Kategorije
Broj 18 Znanost fikcije

Dina: kako pijesak poprima oblik

🕒 8 min

“Dina” je moćna riječ, zbog čega čini sasvim prikladan naslov za knjigu Franka Herberta za kojom svijet trenutno ludi zbog njene dugo iščekivane nove filmske adaptacije. Dina je zapravo čitava franšiza smještena u politički, društveno i znanstveno dubokom svemiru, tisućama godina u budućnosti. Istoimena “Dina” planet je koji se također naziva Arrakis, sasvim prekriven pijeskom i nevjerojatno stranim bićima, a koji igra ključnu ulogu u svemiru Dine. Dapače, ondje se odvija većina radnje novog filma. Postoji nešto ne toliko strano, doduše, i vrlo intimno povezano s Dinom (planetom ili knjigom), a također fenomen koji možemo promatrati na Zemlji bez previše pomoći mašte. To nešto su Dinini očiti imenjaci – pješčane dine.

Neobično poznato

Dine možemo pronaći u mnogim dijelovima svijeta, a ne samo u pustinjama, s kojima ih toliko često asociramo. Većina prostora na kojima se pijesak i vjetar (ili voda) mogu miješati čini sasvim prirodan dom za dine raznih oblika i veličina. Pijesak je zapravo široka kategorija materijala, za koju je razlikovna veličina dimenzija pojedinih zrna. Bilo koji skup sitnih kristalnih čestica unutar određenih okvira, koji su definirani međunarodnim skalama (čitaj: konvencijom), sasvim je prikladno nazvati pijeskom, neovisno o kemijskom sastavu. Međutim, ovakva je kategorizacija dobra jer je veličina zrna upravo ono što omogućava pijesku njegovo karakteristično – izrazito čudno – ponašanje. Poveće hrpe pijeska mogu biti dovoljno kompaktne da na njima stabilno sjedite ili ležite. S druge strane, malu količinu pijeska možete otpuhati bez velikog napora i on će se raspršiti, gotovo kao što bi tekućina ili plin. Kad vjetar puše preko pješčane površine, može pokupiti zrna pijeska, no ona ubrzo ponovno padnu i poskakuju po tlu. To jedinstveno ponašanje omogućuje pijesku da tvori dine, a njegov širok spektar podrijetla – od erodiranog kamenja do smrvljenih ljušturica – čini ga stanovnikom gotovo svakog ugla Zemlje.

Iako nam zbog svoje rasprostanjenosti dine nisu strane, ili mi nismo njima, intrigantne su na neki poseban način. Neobično su zadivljujuće iz mnogo razloga, toliko da je upravo istraživanje dina navelo Herberta da napiše istoimenu knjigu. Za početak, velika polja dina tvore svojevrsne oceane, koji su jednostavno predivni. No onda na to dodamo činjenicu da dine mogu migrirati – ne nestaju pod udarima vjetra, već se gibaju s njime. Dine možda nalikuju brežuljcima, no besmisleno je smatrati ih reljefom koji se može mapirati jer se prebrzo mijenjaju. Dina nastaje kako vjetar ubrzava u prelasku preko hrpe pijeska (koja je i sama vjerojatno nastala naglim naletom vjetra) i odnosi nešto površinskog pijeska sa sobom, nakon čega ga nanosi na vrh hrpe, ali i dalje od nje. Pijesak nije dovoljno fin da može podržati strm uspon, zbog čega vrh dune ubrzo postane klizište koje za sobom ostavlja pješčanu liticu. To uzrokuje karakteristični greben, asimetriju poteklu od urođene asimetrije toka vjetra. Ako je vjetar dovoljno konzistentan, ovo nanošenje i kliženje ima preferirani smjer, zbog čega se dina kreće s vjetrom.

