Dune'daki Arrakis gibi bir çöl gezegeni yaşanabilir mi? İklim modeli ne diyor?

Frank Herbert'in 1965 tarihli romanı Dune, bilimkurgunun en tanınmış gezegenlerinden birini yarattı: Arrakis. Denis Villeneuve'ün uyarlaması Dune: Çöl Gezegeni, ilk gösterimini 3 Eylül 2021'de Venedik Film Festivali'nde yaptı ve ABD'de 22 Ekim 2021'de vizyona girdi.

Arrakis'in neredeyse tamamı kum. Su yok denecek kadar az, sıcaklık öldürücü. Böyle bir gezegen gerçekte var olabilir mi, insanlar orada yaşayabilir mi? Bu soruyu bir grup iklim bilimcisi bilgisayarda denedi.

Film ne gösteriyor?

Arrakis, evrendeki en değerli madde olan "baharat"ın tek kaynağıdır; bu madde yıldızlar arası yolculuk için de vazgeçilmezdir. Gezegenin çöllerinde dev kum solucanları dolaşır. Su o kadar kıymetlidir ki çölde yaşayanlar, vücudun kaybettiği nemi geri kazanan özel giysiler, "damıtma giysisi" (stillsuit) giyer. Kitapta insanların çoğu orta enlemlerde yaşar; başlıca şehirler Arrakeen ve Carthag ise kutuplara daha yakındır. Kutuplarda küçük buz örtüleri bulunur.

Gerçek bilim ne diyor: Arrakis'in iklim modeli

2021'de Bristol Üniversitesi'nden meteoroloji araştırmacısı Alex Farnsworth ile paleoiklim modelleme araştırmacısı Sebastian Steinig ve Sheffield Üniversitesi'nden Michael Farnsworth, Arrakis'i bir iklim modelinde canlandırdı. Ekip, Dünya'da hava ve iklim tahmini için yaygın olarak kullanılan, ötegezegen araştırmaları için uyarlanmış bir model kullandı. Gezegenin yer şekillerini, yörüngesini ve atmosferini romanlardan ve Dune Ansiklopedisi'nden aldılar. Bulgularını Ekim 2021'de The Conversation'da yayımlanan bir yazıda anlattılar. Bu, gerçek bir iklim modeliyle yapılmış bir düşünce deneyi; sonuçlar kurgusal bir gezegen için seçilen girdilere bağlı.

Sonuçlar, kitabın bazı varsayımlarını tersine çeviriyor:

• Tropikler en yaşanabilir bölge: Modelde tropiklerde en sıcak aylarda sıcaklık yaklaşık 45°C'ye çıkıyor, en soğuk aylarda 15°C'nin altına inmiyor. Nem çok düşük olduğu için insan vücudu terleyerek serinleyebiliyor. Araştırmacılara göre tropikler, gezegenin en yaşanabilir bölgesi olurdu.
• Orta enlemler en tehlikeli bölge: Kitapta insanların çoğunun yaşadığı orta enlemlerde ve kutuplarda yaz aylarında yüzey kumu 70°C'ye ulaşabiliyor; alçak bölgelerde aylık ortalamalar çoğu zaman 50-60°C'yi aşıyor. Kışın ise orta enlemlerde sıcaklık -40°C'ye, kutuplarda -75°C'ye kadar düşüyor.
• Kutup buzları olmazdı: Model, kitaptaki kutup buz örtülerini yeniden üretemedi. Yaz sıcağı buzu eritiyor, kışın yağan kar da onu yenilemeye yetmiyor. Yazarlar bunu kitapla modelin en büyük farkı olarak gösteriyor.
• Biraz yağmur yağardı: Kitapta hiç yağmur yok; model ise yazın ve sonbaharda, yalnız yüksek enlemlerdeki dağlarda ve platolarda çok az da olsa yağış öngörüyor.

Araştırmacıların vardığı sonuç, Arrakis'in büyük bölümünün yaşanabilir ama zorlu bir yer olacağı. Yaşanabilir bölgelerin dışında damıtma giysisi gibi korunma yöntemlerine gerçekten ihtiyaç duyulurdu.

Su, bir gezegenin iklimini nasıl belirler?

Arrakis'in bize bu kadar aykırı gelmesinin nedeni, Dünya'nın okyanuslarla dolu olması. Ancak su, iklimi hem soğutabilen hem ısıtabilen bir etken; su buharı da bir sera gazı. Bunun en iyi örneği komşumuz Venüs.

