Σύμφωνα με μια πρόσφατη μελέτη, τα γεγονότα στα οποία στηρίζονται οι γεωλόγοι για να διακρίνουν τα γεωλογικά κεφάλαια στην ιστορία της Γης, ακολουθούν ένα κρυφό μαθηματικό μοτίβο, το οποίο θα μπορούσε να ρίξει φως τόσο στις αναταράξεις του παρελθόντος, όσο και του μέλλοντος.
«Οι χρονικές κλίμακες της γεωλογίας, μπορεί να μοιάζουν τακτοποιημένες στα σχολικά βιβλία, ωστόσο τα όριά τους, αποκαλύπτουν μια πολύ πιο χαοτική ιστορία», εξηγεί ένας από τους συγγραφείς, ο Andrej Spiridonov, γεωλόγος και παλαιοντολόγος στο πανεπιστήμιο Vilnius της Λιθουανίας.
«Τα αποτελέσματα της μελέτης μας, δείχνουν πως, όσα έμοιαζαν με άνισο θόρυβο, είναι στην πραγματικότητα κλειδιά για την κατανόηση του τρόπου που αλλάζει ο πλανήτης μας και μέχρι πόσο μακριά μπορεί να φτάσει η αλλαγή αυτή», λέει ο Spiridonov.
Ο γεωλογικός χρόνος
Η ιστορία του πλανήτη μας, είναι γεμάτη με αναταράξεις, κάποιες από τις οποίες ήταν τόσο δραματικές ώστε προκάλεσαν την αρχή ολόκληρων νέων μονάδων γεωλογικού χρόνου. Αυτές, περιλαμβάνουν αλλαγές μεταξύ συγκριτικά σύντομων διαιρέσεων, όπως ηλικίες και εποχές, καθώς και πολύ μεγαλύτερες χρονικές μονάδες, όπως οι περίοδοι και οι αιώνες.
Ο αστεροειδής που αφάνισε τους δεινοσαύρους πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν, για παράδειγμα, προκάλεσε μεγάλη αναταραχή που οδήγησε στη λήξη της Μεσοζωικής Εποχής και την απαρχή της Καινοζωικής. Η Καινοζωική Εποχή, η οποία συνεχίζεται μέχρι σήμερα, υποδιαιρείται σε τρεις περιόδους και σε τουλάχιστον επτά Εποχές.
Ένα αναπάντεχο μαθηματικό μοτίβο κρύβεται στην ιστορία της Γης
Οι διεργασίες που κινητοποιούν τις μεταβάσεις αυτές, είναι περίπλοκες, παράγοντας μεταβλητά διαλείμματα σχετικής σταθερότητας, τα οποία χαρακτηρίζονται από φαινομενικά απρόβλεπτες καταστροφές, διαφορετικών τύπων και μεγεθών. Ωστόσο, υπάρχουν ενδείξεις που μαρτυρούν ότι, αυτές μπορεί να είναι λιγότερο απρόβλεπτες από όσο φαίνεται.
Η νέα μελέτη, εστίασε στον Φανεροζωικό μεγααιώνα, ο οποίος ανάγεται περίπου 540 εκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν και περιλαμβάνει την Καινοζωική, Μεσοζωική και Παλαιοζωική εποχή. Είναι ένας από τους τέσσερις αιώνες της Γης μέχρι σήμερα, που προηγείται του Προτεροζωικού, Αρχαιοζωικού και Αδαίου.
Ο Spiridonov και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν χρονικές διαιρέσεις που έχουν καθοριστεί από την Διεθνή Επιτροπή Στρωματογραφίας, αλλά ανέλυσαν επίσης τα όρια με βάση τα στρωματογραφικά εύρη θαλάσσιων ζώων και αρχαίων ταξινομικών ομάδων όπως τα κωνόδοντα, οι αμμωνίτες, οι γραπτόλιθοι και το ασβεστολιθικό νανοπλαγκτόν.
