- Wetenschap
Een internationale studie constateert dat de gebeurtenissen die de geologische leeftijden verdelen verborgen wiskundige patronen volgen die ons begrip van het verleden en de toekomst van de aarde kunnen veranderen.
Gepost doorChristian Pérez
Gespecialiseerde redacteur in wetenschappelijke en historische publiciteit
Gemaakt:Bijgewerkt:
Decennia lang namen wetenschappers aan dat de grote gebeurtenissen die de geologische geschiedenis van de aarde markeren - als massale uitstervingen, biodiversiteitsexplosies of drastische klimatologische veranderingen - onregelmatig, bijna willekeurig gebeurden. De grenzen tussen de leeftijden, periodes of tijdperks, die namen die we zo geordend in schoolboeken zien, leken meer te reageren op een chaotische opeenvolging van gebeurtenissen dan op een voorspelbare structuur. Maar nieuw onderzoek heeft die visie net geschud.
Een studie gepubliceerd in het tijdschriftLetters van de aarde en planetaire wetenschapHet stelt voor dat de geologische tijd niet alleen structuur heeft, maar een dergelijke structuur is hiërarchisch, fractaal en verrassend voorspelbaar wanneer het vanuit een voldoende breed genoeg statistisch perspectief kijkt. Het werk, ondertekend door een internationaal team onder leiding van natuurkundige Shaun Lovejoy (McGill University) en de geoloog Andrej Spiridonov (Universiteit van Vilna), presenteert een revolutionaire manier om te analyseren hoe de gebeurtenissen die onze planetaire geschiedenis definiëren worden verdeeld.
Met behulp van wiskundige hulpmiddelen zoals multifractale analyse en probabilistische modellen, onderzochten onderzoekers tijdelijke series die betrekking hebben op wereldwijde schalen tot zonale biologische schalen op basis van fossielen van conodonts, graptolieten, nanoplankton of ammonoïden. Het resultaat is overweldigend:De limieten tussen geologische eenheden zijn niet willekeurig verdeeld of regelmatig. Eigenlijk volgen verborgen patronen die reageren op fractale wetten.
Een tijd georganiseerd in Cascade
Wat dit betekent is dat de gebeurtenissen zijn gegroepeerd in clusters, periodes van grote activiteit gevolgd door stillere intervallen. Deze hiërarchische structuur lijkt op een soort tijdelijke "waterval" waarbij de grote veranderingen andere minderjarigen veroorzaken, in een repetitieve volgorde die wordt gerepliceerd in verschillende tijdelijke schalen. Het is een typisch gedrag van chaotische maar georganiseerde systemen, zoals extreme klimaten, atmosferische turbulentie of economische groeipatronen.
Een van de meest verrassende bevindingen van de studie is het bestaan van een "buitenschaal" van het terrestrische systeem, een tijdelijke limiet waaruit schommelingen stoppen met versterking. Volgens de gegevens zou die grens ongeveer 500 tot 1000 miljoen jaar zijn. Dat wil zeggen, om alle complexiteit en amplitude van de processen te vangen die onze planeet modelleren, moeten geologische gegevens, minstens half gigaaño. Alles wat er in kortere periodes gebeurt, loopt het risico een bevooroordeelde visie te bieden, niet in staat om de authentieke omvang van planetaire verandering te onthullen.
Het team introduceert ook een nieuw theoretisch model dat de manier waarop geologische gebeurtenissen zich in de loop van de tijd ophopen nauwkeurig simuleert. In dit model regelt een multifractaal proces (een manier om variabiliteit te organiseren) de kans op een gebeurtenis volgens een Poisson -logica, dat wil zeggen volgens een specifieke statistische verdeling. Het resultaat is niet slechts een willekeurige opeenvolging van punten in de loop van de tijd, maar een diep georganiseerde structuur, waarbij gebeurtenissen van gebeurtenissen geen afwijkingen zijn, maar een deel van het patroon.
Kunnen we de toekomst voorspellen die het diepe verleden bekijken?
Deze ontdekking heeft enorme implicaties, niet alleen voor de manier waarop we het verleden interpreteren, maar ook voor hoe we kunnen anticiperen op de toekomst. Als veranderingen in het aardsysteem - van uitsterven tot klimatologische crises - hiërarchische logica gehoorzamen, dan kunnen ze ook worden herhaald in cycli of sequenties die we kunnen voorzien. En hoewel dat niet betekent dat we precies kunnen voorspellen wanneer de volgende grote ecologische ineenstorting zal optreden, suggereert dit dat er manieren zijn om te anticiperen op hoe spanningen zich in het systeem ophopen vóór een drastische transformatie.
Bovendien dwingt deze nieuwe aanpak ook om te heroverwegen hoe we fossiele en geologische gegevens gebruiken in ons onderzoek. Jarenlang hebben paleontologen en geologen te maken met de zo -genoemde "Sadler Paradox": de observatie dat de meest gedetailleerde records meestal onvollediger lijken, omdat hoe fijner de tijdelijke schaal is, hoe duidelijker de gaten worden gemaakt. Maar onder dit nieuwe paradigma wordt die schijnbare onbalrendheid een natuurlijk kenmerk van het systeem, geen registratiefout.
Er zijn ook implicaties voor de interpretatie van catastrofale gebeurtenissen zoals de impact datbeëindigde de dinosaurussen. Hoewel geëlateerde gebeurtenissen, passen ze binnen een breder multifractaal patroon, waarbij extreme gebeurtenissen worden afgewisseld met subtielere gebeurtenissen, waardoor een tapijt van crisis en herstel gedurende miljoenen jaren wordt gevormd.DeGeschiedenis van de aardeHet is geen opeenvolging van willekeurige schokken, maar een proces van transformatie georganiseerd in meerdere complexiteitlagen.
De studie roept ook fascinerende vragen op over het concept van geologische 'normaliteit'. Als het gedrag van het aardsysteem in deze hiërarchische structuren is georganiseerd, kunnen de "stille" periodes gewoon tijdschalen zijn waar het hele bereik van variabiliteit nog niet wordt gemanifesteerd. Met andere woorden, wat we vandaag beschouwen, kan slechts een pauze zijn in een veel langere reeks transformaties die nog komen.
Zoals meestal het geval is bij de grote wetenschappelijke bevindingen, sluit dit werk het debat niet af, maar opent het nieuwe paden. Naarmate meer precieze technieken worden ontwikkeld om de records van het diepe verleden te analyseren, en dat meer informatie uit tijdperken nog steeds weinig wordt onderzocht, zoals het Proterozoïcum of de archaïsche, kunnen nieuwe patronen ontstaan, misschien anders, misschien nog complexer. De waarheid is dat de manier waarop we de geologische tijd begrijpen, niet langer hetzelfde zal zijn.
