法蘭克‧赫伯特的科幻小說沙丘因其世界構建而受到讚揚。 赫伯特創造了複雜的社會、宗教和經濟體系，所有這些都具有豐富的歷史。
赫伯特的世界中最著名的是沙漠星球阿拉吉斯，綽號“沙丘”，氣候惡劣，有巨大的沙蟲。 星球是大多數小說和改編自本書的電影的背景。 導演丹尼斯維倫紐瓦最新想像的第二部，沙丘：第二部分，3月1日在戲院上映。
英國布里斯託大學的氣候建模師亞歷山大法恩斯沃斯 (Alexander Farnsworth) 表示，赫伯特不僅創造了一個豐富的幻想世界，還建造了一個看似合理的星球。
幾年前，范斯沃斯和同事們做了阿拉基斯氣候的電腦模擬。 研究小組得出結論，人們可以生活在這顆沙漠星球上，但赫伯特可能應該將他的城市遷往更靠近赤道而不是兩極的地方。
德州亨茨維爾山姆休斯頓州立大學的脊椎動物古生物學家帕特里克·劉易斯表示，至於能夠吞下整個採礦設備的巨型沙蟲，它們突破了生物學所能達到的極限。
科學新聞詢問專家阿拉科斯上的生命到底是什麼樣子，以及生活在這個星球上的人類是否需要擔心被巨型蠕蟲吃掉。
建設阿拉吉斯
對於他們的 Arrakis 氣候模擬，您可以在氣候檔案網站上探索法恩斯沃斯和同事從驅動地球天氣和氣候的眾所周知的物理學開始。 法恩斯沃斯說，以我們的星球為起點是有道理的，部分原因是赫伯特從「觀察地球本身沙丘系統的某種半科學」中獲得了厄拉科斯的靈感。
然後，研究小組從赫伯特的小說和書中的細節中添加了有關地球的資訊。沙丘百科全書。根據該情報，這顆虛構行星的大氣層與地球相似，但有一些顯著差異。 阿拉基斯大氣層中的二氧化碳比地球少？ 沙漠星球上的濃度約為百萬分之 350，而地球上的濃度為百萬分之 417。 但沙丘的低層大氣中的臭氧含量要高得多：佔大氣中氣體的 0.5%，而地球的臭氧含量為 0.000001%。
所有額外的臭氧對於了解地球至關重要。 臭氧是一種強大的溫室氣體，經過 20 年的測量，其使大氣變暖的效力大約是二氧化碳的 65 倍。 ？2比今天的地球，？ 法恩斯沃斯說。
除了使地球變暖之外，低層大氣中如此多的臭氧可能是個壞消息。 “對於人類來說，我想，如果你生活在這樣的條件下，那將是極其有毒的，幾乎是致命的，” 法恩斯沃斯說。 厄拉科斯島上的人們可能必須依靠科技來清除空氣中的臭氧。
當然，高層大氣中的臭氧可以幫助保護厄拉科斯免受其恆星老人星的有害輻射。 （老人星是一顆真正的恆星，也稱為船底座阿爾法星。它在南半球可見，是天空中第二亮的恆星。不幸的是沙丘粉絲們，目前還不知道它有行星。
法恩斯沃斯說，如果阿拉基斯是真實存在的，那麼它與老人星的距離將相當於冥王星與太陽的距離。 但老人星是一顆巨大的白色恆星，計算溫度約為攝氏 7,200 度。 “那比太陽熱得多，” Farnsworth 說，其運行溫度大約低 2,000 度。 但是“他們在這裡做了很多假設和假設，這些數字是否準確，我不能說。”
一個宜居但不適宜居住的世界
氣候模擬顯示，厄拉科斯可能不完全像赫伯特所描述的那樣。
例如，作者在一篇隨手寫的詩句中描述了極地冰蓋在夏季的炎熱中消退。 但范斯沃斯和同事表示，兩極的溫度太高了，夏季溫度約 70°C，冰蓋根本不存在。 另外，冬季降水量太少，無法補充冰。 高雲層和其他過程會使兩極的大氣變暖，使其比低緯度地區更溫暖，尤其是在夏季。
