Une nouvelle étude internationale publiée dans Lettres de science de la Terre et planétaire révèle que les frontières entre les époques géologiques et les périodes, même réparties au hasard, suivent un modèle hiérarchique caché. Co-auteur par le professeur Andrej Spiridonov de la Faculté de chimie et de géosciences de l'Université Vilnius (VU), la recherche montre que ces limites de temps se regroupent d'une manière qui reflète les fluctuations les plus profondes du système de la Terre. Cette constatation pourrait remodeler la façon dont nous comprenons le passé de notre planète et son avenir possible.
« Les échelles de temps géologique peuvent ressembler à des délais bien rangés dans les manuels, mais leurs limites racontent une histoire beaucoup plus chaotique. Nos résultats montrent que ce qui semblait être un bruit inégal est en fait une clé pour comprendre comment notre planète change et jusqu'où ce changement peut aller ».
Une équipe mondiale décodant les rythmes planétaires
L'étude a été réalisée par un groupe international de chercheurs: le professeur Shaun Lovejoy et Rhisiart Davies de l'Université McGill (Canada), Assoc. Le professeur Fabrice Lambert de l'Université pontificale catholique du Chili, Raphael Hebert de l'Institut Alfred Wegener (Allemagne), et le professeur Spiridonov de VU (Lituanie).
Leurs recherches se sont concentrées sur la distribution des frontières qui définissent les époques, les périodes et les époques en temps géologique. Il s'agit notamment du graphique géochronologique international officiel ainsi que des échelles temporelles à base de biozone ont utilisé des gammes temporelles d'espèces éteintes telles que les conodontes, les graptolites et les ammonoïdes. Dans tous ces délais, du local au mondial, un schéma frappant est apparu: les limites de l'unité temporelle ne sont pas également espacées.
Au lieu de cela, les limites apparaissent en grappes, séparées par de longs intervalles de calme relatif. Cette extrême inégalité a été décrite en utilisant le concept de multifractales – des modèles mathématiques qui se répètent à différentes échelles.
« Les intervalles entre les événements clés de l'histoire de la Terre, des extinctions de masse aux explosions évolutives, ne sont pas dispersées complètement uniformément. Ils suivent une logique multifractale qui révèle comment la variabilité est en cascades dans le temps », explique le professeur Spiridonov.
Combien de temps faut-il pour révéler le vrai visage de la Terre?
Cette analyse a permis aux chercheurs d'estimer «l'échelle de temps externe» du système de la Terre – la durée nécessaire pour révéler l'étendue complète de sa variabilité naturelle. Cette limite, selon eux, est d'environ 500 millions d'années ou même plus.
« Si nous voulons comprendre la gamme complète des comportements de la Terre, que ce soit des périodes de bouleversements mondiaux calmes ou soudains, nous avons besoin de documents géologiques qui couvrent au moins un demi-milliard d'années. Et idéalement, un milliard », note le professeur Spiridonov.
Selon les auteurs de l'étude, cette idée aide à expliquer pourquoi les échelles de temps plus courtes ne parviennent souvent pas à capturer les extrêmes – à la fois stables et chaotiques – qui définissent l'évolution planétaire.
Événements dans les événements: modèles cachés derrière le chaos
L'étude introduit également un nouveau modèle théorique pour décrire comment ces limites géologiques sont distribuées: le processus composé de Poisson multifractal. Ce modèle suggère que les événements géologiques sont imbriqués les uns dans les autres, formant un schéma en cascade où les grappes apparaissent dans des grappes, toutes régies par un seul processus statistique.
« Nous avons maintenant des preuves mathématiques que les changements de système de terre ne sont pas seulement irréguliers. Ils sont profondément structurés et hiérarchiques.
