Frank Herbert's Dune är episk sci-fi-berättelse med ett miljöbudskap i centrum. Romanerna och filmerna utspelar sig på ökenplaneten Arrakis, som olika karaktärer drömmer om att förvandla till en grönare värld – ungefär som vissa föreställer sig för Mars idag.
Vi undersökte Arrakis med hjälp av en klimatmodell, ett datorprogram som liknar de som används för att ge väderprognoser. Vi fann att världen som Herbert hade skapat, långt innan klimatmodeller ens existerade, var anmärkningsvärt korrekt – och skulle vara beboelig, om inte gästvänlig.
Arrakis var dock inte alltid en öken. I Dune lore var 91% av planeten en gång täckt av hav, tills någon gammal katastrof ledde till dess ökenspridning. Det kvarvarande vattnet avlägsnades ytterligare av sandöring, en invasiv art som fördes till Arrakis. Dessa förökade sig och förde vätska in i håligheter djupt under jorden, vilket ledde till att planeten blev mer och mer torr.
För att se vad ett stort hav skulle betyda för planetens klimat och beboelighet har vi nu använt samma klimatmodell – att lägga i ett hav utan att förändra några andra faktorer.
När större delen av Arrakis är översvämmat beräknar vi att den globala medeltemperaturen skulle minska med 4°C. Det beror mest på att hav tillför fukt till atmosfären, vilket leder till mer snö och vissa typer av moln, som båda reflekterar solens energi tillbaka ut i rymden. Men det beror också på att hav på jorden och (vi antar) på Arrakis släpper ut "halogener" som kyler planeten genom att utarma ozon, en potent växthusgas som Arrakis skulle ha betydligt mer av än jorden.
Föga överraskande är havsvärlden hela 86 gånger blötare, eftersom så mycket vatten avdunstar från haven. Detta innebär att växter kan växa eftersom vatten inte längre är en ändlig resurs, som det är i öknen Arrakis.
Hav minskar också extrema temperaturer, eftersom vatten värms upp och kyls långsammare än land. (Detta är en anledning till att Storbritannien, omgivet av hav, har relativt milda vintrar och somrar, medan platser långt in i landet tenderar att vara varmare på sommaren och mycket kalla på vintern). Klimatet på en havsplanet är därför stabilare än en ökenvärld.
I öknen Arrakis skulle temperaturen nå 70°C eller mer, medan vi i dess havsläge satte de högsta registrerade temperaturerna till cirka 45°C. Det betyder att havet Arrakis skulle vara beboeligt även på sommaren. Skogar och jordbruksgrödor kunde växa utanför de (fortfarande kalla och snöiga) polerna.
Det finns dock en nackdel. Tropiska regioner skulle drabbas av stora cykloner eftersom de enorma, varma haven skulle innehålla mycket av den energi och fukt som krävs för att driva orkaner.
Allt detta är inte en helt abstrakt övning, eftersom forskare som söker efter beboeliga "exoplaneter" i avlägsna galaxer också letar efter den här sortens saker. För närvarande kan vi bara upptäcka sådana planeter med hjälp av enorma teleskop i rymden för att söka efter de som liknar jorden i storlek, temperatur, tillgänglig energi, förmåga att ta emot vatten och andra faktorer.
Vi vet att ökenvärldar förmodligen är vanligare än jordliknande planeter i universum. Planeter med potentiellt livsuppehållande hav kommer vanligtvis att finnas i den så kallade "Goldilocks-zonen":tillräckligt långt från solen för att undvika att bli för varm (så längre bort än kokhet Venus), men tillräckligt nära för att undvika att allt fryser ( så närmare än Jupiters iskalla måne Ganymedes).
Forskning har funnit att denna beboeliga zon är särskilt liten för planeter med stora hav. Deras vatten riskerar att antingen frysa helt, vilket gör planeten ännu kallare, eller att avdunsta som en del av en skenande växthuseffekt där ett lager av vattenånga förhindrar värme från att fly och planeten blir varmare och varmare.
Den beboeliga zonen är därför mycket större för ökenplaneter, eftersom de i ytterkanten kommer att ha mindre snö och istäcke och kommer att absorbera mer av sin solvärme, medan det i den inre kanten finns mindre vattenånga och därmed mindre risk för att springa. växthuseffekt.
Det är också viktigt att notera att även om avståndet från deras lokala stjärna kan ge en allmän medeltemperatur för en planet, kan ett sådant medelvärde vara missvisande. Till exempel har både Arrakis i öknen och havet en beboelig medeltemperatur, men de dagliga temperaturextrema på havsplaneten är mycket mer gästvänliga.
För närvarande kan inte ens de mest kraftfulla teleskopen känna av temperaturer vid denna detalj. De kan inte heller se i detalj hur kontinenterna är ordnade på avlägsna planeter. Detta kan återigen innebära att genomsnitten är missvisande. Till exempel, medan havet Arrakis vi modellerade skulle vara mycket beboeligt, är det mesta av landet i polarområdena som är under snö året runt – så den faktiska mängden beboelig mark är mycket mindre.
Sådana överväganden kan vara viktiga i vår egen långa framtid, när jorden förväntas bilda en superkontinent centrerad på ekvatorn. Den kontinenten skulle göra planeten alldeles för varm för att däggdjur och annat liv skulle kunna överleva, vilket skulle kunna leda till massutrotning.
Om de mest sannolika levande planeterna i universum är öknar, kan de mycket väl vara mycket extrema miljöer som kräver betydande tekniska lösningar och resurser för att möjliggöra liv – ökenvärldar kommer förmodligen inte att ha en syrerik atmosfär, till exempel.
Men det hindrar inte människor från att försöka. Till exempel har Elon Musk och SpaceX stora ambitioner att skapa en koloni i vår närmaste ökenvärld, Mars. Men de många utmaningar som de kommer att möta understryker bara hur viktig vår egen jord är som civilisationens vagga – särskilt eftersom havsrika världar kanske inte är så rikliga som vi hoppas. Om människor så småningom koloniserar andra världar kommer de sannolikt att behöva ta itu med många av samma problem som karaktärerna i Dune.
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