法恩斯沃斯說，雖然赫伯特的小說中人們生活在中緯度地區和靠近兩極的地方，但如果沒有技術，夏季的酷熱和冬季刺骨的氣溫將使得這些地區幾乎無法居住。
阿拉基斯 溫度是多少？ 熱帶緯度地區最溫暖的月份溫度為 45°C，較冷的月份溫度為 15°C 左右，相對較宜人。 在地球上，熱帶地區的高濕度使其比兩極溫暖得多。 但在阿拉基斯，“大部分大氣水分基本上都從熱帶地區消失了，” 甚至讓炎熱的夏天變得更容易忍受。 兩極是雲層和微量水分聚集並加熱大氣的地方。
但厄拉科斯的熱帶地區也面臨自己的挑戰。 颶風會定期對居民進行噴砂並建造建築物沙丘高達 250 米，研究人員計算。
法恩斯沃斯說，這並不意味著人們不能在阿拉科斯生活，只是他們需要科技和大量外星支持來帶來食物和水。 “我想說的是，這是一個非常宜居的世界，但卻是一個非常荒涼的世界。”
成為巨型沙蟲很難
雖然人類可以在一些幫助下生存，但對地球上最著名的居民：巨大的沙蟲來說，這個星球可能無法生存。 “很難想像這樣一個具有耐熱性的物種能夠在這樣的氣候、這樣的生態系統中生存，” 法恩斯沃斯說。
薩姆休斯頓州立大學的脊椎動物古生物學家劉易斯說，巨型沙蟲還會遇到其他問題。 沙蟲長達 400 米，幾乎是最大恐龍長度的 10 倍。 這對於像蠕蟲或蛇這樣身體較長的動物來說是不尋常的。 ？ 在過去的六億年裡它已經進化了很多次，？ 劉易斯說。 ？
劉易斯說，對於無脊椎動物來說，問題在於氧氣。 蠕蟲經常透過皮膚吸收氧氣並滲透到體內。 動物越大，其內臟就越難獲得氧氣。
劉易斯認為沙丘的巨型沙蟲一定是脊椎動物喜歡角豆屬來自撒哈拉以南非洲的蠕蟲。 他研究的物種要小得多：長約 20 至 30 厘米，厚達 7 毫米。 但這並沒有阻止他想像沙丘大小的脊椎動物蠕蟲可能像。
劉易斯說，有骨骼和肌肉的蠕蟲可能比無脊椎動物更大更強，但它們會受到重力的限制。 鯨魚體型很大，因為它們生活在水中，浮力可以承擔很多繁重的工作。 “但是如果你要到達地面，那麼你必須能夠對抗重力，” 劉易斯說。 為了達到超過 150 米長，“你基本上必須是一個大骨頭球，以防止被自身重量壓碎。”
也許是阿拉吉斯？ 蠕蟲的骨骼由地球上未知的超輕材料製成，因此它們可以長到如此巨大的尺寸。 但這給移動帶來了問題。 “你越大，肌肉相對就越弱，所以你需要非常強壯的肌肉嗎？” 和？ 劉易斯說，把它們附著在上面。 肌肉會產生大量熱量。
角豆屬他說，蠕蟲可以在卡拉哈里沙漠中忍受 45°C 的溫度，因為它們體型較小，而且相對於其微小的體型來說，有很大的表面積來散發熱量。 但巨型沙蟲卻無法如此輕易地散發熱量：動物越大，相對於其冷卻所需的表面積而言，它產生和儲存熱量的體積就越大。 將幾何問題與天氣結合起來，這會給巨型蠕蟲帶來麻煩。 “如果你是一條巨大的蠕蟲，那麼炎熱的氣候就不是你的朋友，” 劉易斯說。
如果你是一個沙丘思考厄拉科斯現實生活的粉絲，你很幸運。 這個星球對人類來說是一個可行的居住地，儘管條件很惡劣。 好處是你可能不必擔心被巨型沙蟲吃掉。