Migrirajuće dine. Izvor: Carlos H. Grohmann, Dune migration and volume change from airborne LiDAR
Gore lijevo: Nastanak grebena na malim hrpama pijeska.
Dolje lijevo: Cirkulacija pijeska preko i kroz dinu koja se kreće bez promjene oblika ili veličine.
Desno: Dina s klizištem i posljedična asimetrija.
Izvor: R. A. Bagnold

Dine drugih svjetova

Bilo bi zanimljivo razmisliti kakve bi dine zapravo nastajale na Arrakisu ili kako bi mu se krajolik mijenjao s vremenom. Čak i na Zemlji postoji mnoštvo različitih vrsta dina, uglavnom ovisno o njihovoj orijentaciji u odnosu na vjetar i tome koliko se često mijenjaju smjer i brzina vjetra. Dine također mogu međudjelovati, s obzirom da se tok zraka preko velike dine razlikuje od toka po ravnoj površini. Ako su dvije dine dovoljno blizu, turbulencije u vjetru uzrokovane prelaskom preko prve natjerat će drugu da brže migrira sve dok se nisu dovoljno razmaknule – kao da se odbijaju.

Budući da Arrakis ima jedinstveno pjeskovitu površinu, njegovi bi planetarni vjetrovi čak mogli uzrokovati neki veliki uzorak na površini. Međutim, dine na Arrakisu vjerojatno bi se neobično ponašale čak i na manjim skalama. Marsovske dine također se drukčije ponašaju od onih na Zemlji, dijelom jer je atmosfera rijetka i vjetrovi nisu ni približno jednako jaki. Stoga je na Marsu evolucija dina generalno nešto manje uzbudljiva – osim na nekim mjestima, na kojima dine mogu migrirati na načine na koje nikada ne bi mogle na Zemlji. Na tim dijelovima Marsa u principu nema prepreka za širenje dina, a vjetrovi se drastično mijenjaju zbog reljefa i razlika u remperaturi. Arrakis je, opet, čista pustinja, tako da bi se njegove dine vjerojatno mogle gibati brzo i nesmetano, što je nezanimslivo na Zemlji.

Aktivnost pješčanih crva na Arrakisu vjerojatno bi uzrokovalo veliku količinu statičkog elektriciteta, što dodaje još jednu zanimlijvu razinu dinamike pijeska. Nabijeni pijesak predložen je kao mehanizam nastanka karakterističnih oblika dina na Saturnovu mjesecu Titanu, koje se naizgled formiraju unatrag, protiv vjetra. Ideja je da je pijesak na Titanu previše električki ljepljiv da bi ga standardni, slabi vjetrovi razbili, no možda je nekad u prošlosti pomaknut jačim naletima vjetra. U Dini čak postoji spomen “suhih” munja pri izranjanju pješčanih crva zbog sveg statičkog elektriciteta proizvedenog trenjem, tako da bi možda taj efekt mogao biti primjetan.

Električko pražnjenje uzrokovano izbijanjem pješčanog crva na površinu Arrakisa. Izvor: David Lynch, Dune (1984)
Obrnute dine na Titanu. Izvor: NASA

Gotovo fraktalno

Gore: Različita ponašanja čestica pod utjecajem vjetra (tzv. saltacija ili poskakivanje).
Dolje: Valna duljina mreškastih tragova odgovara dometu poskakujuće čestice pijeska.
Izvor: R. A. Bagnold

Još jedna zanimljivost je da su, iako možda izgledaju glatko izdaleka, dine ukrašene delikatnim uzorcima, malim valovima pijeska koji prekrivaju padine. Kako vjetar puše preko površine dine, ne izglađuje ju jer se čestice pijeska stalno dižu u zrak i padaju drugamo, a toliko su lagane da poskakuju i prskaju kad padnu – i to u pravilnom uzorku. Takvo poskakivanje ima svojevrsnu valnu duljinu ovisnu o brzini vjetra te veličini i težini pješčanih zrna. Čim se nešto više pijeska sasvim slučajno nakupi na nekome mjestu, pijesak koji leti preko zapinje za novonastalu hrpicu, uzrokujući nekakvu povratnu spregu. Više pijeska završi ondje gdje već ima pijeska, a pravilni uzorak poskakivanja uzrokuje “sjenu” nakon hrpice i povisuje vjerojatnost nastanka nove hrpe na određenoj udaljenosti. Tako nastali mreškasti tragovi stoga spontano tvore iznenađujuće pravilne valove u procesu koji nalikuje nastanku dina.

