Machen Mittelerde und Westeros Sinn? Um das herauszufinden, haben Klimaforscher sie modelliert

Als der englische Autor JRR Tolkien seine Fantasiewelt Mittelerde schuf, argumentierte er, Geschichtenerzähler seien im Wesentlichen „Unterschöpfer“ – sie errichten fiktive Bereiche mit in sich konsistenten Gesetzen.

Damit eine Welt wirklich immersiv und glaubwürdig wird, wenden die Leser das sogenannte „Prinzip der minimalen Abweichung“ an. Dies setzt voraus, dass alles, was nicht explizit magisch ist, wie etwa das Wetter oder die Schwerkraft eines Planeten, den Gesetzen der realen Welt unterliegen muss.

In diesem Sinne einer rigorosen Weltbildung haben wir gerade eine neue Studie veröffentlicht, in der wir die unterschiedlichen Disziplinen der literarischen Weltbildung und der Klimamodellierung zusammengeführt haben.

Wir nutzten komplexe Computerprogramme – dieselben, die auch für die Prognose zukünftiger Erwärmungsszenarien der Erde verwendet werden –, um das Klima berühmter Fantasy-Schauplätze wie Tolkiens Mittelerde, die Kontinente Westeros in „Game of Thrones“ und die Erde der fernen Zukunft in der Serie „Das Rad der Zeit“ zu simulieren. Wir haben auch ein Modell für eine fiktive Welt gebaut, die von einem von uns entwickelt wurde.

Es ist eine scheinbar skurrile Übung, aber sie dient ernsthaften Zwecken.

Zunächst einmal liefert es neue Details zu fiktiven Welten, die über das hinausgehen, was der Autor mitgeteilt hat, und „füllt die Lücken“ mit Wissenschaft.

Noch wichtiger ist, dass es uns eine neue Möglichkeit bietet, die grundlegende Physik der Klimawissenschaft einem breiten, allgemeinen Publikum zu vermitteln. Und die Untersuchung des Verhaltens von Klimamodellen unter fantastischen Bedingungen hilft uns, die Modellphysik zu verstehen.

Warum die Nebelberge so neblig sind

Tolkien, der Autor von „Der Herr der Ringe“, war für seine außergewöhnliche Liebe zum Detail bekannt. Er berechnete bei jedem Schritt der Reise der Charaktere akribisch Entfernungen, Zeiten und sogar Phänomene wie die Windrichtung.

Ausgehend von Tolkiens eigenen detaillierten Karten haben wir die Topographie (Landhöhe) und Bathymetrie (Meerestiefe) von Mittelerde in ein fortschrittliches Klimamodell eingespeist.

Da Tolkien in der Vergangenheit Mittelerde als unsere eigene Erde an einem entfernten Punkt vorsah, gingen wir davon aus, dass ihre physikalischen Parameter – wie der Planetenradius, die Rotationsgeschwindigkeit und die Entfernung von der Sonne – mit unseren identisch waren. Anschließend haben wir das Weltklima simuliert.

Die Ergebnisse waren eine bemerkenswerte Bestätigung von Tolkiens intuitivem Weltaufbau.

Das Modell sagte ein Klima voraus, das Westeuropa und Nordafrika ähnelte – was angesichts der geografischen Inspiration Tolkiens nicht überraschend war.

Die höchsten Niederschläge fielen auf und westlich der Misty Mountains, mit einem trockeneren „Regenschatten“-Effekt im Osten. Dieser Effekt wird dadurch verursacht, dass vorherrschende Westwinde feuchte Luft über den Bergen aufsteigen und abkühlen lassen und den Wasserdampf zu Regen oder Schnee kondensieren, bevor er die Ostseite erreicht.

Die Vorhersage des Modells einer ausgedehnten Waldbedeckung in weiten Teilen Mittelerdes stimmte mit Elronds Behauptung überein, dass Eichhörnchen in der Vergangenheit vom Auenland nach Dunland reisen konnten, ohne den Boden zu berühren.

Der Klimawissenschaftler Dan Lunt veröffentlichte diese Klimasimulation erstmals 2013 in einer fiktiven Arbeit und sie wurde im Klassenzimmer ein unerwarteter Erfolg. Pädagogen nutzten die exotische Umgebung Mittelerdes, um komplexe Konzepte zu erklären, die Wetter und Klima zugrunde liegen. Sie konnten dies mit den physikalischen Gesetzen in Verbindung bringen, die bestimmen, warum sich das Klima in der realen Welt verändert.

