jeudi, 18 juillet 2024

Dune : ce que le climat d’Arrakis peut nous dire sur la chasse aux exoplanètes habitables

Dune de Frank Herbert est un récit de science-fiction impressionnant avec un message environnemental en son cœur. Les romans et les films se déroulent dans le monde désertique d’Arrakis, que divers personnages imaginent transformer en un monde plus vert, tout comme certains l’imaginent pour Mars aujourd’hui.

Nous avons étudié Arrakis en utilisant un modèle environnemental, un programme informatique. similaires à ceux utilisés pour donner des bulletins météorologiques. Nous avons découvert que le monde qu’Herbert avait développé, bien avant même l’existence des modèles climatiques, était remarquablement précis et serait habitable, voire agréable.

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Cependant, Arrakis n’a pas toujours été un désert. Dans l’histoire de Dune, 91 % de la planète était autrefois recouverte par les océans, jusqu’à ce qu’une catastrophe ancienne entraîne sa désertification. L’eau restée a été en outre éliminée par la truite de sable, une espèce invasive donnée à Arrakis. Ceux-ci ont proliféré et ont amené du liquide dans des cavités profondes sous terre, rendant la planète de plus en plus aride.

Pour voir ce qu’un grand océan impliquerait pour le climat et l’habitabilité de la planète, nous avons maintenant utilisé exactement le même modèle climatique. — créer un océan sans modifier aucun autre élément.

Lorsque la majeure partie d’Arrakis est inondée, nous déterminons que la température moyenne mondiale diminuerait de 4 ° C (7,2 ° F). Cela est principalement dû au fait que les océans ajoutent de l’humidité à l’atmosphère, ce qui entraîne davantage de neige et certains types de nuages, qui renvoient tous deux l’énergie solaire dans l’espace. Mais cela est également dû au fait que les océans du monde et (nous présumons) sur Arrakis rejettent des « halogènes » qui refroidissent le monde en diminuant l’ozone, un puissant gaz à effet de serre dont Arrakis aurait considérablement plus que la Terre.

Les auteurs ont collecté des informations dans les livres et dans l’Encyclopédie Dune pour construire leur modèle initial. Ensuite, ils ont ajouté un océan avec une profondeur moyenne de 1 000 mètres (3 280 pieds).
Crédit image : Farnsworth et al, CC BY-SA

Sans surprise, le monde océanique est un énorme 86 fois plus humide, car une grande quantité d’eau se vaporise des océans. Cela indique que les plantes peuvent pousser car l’eau n’est plus une ressource limitée, comme c’est le cas dans le désert d’Arrakis.

Un monde plus humide serait plus stable

Les océans diminuent également les températures extrêmes, car l’eau se réchauffe et se refroidit plus progressivement que la terre. (C’est l’une des raisons pour lesquelles la Grande-Bretagne, entourée d’océans, a des hivers et des étés assez modérés, tandis que les régions situées plus à l’intérieur des terres ont tendance à être plus chaudes en été et extrêmement froides en hiver). L’environnement d’une planète océanique est donc plus stable qu’un monde désertique.

Dans le désert d’Arrakis, les niveaux de température atteindraient 70°C( 158°F) ou plus, alors que dans son état océanique, on met le températures maximales enregistrées à environ 45 ° C (113 ° F ). Cela indique que l’océan d’Arrakis serait vivable même en été. Les forêts et les cultures arables pourraient pousser au-delà des pôles (encore froids et enneigés).

Il y a un inconvénient. Les zones tropicales seraient secouées par de grands cyclones étant donné que les grands océans chauds contiendraient une grande partie de l’énergie et de l’humidité nécessaires au déclenchement des typhons.

La recherche de mondes habitables

Tout cela n’est pas une réalité. Ce n’est pas un exercice entièrement abstrait, car les scientifiques à la recherche d’« exoplanètes » habitables dans des galaxies lointaines recherchent également ce genre de choses. À l’heure actuelle, nous ne pouvons détecter de telles planètes qu’en utilisant de grands télescopes dans l’espace pour rechercher celles qui ressemblent à la Terre en termes de taille, de niveau de température, d’énergie offerte, de capacité à héberger de l’eau et d’autres facteurs.