Τα διαλείμματα ανάμεσα σε καθοριστικά γεγονότα της ιστορίας της Γης
Διαπίστωσαν ότι τα όρια μεταξύ των χρονικών μονάδων σχημάτιζαν σταθερά ενδιαφέροντα συμπλέγματα, με μεγάλα διαστήματα σχετικής ηρεμίας ανάμεσά τους. Η άνιση αυτή κατανομή δείχνει ότι το σύστημα λειτουργεί πολύπλοκα, με τους κανόνες του και τις σύνθετες δυναμικές να αλλάζουν σταδιακά σε όλο το φάσμα του.
«Τα διαλείμματα ανάμεσα σε καθοριστικά γεγονότα της ιστορίας της Γης, από μαζικούς αφανισμούς έως εξελικτικές εκρήξεις, δεν είναι κατανεμημένα εντελώς ομοιόμορφα», εξηγεί ο Spiridonov. «Ακολουθούν μία πολύπλοκη λογική που αποκαλύπτει πώς η μεταβλητότητα διαχέεται μέσα στον χρόνο».
Οι ερευνητές επιχείρησαν να εκτιμήσουν την «εξωτερική χρονική κλίμακα» της Γης, δηλαδή το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να αποκαλυφθεί το πλήρες εύρος της φυσικής μεταβλητότητας του πλανήτη μας.
Με βάση τα ευρήματά τους, καταλήγουν ότι αυτό το διάστημα είναι τουλάχιστον 500 εκατομμύρια χρόνια. «Αν θέλουμε να κατανοήσουμε το πλήρες φάσμα των συμπεριφορών της Γης, είτε πρόκειται για περιόδους ηρεμίας είτε για ξαφνικές παγκόσμιες αναταράξεις, χρειαζόμαστε γεωλογικά αρχεία που να καλύπτουν τουλάχιστον μισό δισεκατομμύριο χρόνια. Και ιδανικά, ένα δισεκατομμύριο», λέει ο Spiridonov.
Οι ερευνητές προειδοποιούν ότι η μελέτη μικρότερων χρονικών κλιμάκων μπορεί να μην αποδώσει τα ακραία φαινόμενα που ο πλανήτης μας είναι ικανός να παράγει.
Δεδομένου ότι όλη η ανθρώπινη ιστορία έχει συμβεί μέσα σε ένα πρόσφατο διάστημα ηρεμίας, μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση των μεγάλων μοτίβων της Γης θα ήταν πιθανότατα πολύτιμη.
Το μοντέλο κατανομής Poisson
Για να περιγράψουν καλύτερα πώς κατανέμονται αυτές οι χρονικές μονάδες και τα όριά τους, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα νέο μοντέλο, το οποίο ονομάζουν κατανομή Poisson. Η ανάλυσή τους καταδεικνύει ότι τα σημαντικά γεγονότα της Γης είναι οργανωμένα σε ιεραρχικά επίπεδα, με ομάδες γεγονότων μέσα σε άλλες ομάδες.
«Πλέον έχουμε μαθηματικές αποδείξεις που μαρτυρούν πως, οι αλλαγές στο σύστημα της Γης δεν είναι απλώς τυχαίες. Είναι βαθιά δομημένες και ιεραρχικές». Εκτός από το ότι μας βοηθά να κατανοήσουμε τι συνέβη στη Γη τα τελευταία 4.5 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου, τα ευρήματα αυτά, μαζί με την μελλοντική μελέτη που θα τα επεκτείνει, θα μπορούσε να προσφέρει πολύτιμα στοιχεία για το τι πρέπει να περιμένουμε στο μέλλον.
«Οι συνέπειες είναι τεράστιες, όχι μόνο για την κατανόηση του παρελθόντος της Γης», εξηγεί ο Spiridonov, «αλλά και για τον τρόπο που δημιουργούμε τα μοντέλα για την μελλοντική πλανητική αλλαγή».
