Dune: simulamos el clima del planeta Arrakis para comprobar si los humanos podríamos sobrevivir en él

Científicos especializados en modelos de simulación climática han recreado Arrakis, el planeta de DUNE, para comprobar si los humanos podríamos sobrevivir en él

Alex Farnsworth, University of Bristol; Michael Farnsworth, University of Sheffield y Sebastian Steinig, University of Bristol

Dune, la saga de libros de ciencia-ficción creada por Frank Herbert, y que recientemente ha sido adaptada al cine con una película del mismo nombre, está ambientada en un futuro muy lejano en el planeta desértico de Arrakis. Herbert describe con enorme grado de detalle un mundo que, a primera vista, parece tan real que nos podríamos imaginar viviendo en él.

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

Para descubrirlo, y dado que somos científicos especializados en la construcción de modelos de simulación climática, reprodujimos el clima de Arrakis. Queríamos saber si las leyes físicas y el medio natural de ese mundo podía representarse en un modelo climático real.

Aquí ofrecemos una simulación de nuestro modelo climático de Arrakis.

Puede explorar determinadas características o hacer hincapié en elementos como la temperatura o la velocidad del viento en nuestro sitio web Climate Archive.

Cuando lo acabamos, estábamos muy contentos por el hecho de que Herbert había diseñado un medio que en buena medida se correspondía con nuestra simulación. Es cierto que en ocasiones tuvimos que ignorar nuestra incredulidad, pero lo cierto es que Arrakis resultaría en gran medida un lugar habitable, aunque también inhóspito.

¿Cómo se reproduce un mundo fantástico como Arrakis?

Comenzamos aplicando un modelo climático que se usa habitualmente en la Tierra para predecir el tiempo atmosférico y el clima. La utilización de estos modelos empieza por establecer las leyes físicas (algo bien conocido en el caso de la Tierra) y posteriormente hay que introducir todo tipos de datos, desde la forma de las montañas a la intensidad de la radiación solar, pasando por la composición de la atmósfera. Una vez hecho esto, el modelo puede simular el clima y decir a grandes rasgos cómo sería el tiempo.

En primer lugar, decidimos mantener las mismas leyes físicas fundamentales que rigen el tiempo atmosférico y el clima en la Tierra. Si posteriormente nuestro modelo arrojara unos resultados absolutamente extraños y excéntricos, esto nos indicaría que dichas leyes son diferentes en Arrakis o que la visión fantástica de Frank Herbert sobre Arrakis es exactamente eso, fantástica.

Posteriormente nos vimos en la necesidad de tener que introducir en el modelo climático ciertos datos sobre Arrakis, para lo cual recurrimos a la información detallada existente tanto en las principales novelas de la saga como en la Enciclopedia Dune. Allí encontramos información sobre la topografía del planeta o sobre su órbita, que es esencialmente circular, como lo es hoy la de la Tierra. La forma de una órbita puede llegar a tener un gran impacto en el clima, como demuestran los inviernos largos e irregulares de Juego de Tronos.

Por último, le dijimos al modelo cuál era la composición de la atmósfera. En gran medida era similar a la que tiene hoy la Tierra, pero con menos dióxido de carbono (350 partes por millón, frente a nuestras 417). La gran diferencia era la concentración de ozono. En la Tierra hay muy poco ozono en las capas bajas de la atmósfera, en torno al 0,000001 %, pero en Arrakis este porcentaje es del 0,5 %. El ozono supone un elemento muy importante en la medida en que presenta una eficacia 65 veces mayor que el CO₂ a la hora de calentar la atmósfera, medido en periodos de 20 años.

Tras haber introducido todos los datos necesarios, nos sentamos y esperamos; los modelos complejos como este tardan tiempo en dar resultados, en este caso más de tres semanas. Necesitábamos un enorme superordenador que fuera capaz de procesar los cientos de miles de cálculos necesarios para hacer una simulación del clima de Arrakis. Sin embargo, lo que obtuvimos hizo que la espera valiera la pena.

El clima de Arrakis es básicamente verosímil

Tanto los libros como la película describen un planeta con un sol implacable y páramos desolados de arena y roca. Sin embargo, si nos acercamos a las regiones polares, en dirección a las ciudades de Arrakeen y Carthag, en los libros se describe que el clima empieza a cambiar hasta componer una situación que se intuye más benigna.