Arrakis, désertique et océanique, est nettement plus habitable que toute autre planète que nous avons trouvée.
Crédit image : Farnsworth et al, CC BY-SA

Nous savons que les mondes désertiques sont probablement plus typiques que les mondes semblables à la Terre dans l’espace lointain. Les planètes dotées d’océans susceptibles de maintenir la vie seront normalement découvertes dans ce que l’on appelle la « zone Boucle d’or »: suffisamment loin du Soleil pour éviter d’être trop chaudes (donc plus loin que la bouillante Vénus), mais suffisamment proches pour éviter que tout ne soit gelé ( donc plus proche que Ganymède, la lune glacée de Jupiter).

La recherche a en fait découvert que cette zone habitable est particulièrement petite pour les mondes dotés de grands océans. Leur eau risque soit de geler totalement, rendant ainsi le monde encore plus froid, soit de se vaporiser dans le cadre d’un effet de serre incontrôlable dans lequel une couche de vapeur d’eau empêche la chaleur de s’échapper et la planète devient de plus en plus chaude.

La zone habitable est donc beaucoup plus grande pour les mondes désertiques, car à la limite externe, ils auront moins de couverture de neige et de glace et absorberont plus de chaleur solaire, tandis qu’à la limite intérieure, il y aura moins de vapeur d’eau et donc moins de menace d’un impact incontrôlable à effet de serre.

Il est également crucial de garder à l’esprit que, même si l’éloignement de leur étoile locale peut offrir un niveau de température moyen général pour un monde, une telle moyenne peut être trompeuse. Par exemple, les Arrakis désertiques et océaniques ont une température moyenne habitable, mais les températures extrêmes quotidiennes sur la planète océanique sont beaucoup plus hospitalières.

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Actuellement, même les télescopes les plus puissants ne peuvent pas capter les températures avec cette information. Ils ne peuvent pas non plus voir dans les informations comment les continents sont disposés sur des mondes éloignés. Cela pourrait encore une fois impliquer que les moyennes sont erronées. Même si l’océan Arrakis que nous avons modélisé serait extrêmement habitable, une grande partie des terres se trouvent dans les régions polaires qui sont sous la neige toute l’année. La quantité réelle de terres habitables est donc bien moindre.

De tels facteurs peuvent être pris en compte. Cette réflexion pourrait s’avérer essentielle dans notre futur lointain, lorsque l’on prévoit que la Terre formera un supercontinent centré sur l’équateur. Ce continent rendrait la planète beaucoup trop chaude pour que les mammifères et autres formes de vie puissent la supporter, ce qui pourrait provoquer une destruction massive.

Si les planètes les plus habitables dans l’espace lointain sont des déserts, il pourrait bien s’agir d’environnements très extrêmes qui nécessitent des services et des ressources technologiques substantiels pour permettre la vie – les mondes désertiques n’auront probablement pas une atmosphère riche en oxygène, par exemple.

Mais cela n’empêchera pas les êtres humains de tenter leur chance. Elon Musk et SpaceX ont de grandes aspirations : créer une colonie sur notre monde désertique le plus proche, Mars. Cependant, les nombreuses difficultés auxquelles ils seront confrontés ne font que souligner l’importance de notre propre Terre en tant que berceau de la civilisation, d’autant plus que les mondes riches en océans ne sont peut-être pas aussi nombreux que nous l’espérions. Si les gens finissent par coloniser d’autres mondes, ils devront probablement faire face à un certain nombre de problèmes identiques à ceux des personnages de Dune.

Alex Farnsworth, senior Partenaire d’étude de recherche citoyenne en météorologie, Université de Bristol ; Michael Farnsworth, responsable de l’étude de recherche Future Electrical Makers Manufacturing Center, Université de Sheffield, et Sebastian Steinig, associé de recherche en modélisation paléoclimatique, Université de Bristol

Ce court article est republié par The Conversation sous licence Creative Commons. Consultez l’article original.

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