От массовых вымираний до эволюционных взрывов: как Земля шепчет нам свои секреты

Новое международное исследование раскрывает удивительный факт: границы между геологическими периодами и эпохами, кажущиеся случайными, на самом деле подчиняются скрытой иерархической закономерности. Соавтор работы, профессор Вильнюсского университета Андрея Спиридонов, отмечает, что эти временные рубежи группируются особым образом, отражая фундаментальные колебания земной системы. Это открытие способно перевернуть наши представления не только о прошлом Земли, но и о её будущем.

"Геологические шкалы времени могут выглядеть как аккуратные временные линии из учебников, но их границы рассказывают гораздо более хаотичную историю. Наши результаты показывают, что-то, что казалось неравномерным шумом, на самом деле является ключом к пониманию того, как меняется наша планета и насколько далеко могут зайти эти изменения", — говорит профессор Спиридонов.

Как проводилось исследование?

Работу выполнила международная команда учёных, в которую вошли:

• Шон Лавджой и Ризиарт Дэвис (Университет Макгилла, Канада),
• Фабрис Ламбер (Папский католический университет Чили),
• Рафаэль Эбер (Институт Альфреда Вегенера, Германия),
• Андрея Спиридонов (Вильнюсский университет, Литва).

Они изучали распределение границ, разделяющих эпохи, периоды и эры. Анализировались как официальная Международная геохронологическая карта, так и биозональные шкалы, основанные на временны́х диапазонах вымерших видов — конодонтов, граптолитов и аммоноидей.

Что обнаружили учёные?

Практически на всех уровнях — от локальных до глобальных — временны́е границы оказались распределены не равномерно, а кластерами, между которыми наблюдаются продолжительные интервалы затишья. Эта неравномерность описывается с помощью мультифракталов — математических паттернов, повторяющихся на разных масштабах.

"Интервалы между ключевыми событиями в истории Земли, от массовых вымираний до эволюционных взрывов, распределены не совсем равномерно. Они следуют мультифрактальной логике, которая показывает, как изменчивость каскадно распространяется во времени", — объясняет профессор Спиридонов.

Что такое "внешняя шкала времени"?

Исследователи смогли оценить временной промежуток, необходимый для выявления всей полноты изменчивости земной системы — так называемую "внешнюю шкалу". Оказалось, что он составляет около 500 млн лет, а в идеале — до миллиарда.

"Если мы хотим понять весь спектр поведения Земли, будь то периоды затишья или внезапные глобальные потрясения, нам нужны геологические данные, охватывающие как минимум полмиллиарда лет. А в идеале — миллиард", — отмечает профессор Спиридонов.

Это объясняет, почему краткосрочные исследования часто неспособны уловить ключевые экстремальные события, формирующие планетарную эволюцию.

Модель для понимания изменений

Учёные предложили теоретическую модель — составной мультифрактально-пуассоновский процесс. Согласно ей, геологические события вложены друг в друга, образуя каскадную структуру, подчиняющуюся единому статистическому закону.

"Теперь у нас есть математические доказательства того, что изменения в земной системе не просто нерегулярны. Они имеют глубокую структуру и иерархию. Это имеет огромное значение не только для понимания прошлого Земли, но и для того, как мы моделируем будущие планетарные изменения", — заключает профессор Спиридонов.