NASA'ya göre Venüs bugün yaklaşık 467°C yüzey sıcaklığıyla Güneş Sistemi'nin en sıcak gezegeni; Güneş'e daha yakın olan Merkür'den bile daha sıcak. Yüzey basıncı Dünya'daki deniz seviyesinin 93 katı, atmosferi çoğunlukla karbondioksit ve kalın sülfürik asit bulutlarıyla kaplı. Isıyı hapseden bu atmosfer "kaçak sera etkisi" denen süreçle gezegeni fırına çevirmiş durumda. Oysa Venüs'ün geçmişte okyanusları olmuş olabilir.

NASA Goddard Uzay Araştırmaları Enstitüsü'nden (GISS) Michael Way ve ekibi 2016'da Geophysical Research Letters'ta yayımlanan çalışmada, Dünya'nın iklimini tahmin etmekte kullanılanlara benzer bir iklim modeliyle erken Venüs'ü inceledi. Modele göre Venüs, tarihinin ilk dönemlerinde 2 milyar yıla kadar sığ bir okyanusa ve yaşanabilir yüzey sıcaklıklarına sahip olmuş olabilir. Bu sonuçta önemli bir etken, Venüs'ün geniş kara alanlarıydı: Özellikle tropiklerdeki kuru topraklar, okyanuslardan buharlaşmayı ve su buharının sera etkisini sınırlıyordu. Yani bir gezegenin ne kadar suyu olduğu ve bu suyun nereye dağıldığı, iklimini belirleyen başlıca etkenlerden biri. Arrakis modelinde tropiklerin yaşanabilir çıkması da bu açıdan şaşırtıcı değil: Kuru hava, sıcağın insan vücuduna verdiği zararı azaltıyor.

Mars: Gerçek çöl gezegen

Güneş Sistemi'nin gerçek çöl gezegeni Mars, Arrakis'ten çok farklı bir sorunla karşı karşıya: soğuk ve çok ince bir atmosfer. NASA'ya göre Mars'ın atmosferi çoğunlukla karbondioksit, azot ve argondan oluşuyor ve sıvı suyun yüzeyde uzun süre kalamayacağı kadar ince. Sıcaklık en sıcak anlarda 20°C'ye kadar çıkabilirken en soğuk yerlerde yaklaşık -153°C'ye düşebiliyor. Mars'ın yüzeyinde dev kum tepeleri var; ama orada yürüyen bir insan, sıcaktan değil soğuktan, basınçsızlıktan ve solunabilir havanın yokluğundan korunmak zorunda kalır.

Mars'ın da sulu bir geçmişi var. NASA'ya göre gezegenin yüzeyindeki nehir vadisi ağları, deltalar ve göl yatakları, bir zamanlar bol suyun aktığını gösteriyor; bazı yapılar yaklaşık 3,5 milyar yıl önceki büyük selleri işaret ediyor. Mars, milyarlarca yıl önce daha kalın bir atmosfere sahipti. Bugün ise suyunun büyük kısmı kutup bölgelerinde yüzeyin hemen altında buz olarak duruyor. Yine de Mars'ta yaşam, Arrakis'teki gibi giysiyle değil, ancak tamamen kapalı yaşam alanlarıyla mümkün. Bu konudaki denemeleri Mars'ta patates yetiştirme yazımızda anlattık.

Nerede haklı, nerede değil?

• Haklı: Çöl gezegen fikri fiziksel olarak mümkün. Arrakis'in iklim modeli, büyük bölümünün zorlu ama yaşanabilir olacağını gösteriyor.
• Haklı: Suyun az ve kara alanlarının geniş olması iklimi belirleyen önemli bir etken; erken Venüs modeli de kuru toprakların sera etkisini sınırlayabildiğini gösteriyor.
• Yanlış: İnsanların yerleşim yeri. Modele göre en tehlikeli bölge, kitapta insanların çoğunun yaşadığı orta enlemler; en yaşanabilir yer ise tropikler.
• Yanlış: Kutup buzları. Bu kadar sıcak bir gezegende kalıcı kutup buzu modelde oluşmuyor.

Sonuç

Arrakis, bilimkurgunun en inandırıcı gezegenlerinden biri ve gerçek bir iklim modeli bunu büyük ölçüde doğruluyor. Ama model, Herbert'in haritasını bazı yerlerde ters çeviriyor: Arrakis'te yaşamak isteyen biri kutuplara değil, ekvatora yerleşmeli. Güneş Sistemi'nin gerçek komşuları Venüs ve Mars ise aynı dersi farklı yönlerden veriyor: Bir gezegenin yaşanabilirliği yalnız yıldızına olan uzaklığına değil, suyuna ve atmosferine de bağlı.