国際的な研究チームは、地球の地質時代区分を定義する境界イベントの時系列データを分析し、その背後にある多重フラクタル的なパターンを明らかにしました。この発見は、地球の過去の変動を理解し、未来の惑星変動を予測する上で新たな視点を提供します。
カナダのマギル大学のショーン・ラブジョイ教授、チリのポンティフィカル・カトリック大学のファブリス・ランベール准教授、リトアニアのヴィリニュス大学のアンドレイ・スピリドノフ教授らが率いる研究チームは、過去5億4千万年をカバーする顕生代に焦点を当て、地質時代の境界が均等に配置されているのではなく、特定の期間に集中するクラスターを形成し、その間には比較的安定した期間が挟まれるという、極端な不均一性を持つことを発見しました。スピリドノフ教授は、「地質時代のタイムスケールは教科書では整然としているように見えますが、その境界線ははるかにカオス的な物語を語っています。私たちの発見は、一見ばらばらに見えるノイズが、実は惑星の変動とその限界を理解する鍵であることを示しています」と述べています。
この研究では、これらのイベント間隔が「多重フラクタル論理」に従っており、変動が時間を通じてどのように連鎖していくかを示していることが示されました。これは、地球の歴史がランダムではなく、複数のスケールにわたって構造化されていることを示唆しています。研究チームは、この複雑なパターンをモデル化するために、「複合多重フラクタル・ポアソン過程」と呼ばれる新しい数学的枠組みを導入しました。このモデルは、地球システムの変動を、入れ子構造になった階層的なクラスターとして描写しており、より精緻な理解を可能にします。
さらに、この分析から、地球の変動の全範囲を捉えるために必要な「外的時間スケール」、すなわち地球の完全な変動性を把握するための最小期間が、500百万年以上であると推定されました。これは、人間の歴史が比較的穏やかな最近の期間のみをカバーしていることを考えると、より短い期間の研究では重要な極端な出来事を見逃す可能性があることを意味します。この発見は、古気候学、古生物学、地質学に大きな影響を与え、より短いタイムスケールでの分析における統計的バイアスを修正するための定量的枠組みを提供します。
この多重フラクタル的な性質の解明は、地球の過去の出来事が単なる偶然の連鎖ではなく、深いレベルで組織化されたプロセスの一部であることを示唆しています。地球システムの変動が、不規則であるだけでなく、深く構造化され、階層的であるという数学的証拠は、地球の過去の理解を深めるだけでなく、将来の惑星変動のモデリング方法を改善する上で、計り知れない重要性を持っています。この研究は、地球の歴史に隠された秩序を明らかにし、私たちの惑星のダイナミクスに対する理解を新たな次元へと引き上げます。