Код планеты: ученые взломали шифр, по которому живет Земля

Что, если хаос в истории нашей планеты — лишь иллюзия? Новое международное исследование предлагает взглянуть на геологическое время под совершенно иным углом. Оказывается, ключевые события, которые формировали лик Земли — массовые вымирания, появление новых видов и климатические катастрофы, — подчиняются скрытой математической закономерности. Это открытие способно перевернуть наши представления не только о прошлом, но и о будущем планеты.

Закономерность внутри хаоса

Учёные проанализировали распределение границ, которые разделяют эпохи, периоды и эры на геохронологической шкале. Они изучили как официальную Международную геохронологическую карту, так и более специализированные биозональные шкалы, основанные на времени существования таких вымерших видов, как конодонты, граптолиты и аммоноидеи. Повсюду была обнаружена одна и та же поразительная картина: эти границы расположены вовсе не случайно.

Вместо равномерного распределения они образуют сгустки, или кластеры, разделённые длительными промежутками относительного спокойствия. Эта неравномерность оказалась настолько сложной, что для её описания потребовался аппарат мультифракталов — математических паттернов, которые повторяются в разных масштабах.

Интересный факт: Конодонты — это древние хордовые животные, чьи ископаемые зубоподобные элементы являются одним из важнейших инструментов для датировки горных пород палеозойской эры. Их точное положение на эволюционном древе долгое время было загадкой, пока не были найдены отпечатки их мягких тел.

Голос эксперта: мнение профессора Спиридонова

Профессор Вильнюсского университета (VU) Андрея Спиридонов, геолог и палеонтолог, выступивший соавтором этого масштабного исследования, комментирует полученные результаты.

"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.

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.

Взгляд вглубь миллиарда лет

Проведённый анализ позволил команде оценить так называемую "внешнюю шкалу времени" земной системы. Это тот минимальный промежуток, который необходим, чтобы увидеть всю полноту естественной изменчивоции планеты. Согласно выводам исследователей, этот промежуток составляет колоссальные 500 миллионов лет, а в идеале — около 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 фундаментальное понимание объясняет, почему исследования, ограниченные короткими временными рамками, часто не могут предсказать или объяснить экстремальные события, кардинально меняющие ход эволюции.

Математическая модель планетарных изменений

Для описания выявленной сложной структуры авторы предложили новую теоретическую модель — составной мультифрактально-пуассоновский процесс. Её суть в том, что геологические события не независимы, а вложены друг в друга, образуя каскадную иерархию, где крупные кластеры содержат в себе более мелкие, и все они управляются единым статистическим механизмом.

Интересный факт: концепция мультифракталов применяется не только в геологии. С её помощью анализируют турбулентность в жидкостях, колебания на финансовых рынках и даже распределение галактик во Вселенной, что говорит об универсальности этого математического инструмента.

Работа была проведена международным коллективом, в который вошли профессор Шон Лавджой и Ризиарт Дэвис из Университета Макгилла (Канада), Фабрис Ламбер из Папского католического университета Чили, Рафаэль Эбер из Института Альфреда Вегенера (Германия) и профессор Андрея Спиридонов из Вильнюсского университета (Литва).

Как резюмирует профессор Спиридонов:

"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".