Rejtett mintázat a Föld történetében: a geológiai korszakok határait hierarchikus rendszer szabályozza
A geológiai idő nem egyenes vonal
Egy friss kutatás szerint a Föld történetének fordulópontjai – amelyeket a geológusok a korszakok, időszakok és más időegységek elhatárolására használnak – valójában egy rejtett hierarchikus mintázatot követnek. Ez a felismerés nemcsak a múlt megértésében segíthet, hanem a jövőbeli bolygószintű változások előrejelzésében is.
„A tankönyvek geológiai időskálái rendezett vonalzóként tűnnek fel, valójában azonban sokkal kaotikusabb történetet mesélnek el” – mondja Andrej Spiridonov, a litvániai Vilniusi Egyetem geológusa és paleontológusa, a tanulmány társszerzője.
Kataklizmák és új korszakok születése
A Föld történetét drámai változások sora formálta, melyek közül több elég jelentős volt ahhoz, hogy új geológiai fejezeteket nyisson. Ilyen volt például a 66 millió évvel ezelőtti aszteroida-becsapódás, amely véget vetett a mezozoikumnak és megnyitotta a kainozoikumot, a mai korszakot. A kainozoikumot további három periódusra és legalább hét időszakra osztják.
Ezeket a váltásokat bonyolult folyamatok irányítják, amelyek hosszabb stabil periódusok és hirtelen, előre nem látható katasztrófák váltakozását hozzák létre. A kutatás azonban arra mutat rá, hogy ez a látszólagos véletlenszerűség valójában szabályszerű mintázatot rejt.
A fanerozoikum vizsgálata
A vizsgálat középpontjában a fanerozoikum eon áll, amely körülbelül 540 millió évvel ezelőtt kezdődött, és magában foglalja a paleozoikumot, a mezozoikumot és a kainozoikumot. Ez a Föld négy eddigi eonjának egyike, amelyet a proterozoikum, az archaikum és a hadeikum előzött meg.
Spiridonov és munkatársai a Nemzetközi Rétegtani Bizottság által meghatározott időbeosztásokat, valamint tengeri állatok, illetve ősi taxonok – például konodonták, ammoniteszek, graptoliták és mészvázas nanoplanktonok – rétegtani adatait elemezték. A határvonalak konzisztensen érdekes klaszterekbe rendeződtek, amelyeket hosszabb nyugodt időszakok választottak el egymástól.
A multifraktál logika nyomai
Az eredmények arra utalnak, hogy a geológiai átmenetek multifraktális rendszert követnek: a változások nem véletlenszerűen szétszórtak, hanem hierarchikus rendben, egymásba ágyazott klaszterek láncolataként zajlanak.
„A tömeges kihalásoktól az evolúciós robbanásokig a kulcsfontosságú események közötti időközök nem teljesen véletlenszerűek” – magyarázza Spiridonov. – „Olyan multifraktál logikát követnek, amely megmutatja, hogyan hullámzik végig a változékonyság az időben.”
Félmilliárd éves időlépték
A kutatók a Föld úgynevezett „külső időskáláját” is próbálták meghatározni – vagyis azt az időtartamot, amely elég hosszú ahhoz, hogy a bolygó teljes változékonyságát láthassuk. Az eredmények szerint ez legalább 500 millió év, ideális esetben pedig egymilliárd évnyi adat szükséges.
Ez azt jelenti, hogy a rövidebb időszakokra koncentráló kutatások nem feltétlenül mutatják meg a Föld extrém változási lehetőségeit. Mivel az emberi történelem csupán ennek a hosszú skálának egy apró, viszonylag békés szeletében zajlott, fontos lenne mélyebben megérteni a nagy léptékű mintázatokat.
Új modell a bolygó változásainak megértésére
A kutatók egy új matematikai modellt is kidolgoztak, amelyet „összetett multifraktál-Poisson folyamatnak” neveznek. Ez a rendszer rávilágít arra, hogy a Föld történetét meghatározó események nem egyszerűen szabálytalanok, hanem mélyen strukturáltak és hierarchikusak.
„Most már matematikai bizonyítékunk is van arra, hogy a Föld változásai nem csupán kaotikusak” – mondja Spiridonov. – „Szigorú rend és hierarchia húzódik meg mögöttük.”
A múlt és a jövő megértése
A tanulmány következtetései nemcsak a Föld 4,5 milliárd éves történetének jobb megértéséhez járulhatnak hozzá, hanem a jövőbeli bolygószintű változások modellezéséhez is.
„Ez óriási jelentőséggel bír nemcsak a múlt feltérképezésében, hanem abban is, hogyan értelmezzük és modellezzük a jövőbeli változásokat” – fogalmaz Spiridonov.
