером с гору?
Данная симуляция в состоянии демонстрировать только общую высоту, которой может достичь большинство песчаных дюн, и из этого правила могут быть исключения. Например, самой большой из известных песчаных дюн на сегодняшний день на Земле является Дюна Федерико Кирбус в Аргентине, высота которой составляет 1234 метра. Её размер показывает, что местные факторы, такие как растительность, окружающие холмы или тип местного песка, могут отыгрывать важную роль.
Учитывая то, что на Арракисе жарче, чем на Земле, там более высокий пограничный слой, а также больше песка и более сильные ветры, вполне возможно, что где-то там могла бы образоваться поистине гигантская дюна размером с небольшую гору, но по этой климатической модели невозможно точно сказать, где именно это могло бы произойти.
Недавно учёные обнаружили, что по мере того, как мир нагревается, пограничный слой планеты увеличивается примерно на 53 метра за десятилетие. Так что мы вполне можем увидеть ещё более крупные рекордные песчаные дюны, поскольку нижние слои атмосферы будут продолжать нагреваться — даже если Земля не станет такой же, как Арракис.
