Một nghiên cứu quốc tế đột phá, được công bố trên tạp chí Earth and Planetary Science Letters, đã áp dụng phương pháp phân tích đa gãy (multifractal analysis) vào Thang Thời Gian Địa Chất (GTS) của Trái Đất. Nghiên cứu này, với sự tham gia của Giáo sư Shaun Lovejoy từ Đại học McGill và Phó Giáo sư Fabrice Lambert từ Đại học Công giáo Giáo hoàng Chile, đã mang đến những hiểu biết mới mẻ, thách thức quan niệm truyền thống về thời gian địa chất như một sự tiến triển tuyến tính.
Thay vào đó, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng các sự kiện địa chất lớn, bao gồm tuyệt chủng hàng loạt và các vụ bùng nổ tiến hóa, không diễn ra ngẫu nhiên mà tuân theo một mô hình đa gãy phức tạp. Giáo sư Andrej Spiridonov từ Đại học Vilnius nhấn mạnh rằng, mặc dù các thang thời gian địa chất có vẻ ngăn nắp trên sách giáo khoa, chúng lại kể một câu chuyện hỗn loạn hơn nhiều. Ông giải thích rằng những gì từng bị coi là nhiễu ngẫu nhiên thực chất lại là chìa khóa để hiểu sự biến đổi của hành tinh và giới hạn của nó.
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một khuôn khổ toán học mới, được gọi là "quá trình Poisson đa gãy phức hợp" (compound multifractal-Poisson process), để mô hình hóa các mẫu hình tinh vi này. Mô hình này mô tả sự thay đổi của hệ thống Trái Đất như những cụm phân cấp lồng vào nhau, tạo thành một chuỗi các cụm trong các cụm.
Một phát hiện quan trọng từ nghiên cứu này là việc ước tính "thang thời gian bên ngoài" (outer time scale) của Trái Đất – khoảng thời gian tối thiểu cần thiết để nắm bắt toàn bộ sự biến thiên của hành tinh. Ước tính này cho thấy con số khoảng 500 triệu năm trở lên, ngụ ý rằng các nghiên cứu với khoảng thời gian ngắn hơn có thể bỏ lỡ các sự kiện cực đoan quan trọng. Sự hiểu biết này có ý nghĩa to lớn trong việc cải thiện các mô hình địa chất và nâng cao khả năng dự đoán các hiện tượng hành tinh trong tương lai.
Lịch sử nhân loại, chỉ chiếm một phần nhỏ trong dòng thời gian khổng lồ của Trái Đất, đã diễn ra trong một giai đoạn tương đối yên bình. Do đó, việc thấu hiểu sâu sắc hơn các quy luật dài hạn này là điều cần thiết để dự đoán các biến cố địa chất sắp tới. Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng các khoảng thời gian giữa các sự kiện quan trọng tuân theo một "logic đa gãy", cho thấy sự biến thiên lan truyền qua thời gian. Điều này có nghĩa là lịch sử Trái Đất không hoàn toàn ngẫu nhiên mà có một cấu trúc đa tầng.
Những khám phá này không chỉ làm sâu sắc thêm hiểu biết của chúng ta về quá khứ của Trái Đất mà còn cung cấp những công cụ quý giá để dự báo tương lai. Các nhà khoa học hy vọng sẽ tinh chỉnh mô hình này và phát triển các kỹ thuật hiệu chỉnh có thể áp dụng cho các bộ dữ liệu địa chất quy mô lớn, từ đó cải thiện phương pháp xác định niên đại và diễn giải các bản ghi khí hậu và môi trường cổ đại.