Sin embargo, nuestro modelo nos contaba algo diferente. En nuestra simulación climática de Arrakis, durante los meses más cálidos en los trópicos se alcanzaban temperaturas cercanas a los 45 grados, mientras que en los más fríos la temperatura bajaba por debajo de los 15. Se trata de valores similares a los que se dan en la Tierra. Las temperaturas más extremas, sin embargo, se daban en las latitudes medias y en las regiones polares. Allí, durante el verano, las temperaturas podían alcanzar los 70 grados en la arena (algo que también se sugiere en los libros). Y los inviernos serían igualmente extremos, con temperaturas de -40 grados en las latitudes medias y de -75 en los polos.

Todo esto resulta contrario a la intuición, pues las regiones ecuatoriales reciben mayor radiación solar. Sin embargo, en nuestro modelo las regiones polares de Arrakis presentaban unos niveles de humedad en la atmósfera significativamente más altos, y una mayor presencia de nubes altas que no dejaban pasar la luz. Esto contribuye a aumentar las temperaturas, pues el vapor de agua es un gas de efecto invernadero.

En los libros se afirma que en Arrakis no llueve. Sin embargo, nuestro modelo sugería que se podían registrar pequeñas precipitaciones en latitudes altas y exclusivamente en mesetas y zonas montañosas, aunque solo en verano y otoño. Por otro lado, dependiendo de la estación, habría algunas nubes tanto en los trópicos como en las latitudes polares.

En los libros también se afirma que existen casquetes polares, al menos en el hemisferio norte, y que llevan allí mucho tiempo. Quizás sea en este punto donde los libros más difieren con nuestro modelo, que apunta a que las altas temperaturas durante el verano derretirían todo el hielo polar, y que en invierno no se producirían nevadas que pudieran hacer que los casquetes se recuperasen.

Cálido pero habitable

¿El ser humano podría sobrevivir en semejante planeta desértico? En primer lugar, tendríamos que partir de la premisa de que los humanoides de la película y de los libros poseen la misma tolerancia al calor que nosotros. Y si ese fuera el caso, y al contrario de lo que ocurre en las ficciones, cabría pensar que los trópicos serían las zonas más habitables. Dado que allí hay muy poca humedad, las temperaturas de bulbo húmedo (una medida de habitabilidad que combina temperatura y humedad) que marcan los límites de la supervivencia nunca se superarían.

Las zonas de latitud media, que son en las que viven la mayoría de los habitantes de Arrakis, realmente son las más peligrosas debido al calor que hace en ellas. En las tierras bajas la temperatura media oscilaría por lo general entre los 50 y los 60 grados centígrados, con máximas diarias aún mayores. Se trata de temperaturas con las que los seres humanos no pueden sobrevivir.

Sabemos que todas las formas de vida humanoides que viven en Arrakis fuera de los lugares habitables deben vestir trajes de supervivencia diseñados para que su usuario se mantenga fresco y que sea capaz de transformar en agua potable toda la humedad que genera el cuerpo en forma de sudor, orina y aliento. Se trata de algo importante, ya que en el libro se afirma que no llueve en Arrakis, que no hay masas de agua estáticas y que apenas hay humedad en la atmósfera de la que se pueda sacar provecho.

El planeta se vuelve muy frío más allá de los trópicos, hasta tal punto que las temperaturas invernales serían letales sin el auxilio de la tecnología. Las ciudades de Arrakeen y Carthag sufrirían los efectos tanto del frío como del calor. Sería como una versión extrema de ciertos lugares reales de Siberia, que pueden sufrir veranos extremadamente cálidos e inviernos brutalmente fríos.

Es importante recordar que Herbert escribió la primera novela de Dune en 1965. Eso fue dos años antes de que el premio Nobel de 2021, Syukuro Manabe, desarrollara el primer modelo climático. Herbert no contaba con la ventaja de los actuales superordenadores (de hecho, no contaba con ningún tipo de ordenador). Teniendo esto en cuenta, seis décadas después el mundo que creó se antoja notablemente sólido.

Los autores modificaron un modelo climático bien conocido y diseñado para la investigación de exoplanetas y lo aplicaron al planeta de Dune. Este trabajo lo realizaron en su tiempo libre, y pretende ser una investigación solvente al tiempo que asequible para mostrar cómo los científicos climáticos se valen de ciertos modelos matemáticos para comprender mejor nuestro mundo y los exoplanetas. Este trabajo servirá de apoyo a futuras investigaciones académicas sobre mundos desérticos y exoplanetas.

Alex Farnsworth, Senior Research Associate in Meteorology, University of Bristol; Michael Farnsworth, Research Lead Future Electrical Machines Manufacturing Hub, University of Sheffield y Sebastian Steinig, Research Associate in Paleoclimate Modelling, University of Bristol

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.