Die instabilen Jahreszeiten von Westeros

Eines der prägenden Merkmale von George RR Martins Game of Thrones sind die unvorhersehbaren und langen Staffeln von Westeros. Dieses einzigartige klimatische Merkmal ist nicht nur eine Hintergrundgeschichte. Es ist ein entscheidendes Handlungsinstrument, das es den White Walkers ermöglicht, durch eine eisbedeckte Welt nach Süden zu ziehen.

Astrophysiker und Klimatologen streiten sich schon lange über die mögliche Ursache. Die Theorien reichten von Doppelsternsystemen bis hin zu vulkanischer Aktivität, aber alle hatten Mühe, eine lebensfähige, bewohnbare Welt zu schaffen.

Wir haben uns auf die Idee einer chaotisch variierenden axialen Neigung konzentriert. Auf der Erde ist es die stabile Neigung unserer Achse, die uns regelmäßige Jahreszeiten beschert. Wir haben ein reales Klimamodell verwendet, bei dem die Achse des Planeten das ganze Jahr über „taumelte“, wie ein wackeliger Kreisel.

Das Ergebnis war verblüffend: Wenn der Planet pro Umlauf genau einmal umkippte, wäre eine Hemisphäre in einer festen Jahreszeit ständig der Sonne zugewandt und es gäbe einen permanenten Sommer oder Winter.

Bild, das zeigt, wie sich die axiale Neigung auf die Jahreszeiten eines Planeten auswirkt. Bleibt die Neigung gleich, verändert sich die Nordhalbkugel von Sommer zu Winter. Wenn sich die Achsenneigung verschiebt, kann der Winter das ganze Jahr über bleiben.

Aber was führt dazu, dass die Jahreszeit plötzlich von einem langen Sommer zu einem langen Winter wird? Die Neigung der Achse unseres Planeten wird durch den Gravitationseinfluss seines Mondes stabilisiert.

Martins Welt hat nur einen Mond, aber der Legende nach gab es einst zwei, bis der zweite Mond „zu nah an die Sonne heranwanderte und vor Hitze zerbrach“. Der Verlust eines zweiten Mondes könnte dazu geführt haben, dass die Achse des Planeten instabil wurde, was eine plausible, physikbasierte Erklärung für die größten Geheimnisse der Welt liefert.

Mit der Klimawissenschaft neue Welten erschaffen

Die Vorteile der Klimamodellierung beschränken sich nicht nur darauf, Lücken in klassischen Geschichten zu schließen.

Unsere Modelle können auch den Aufbau neuer Fantasiewelten beeinflussen. Die jetzt in unserem neuen Artikel veröffentlichte Arbeit begann, als der Klimakommunikator John Cook eine allegorische, spekulative Geschichte entwickelte, die die leugnende Reaktion auf Umweltschäden untersuchte.

Er arbeitete mit Klimaforschern zusammen, um das Klima seiner Fantasiewelt Terrios zu simulieren. Die anschließende Modellausgabe lieferte bei jedem Schritt der Reise der Charaktere durch verschiedene Biome konkrete Details wie Temperatur, Niederschlag und Windbedingungen.

Dies stellte sicher, dass die Welt in sich konsistent und detailreich war, was die Wahrhaftigkeit steigerte und dem Leser ein intensiveres Erlebnis verschaffte.

Wie simulierte Biome aus einem Klimamodell den Entwurf einer Karte einer neuen Fantasiewelt beeinflussen.

Letztendlich bietet die Anwendung der Physik auf fiktive Länder eine spannende Möglichkeit, das allgemeine Publikum mit der komplexen Umweltwissenschaft zu verbinden.

Durch die Verwendung von Klimamodellen erfüllen Wissenschaftler Tolkiens Forderung, dass selbst die fantastischsten Welten ein glaubwürdiges, fein abgestimmtes Gleichgewicht zwischen den bekannten Gesetzen des Realismus und dem Fantastischen wahren müssen.

Das bleibende Erbe dieser simulierten Welten beweist, dass die daraus resultierenden Entdeckungen genauso fesselnd sein können wie die Geschichten selbst, wenn Wissenschaft und Kunst aufeinanderprallen.

John Cook, Senior Research Fellow, Melbourne School of Psychological Sciences, Die Universität Melbourne; Alex Farnsworth, leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter in Meteorologie, Universität Bristol; Dan Lunt, Professor für Klimawissenschaften, Universität Bristolund Dann Mitchell, Professor für Klimawissenschaft, Universität Bristol