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Científicos simulan el clima del planeta Arrakis de ‘Dune’

Con un modelo de adaptación de atmósfera y orografía expertos en el tema construyeron un modelo aproximado de las condiciones del planeta Du...

Con un modelo de adaptación de atmósfera y orografía expertos en el tema construyeron un modelo aproximado de las condiciones del planeta

Dune, la épica serie de libros de ciencia ficción de Frank Herbert, ahora adaptada de forma homónima a la pantalla grande, está ambientada en una temporalidad futurista en el planeta desértico de Arrakis. En su obra, Herbert describió de forma detallada el entorno que, a primera vista, parece tan real que podríamos imaginarnos dentro de él.

Sin embargo, si tal mundo existiera, ¿cómo sería realmente?

Somos científicos con experiencia en modelado climático, por lo que simulamos el clima de Arrakis para averiguarlo. Queríamos saber si la física y el medio ambiente de un mundo así se compararían con un modelo climático real.

El objetivo consistía en saber si la física y el medio ambiente de un mundo así se compararían con un modelo climático real.

Para conocer las características particulares y descubrir aspectos como la temperatura o la velocidad del viento puedes visitar el sitio web de Climate Archive.

Una vez que finalizó la investigación, nos complació mucho descubrir que Herbert había imaginado un entorno que en su mayor parte cumple con las expectativas. Es posible que tengamos que mantener al margen el escepticismo, pero gran parte de Arrakis en sí sería habitable, aunque inhóspito.
¿Cómo se construye un mundo de ficción como Arrakis?

Comenzamos con un modelo climático que se usa comúnmente para predecir el tiempo y el clima aquí en la Tierra. Para utilizar este tipo de modelos debes determinar las leyes físicas (bien conocidas en el caso del planeta Tierra) y luego ingresar datos, desde la forma de las montañas hasta la fuerza del sol o la composición de la atmósfera. Luego, el modelo puede simular el clima y plantear tentativamente cómo podría ser el clima.

Decidimos mantener las mismas leyes físicas fundamentales del tiempo y el clima aquí en la Tierra. Si nuestro modelo presentaba algo completamente extraño y exótico, esto podría sugerir que esas leyes eran diferentes en Arrakis, o que la visión fantástica de Frank Herbert de Arrakis era solo eso, fantasía.

Luego tuvimos que decirle al modelo climático ciertas cosas sobre Arrakis, basándonos en la información detallada que se encuentra en las novelas principales y en la Enciclopedia de Dune que las acompaña.

Estas incluían la topografía del planeta y su órbita, que era esencialmente circular, similar a la Tierra actual. La forma de una órbita realmente puede afectar el clima: así sucede con los inviernos largos e irregulares en Game of Thrones.

Finalmente, introdujimos al modelo los datos acerca de los elementos que conformaban la atmósfera. En su mayor parte, es bastante similar al de la Tierra actual, aunque con menos dióxido de carbono (350 partes por millón frente a nuestras 417 ppm). La mayor diferencia es la concentración de ozono.

En la Tierra, hay muy poco ozono en la atmósfera inferior, solo alrededor del 0.000001%. En Arrakis es del 0.5%. El ozono es importante ya que es alrededor de 65 veces más eficaz para calentar la atmósfera que el CO₂ durante un período de 20 años.

Después de haber introducido todos los datos necesarios, nos sentamos y esperamos. Los modelos complejos como este tardan en ejecutarse, en este caso más de tres semanas. Necesitábamos una supercomputadora enorme para poder procesar los cientos de miles de cálculos necesarios para simular Arrakis. Sin embargo, lo que encontramos valió la pena la espera.
El clima de Arrakis sería viable para la vida

Los libros y la película describen un planeta con un sol implacable y páramos desolados de arena y roca. Sin embargo, a medida que se acerca a las regiones polares hacia las ciudades de Arrakeen y Carthag, el clima en el libro comienza a cambiar a algo que podría inferirse como más hospitalario.

Sin embargo, nuestro modelo cuenta una historia diferente. En nuestro modelo de Arrakis, los meses más cálidos en los trópicos alcanzan los 45 °C, mientras que en los meses más fríos no bajan de los 15 °C, muy similar al de la Tierra.

