一项发表在《地球与行星科学通讯》上的开创性国际研究，运用多重分形分析技术深入剖析了地球地质时间尺度（GTS），为理解地球的演化历史带来了前所未有的洞见。这项由麦吉尔大学的Shaun Lovejoy教授和天主教宗座大学的Fabrice Lambert副教授等国际科学家团队进行的研究，挑战了传统上将地质时间视为线性进展的观念。
研究聚焦于过去5.4亿年的显生宙，通过分析地质界线事件的时间密度，研究人员发现这些事件并非均匀分布，而是呈现出一种多重分形模式。这种模式表明，地球历史中存在着稳定时期与突发性、大规模事件交织的复杂节奏。Spiridonov教授指出，地质时间尺度虽然在教科书中显得井然有序，但其界线却讲述了一个更为混沌的故事，而这种看似不规则的“噪声”恰恰是理解行星变化及其潜在幅度的关键。
研究团队引入了一种名为“复合多重分形-泊松过程”的数学框架来模拟这些复杂的模式，该模型将地球系统变化描绘成层层嵌套的层级性集群。这一发现意味着地球的历史并非随机发生，而是跨越不同尺度呈现出一种内在的结构性。研究估计，要捕捉地球的完整变化范围，即地球的“外时间尺度”，至少需要5亿年，理想情况下接近10亿年。这表明，研究时间跨度较短的分析可能会遗漏重要的极端事件，尤其考虑到人类历史仅发生在近期一个相对平静的时期。
这项研究的意义深远，它不仅加深了我们对地球过去的理解，还有助于改进未来行星变化的预测模型。通过认识到地质事件的多重分形本质，科学家们能够构建更精确的模型来预期未来的地质现象。该研究得到了加拿大自然科学与工程研究理事会（NSERC）、立陶宛研究理事会以及智利ANID-Fondecyt等机构的资助。研究结果强调，通过考虑地质界线的分形结构，可以减少对过去气候、生态系统和行星变化解释中的偏差，从而为预测地球的未来提供更可靠的依据。研究人员强调，理解地球行为的全部范围，无论是平静时期还是突发的全球性动荡，都需要至少覆盖半个亿年，甚至一个亿年的地质记录。
研究团队分析了包括国际地层委员会（ICS）制定的地质时间尺度以及基于颗石藻、笔石和菊石等古代生物化石的生物地层时间尺度。在所有这些时间尺度上，从局部到全球，都出现了一种引人注目的模式：时间单位的界线并非均匀分布，而是呈现出聚集的现象，并被长时间的相对平静所分隔。这种极端的不均匀性被多重分形的概念所描述，即在不同尺度上重复出现的数学模式。Spiridonov教授解释说，这种多重分形逻辑揭示了可变性如何在时间中级联，表明地球系统的变化不仅是不规则的，而且是深度结构化和层级化的。这对于理解地球的过去和模拟其未来都具有重大意义。