Pješčane dine i mreškasti tragovi. Izvor: Gerhard Huber

Još se nešto može naučiti iz tih lijepih mreškastih uzoraka, a to je primjer fluidnosti plinova – i tekućina. Kao što smo već spomenuli, voda također može oblikovati dine u pijesku. U osnovi isti mehanizam koji se odvija na padinama vjetrom oblikovanih dina događa se i pod vodom. Možda ste čak vidjeli taj poznati uzorak u plićaku neke pješčane plaže. Tekuća voda kupi čestice s pješčanog korita gdje god je ono osobito plitko i odnosi ih dalje poput vjetra. Podvodne dine i mreškasti tragovi stoga se gibaju nizvodno pa često krase estuarije, gdje su rijeke najpliće i najslabije. Nekada ti oblici mogu očvrsnuti i postati mnogo trajniji, osobito ako tok vode slabi iz nekog razloga. Budući da oblik i razmak mreškastih tragova također ovise o svojstvima sredstva koje ih je uzrokovalo, može se mnogo naučiti samo tako što ih se izmjeri. To je zapravo jedan od načina da saznamo koliko je jaka bila rijeka koja je davno tekla nekim presušenim koritom, ili u kojem smjeru.

Mreškasti tragovi na estuariju Camel. Izvor: Christopher Hilton

Pješčane dine, izgleda, jednako so kompleksne i fascinantne kao knjiga koju su inspirirale. Ima toliko toga za reći o Dini, franšizi, i njenim brojnim komponentama i nastavcima, dovoljno za čitav serijal (koji sam, moram priznati, u iskušenju započeti). Od pitanja kako bi tvar poput začina omogućavala ne samo međuzvjezdano, već i superluminalno (brže od svjetlosti) putovanje kroz svemir, preko raznih vrsta pijeska na Arrakisu, pa sve do toga bi li takvi orintopteri uopće mogli letjeti ili kako bi parakompasi funkcionirali. Odmaknemo li se od mehanike, već bi i biolozi mogli vječno pričati o brojnim izazovima koje je Arrakis priredio opstanku živih bića. Taj potencijal za znanstveno produbljenje nije izgubljen na Dininoj publici – postoje čitave enciklopedije o njenoj znanstvenosti. Uistinu se nadam da će novi film potaknuti više ljudi da ispitaju ovaj fascinantan svemir, baš kao što je potaknuo nastanak ovog članka. Ako se osjećate spremni za istraživanje, čak i ako se isprva bude teško snaći u tako širokoj zajednici posebno radoznalih ljudi, uvijek možete zakoračiti unatrag i diviti se dinama svog planeta – sjećanju na vjetrove koji su davno prošli i budućnosti mnogih koji tek dolaze.

Da, upravo si pročitao tekst (većinom) o pijesku. Svaka čast! Kako ti se čini? Recite nam svoja mišljenja u komentarima.


Izvori

  1. Bagnold, R. A. The Physics of Blown Sand and Desert Dunes (1973)
  2. Međunarodna skala veličine čestica zrnatih materijala
  3. Pješčane dine se odbijaju
  4. Električni pijesak na Titanu
  5. Marsovske dine su čudne
  6. Arrakis
  7. Sandworms

Broj riječi

  • dina: 47
  • pijesak: 39
  • vjetar: 23

Autor Laura Busak

Laura je studentica fizike s velikom ljubavi za sve povezano sa svemirom. Voli svirati i slušati glazbu, čitati, promišljati i općenito raditi što god joj padne na pamet, nerijetko do bar 2 ujutro.

Odgovori

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Ova web-stranica koristi Akismet za zaštitu protiv spama. Saznajte kako se obrađuju podaci komentara.