Las temperaturas más extremas ocurrirían en las latitudes medias y las regiones polares. Aquí el verano puede ser tan caluroso como 70 °C en la arena (también sugerido en el libro). Los inviernos son igualmente extremos, tan bajos como -40 °C en las latitudes medias y hasta -75 °C en los polos.

Esto es contrario a la intuición, ya que la región ecuatorial recibe más energía del sol. Sin embargo, en el modelo, las regiones polares de Arrakis tienen significativamente más humedad atmosférica y una alta nubosidad que actúa para calentar el clima ya que el vapor de agua es un gas de efecto invernadero.

El libro dice que no llueve en Arrakis. Sin embargo, nuestro modelo sugiere que se producirían cantidades muy pequeñas de lluvia, limitadas solo a las latitudes más altas en verano y otoño, y solo en montañas y mesetas. Habría algunas nubes en los trópicos así como en latitudes polares, variando de una estación a otra.

El libro también menciona que existen casquetes polares, al menos en el hemisferio norte, y lo han hecho durante mucho tiempo. Pero aquí es donde los libros tal vez difieran más de nuestro modelo, lo que sugiere que las temperaturas de verano derretirían cualquier hielo polar y no habría nevadas para reponer los casquetes polares en invierno.
Caliente pero habitable

¿Podrían los humanos sobrevivir en un planeta tan desértico? Primero, debemos suponer que las personas con apariencia humana en el libro y la película comparten tolerancias térmicas similares a las de los humanos de hoy.

Si ese es el caso, a diferencia del libro y la película, parece que los trópicos serían el área más habitable. Como hay muy poca humedad allí, las temperaturas de bulbo húmedo que se pueden sobrevivir, una medida de “habitabilidad” que combina temperatura y humedad, nunca se exceden.

Las latitudes medias, donde vive la mayoría de la gente de Arrakis, son en realidad las más peligrosas en términos de calor. En las tierras bajas, las temperaturas medias mensuales suelen estar por encima de los 50 a 60 °C, con temperaturas diarias máximas incluso más altas. Tales temperaturas son mortales para los humanos.

Sabemos que toda la vida humanoide en Arrakis fuera de los lugares habitables debe usar “trajes de destilación”, diseñados para mantener al usuario fresco y recuperar la humedad corporal del sudor, la micción y la respiración para proporcionar agua potable. Esto es importante, como se indica en el libro, que no llueve en Arrakis, no hay cuerpos de agua abiertos y poca humedad atmosférica que pueda recuperarse.

El planeta también se vuelve muy frío fuera de los trópicos, con temperaturas invernales que también serían inhabitables sin la tecnología. Ciudades como Arrakeen y Carthag sufrirían estrés por calor y frío, como una versión más extrema de partes de Siberia en la Tierra que pueden tener veranos incómodamente calurosos e inviernos brutalmente fríos.

Es importante recordar que Herbert escribió la primera novela de Dune allá por 1965. Esto fue dos años antes de que el reciente ganador del Nobel Syukuro Manabe publicara su primer modelo climático seminal. Herbert no tenía la ventaja de las supercomputadoras modernas, ni tampoco de ninguna computadora. En ese contexto, el mundo que creó se ve notablemente consistente seis décadas después.

*The Conversation es una fuente independiente y sin fines de lucro de noticias, análisis y comentarios de expertos académicos.

Este artículo fue escrito por Alex Farnsworth, investigador asociado senior en meteorología, Universidad de Bristol; Michael Farnsworth Jefe de investigación Centro de fabricación de futuras máquinas eléctricas, Universidad de Sheffield; y Sebastián Steinig Investigador asociado en modelado del paleoclima, Universidad de Bristol.

***Los autores modificaron un modelo climático bien utilizado para la investigación de exoplanetas y lo aplicaron al planeta en Dune. El trabajo se llevó a cabo en su tiempo libre y está destinado a ser una pieza de divulgación adecuada para demostrar cómo los científicos del clima utilizan modelos matemáticos para comprender mejor nuestro mundo y los exoplanetas. Se incorporará a futuros resultados académicos sobre mundos desérticos y exoplanetas.

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