Иллюстрация: pronedra.ru
Новая работа международной группы геологов и палеонтологов показала, что грандиозные события в истории Земли — массовые вымирания, эволюционные взрывы, смена геологических эр — вовсе не хаотичны. За ними стоит строгая, но сложная математическая логика. Открытие обещает изменить не только учебники по геологии, но и подход к прогнозированию будущего планеты.
Геологические временные шкалы, знакомые каждому школьнику по учебникам, обычно изображаются в виде аккуратных цветных полос, где чередуются эры, периоды и эпохи. Кажется, что это последовательная и более или менее равномерная линейка истории. Но, как подчеркивает соавтор исследования, палеонтолог из Вильнюсского университета Андрей Спиридонов, реальная картина гораздо сложнее.
Если внимательно присмотреться к границам этих периодов — а они определяются крупнейшими биосферными и климатическими потрясениями, — то они вовсе не распределены случайно. Новая работа доказывает: они складываются в кластеры, между которыми простираются долгие эпохи относительного спокойствия.
Математика глубинного времени
Исследователи сосредоточились на Фанерозое — отрезке геологической истории длиной около 540 миллионов лет, когда Земля пережила величайшие всплески и катастрофы: «кембрийский взрыв», пермское вымирание, падение астероида, положившего конец эре динозавров, и многое другое.
Анализ официальной стратиграфической шкалы и данных по ископаемым организмам выявил, что интервалы между этими ключевыми событиями подчиняются принципам мультифрактальной системы.
Это значит, что распределение катастроф и бурных изменений во времени не случайно, а устроено по каскадному принципу: периоды спокойствия сменяются вспышками активности, которые, в свою очередь, подчиняются иерархии меньших и больших масштабов. Подобные модели встречаются в физике турбулентности, динамике финансовых рынков и даже в распространении землетрясений.
Миллион лет как минимум: зачем смотреть вглубь миллиардов
Один из главных выводов работы: для того чтобы понять реальную динамику Земли, недостаточно изучать отрезки в десятки или даже сотни миллионов лет. Необходимы данные хотя бы за полмиллиарда лет, а лучше — за миллиард.
«Только в таких масштабах проявляется скрытая структура, —
отмечает Спиридонов. —
Если ограничиваться короткими интервалами, мы видим лишь фрагменты картины, и они кажутся хаотичными. Но стоит взглянуть шире — и появляется строгая, почти музыкальная ритмика изменений».
Практическое значение: от вымираний к будущему
Открытие имеет значение не только для историков Земли. Оно помогает понять, какие процессы могут ждать нашу планету в будущем. Если геологическая система действительно работает как иерархический каскад, то можно попытаться предсказать вероятные «окна нестабильности» — периоды, когда Земля наиболее уязвима для резких переломов.
Разумеется, это не означает, что ученые смогут назвать точную дату следующего массового вымирания или климатического кризиса. Но новая модель позволит выстраивать более реалистичные сценарии развития планеты.
Наука на стыке дисциплин
Исследование стало примером того, как математика и физика проникают в геологию. Использование моделей из теории сложных систем помогает объяснять закономерности, которые долгое время считались «шумом» в данных.
Работа опубликована в журнале Earth and Planetary Science Letters и уже вызвала оживленные дискуссии в научном сообществе. Одни называют открытие «новой парадигмой» в понимании истории Земли, другие осторожно замечают, что впереди еще много проверок и уточнений.
Ритм планеты
История Земли — это не хаотичный поток катастроф и эволюционных прорывов, а скорее сложная мелодия, в которой звучат и долгие «паузы тишины», и резкие аккорды глобальных катастроф. Теперь ученым предстоит научиться читать эту партитуру.
Если математический закон действительно отражает логику планеты, то понимание его ритма станет ключом не только к прошлому, но и к будущему человечества.
Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что магнитные бури атакуют Землю: что известно и чего ждать в ближайшие дни