Tarptautinė mokslininkų komanda žurnale „Earth and Planetary Science Letters“ paskelbtoje studijoje atskleidė, kad geologinių epochų ir periodų ribos, nors iš pirmo žvilgsnio atrodo atsitiktinės, iš tiesų pasižymi tam tikru hierarchiniu dėsningumu. Tyrimo bendraautoris, Vilniaus universiteto (VU) Chemijos ir geomokslų fakulteto profesorius Andrejus Spiridonovas pabrėžia, kad šių ribų pasiskirstymas atspindi giliausius Žemės sistemos kintamumo procesus, o atradimas gali iš esmės pakeisti mūsų supratimą apie planetos praeitį ir galimus ateities scenarijus.

„Geologinės laiko skalės gali atrodyti kaip tvarkingos laiko juostos vadovėliuose, tačiau jų ribos pasakoja gerokai chaotiškesnę istoriją. Mūsų tyrimas rodo, kad tai, kas anksčiau atrodė kaip netolygus triukšmas, iš tiesų yra raktas į Žemės pokyčių supratimą ir jų ribas“, – sako prof. A. Spiridonovas, geologas ir paleontologas, vienas iš tyrimo autorių.

Ieškojo planetos ritmų

Tyrimą atliko tarptautinė mokslininkų grupė: prof. Shaunas Lovejoy’us ir doktorantas Rhisiartas Daviesas iš McGillo universiteto (Kanada), doc. Fabrice’as Lambertas iš Čilės popiežiškojo katalikų universiteto, dr. Raphaelis Hebertas iš Alfredo Wegenerio ašigalių tyrimų instituto (Vokietija) ir prof. A. Spiridonovas iš VU (Lietuva).

Jie sutelkė dėmesį į epochų, periodų ir erų ribų pasiskirstymą geologiniame laike. Tyrime buvo nagrinėjama ne tik oficiali Tarptautinė geochronologinė skalė, bet ir kitais principais grįstos chronologinės skalės – pavyzdžiui, remiantis išnykusių gyvūnų, tokių kaip konodontai, graptolitai ar amonitai, biozonų laiko rėžiais, naudojamais globaliai geologinių sluoksnių koreliacijai. Visose šiose skalėse – nuo vietinių iki globalių – išryškėjo akivaizdus dėsningumas: laiko vienetų ribos nėra pasiskirsčiusios tolygiai.

Atvirkščiai – ribos susitelkia į sankaupas, kurias skiria ilgi santykinės ramybės laikotarpiai. Šis ekstremalus netolygumas aprašytas naudojant multifraktalų koncepciją – matematinius modelius, pasižyminčius savipanašumu skirtinguose masteliuose.

„Intervalai tarp svarbiausių įvykių Žemės istorijoje – nuo masinių išnykimų iki evoliucinių sprogimų – nėra visiškai atsitiktiniai. Jie atitinka multifraktalinę logiką, kuri atskleidžia, kaip kintamumas persiduoda per skirtingus laiko mastelius“, – aiškina prof. A. Spiridonovas.

Atskleistas Žemės tempas

Remdamiesi šia analize, tyrėjai įvertino vadinamąją „išorinę laiko skalę“ – tai yra minimali trukmė, kurios reikia, kad atsiskleistų visas Žemės sistemos kintamumo spektras. Jų skaičiavimais, ši riba siekia maždaug 500 milijonų metų – o dar tiksliau ją atskleisti padėtų milijardo metų geologinis metraštis.

„Jeigu norime suprasti visą Žemės elgsenos amplitudę – tiek santykinio stabilumo, tiek staigių globalių sukrėtimų laikotarpius, mums reikia bent pusę milijardo metų aprėpiančio geologinio įrašo. O idealu – milijardo metų trukmės laiko eilutės“, – pabrėžia prof. A. Spiridonovas.

Pasak tyrimo autorių, tai paaiškina, kodėl trumpesnės laiko skalės dažnai nesugeba atskleisti tiek ekstremalių ramybės, tiek chaotiškų pokyčių laikotarpių, būdingų planetos raidai.

Chaosas, kuriame slypi dėsningumas

Tyrime taip pat pristatytas naujas teorinis modelis, aprašantis šių ribų pasiskirstymą – sudėtinis multifraktalinis – Puasono procesas. Šis modelis rodo, kad geologiniai įvykiai yra tarsi įdėti vieni į kitus: ribų sankaupos atsiranda kitų sankaupų viduje, o visa tai valdo vienas statistinis dėsningumas.

„Dabar turime matematinį pagrindą teigti, kad Žemės sistemos pokyčiai nėra tiesiog nereguliarūs – jie yra labai struktūriški ir hierarchiniai. Tai turi didžiulę reikšmę ne tik praeities rekonstrukcijoms, bet ir modeliuojant galimus ateities pokyčius“, – apibendrina prof. A. Spiridonovas.

Šaltinis – Vilniaus universitetas