Fósseis
Fósseis (termo latino que significa "ser desenterrado" ou
"extraído da Terra") são restos ou vestígios (traços) de animais,
vegetais e de outros microorganismos (algas, fungos e bactérias) que
viveram em tempos pré-históricos e estão naturalmente preservados nas rochas sedimentares.
Embora exista uma tendência para considerarmos fósseis apenas as
ossadas de dinossauros e de outros grandes vertebrados pré-históricos
extintos, na realidade, o registro fóssil
contém representantes da maioria dos grupos biológicos, incluindo desde
o Homem fóssil até aqueles grupos representados por formas de vida
microscópica, que só podem ser vistos através do auxílio de instrumentos
ópticos.
O termo "fóssil" vem do latim "fossilis", que significa "extraído da Terra". Sendo assim, podemos definir um fóssil como Fósseis Corpóreos, ou restos (ossos, conchas) e Fósseis-traço ou vestígios (pegadas, ovos, tubos, moldes de conchas) de organismos que viveram no passado, dentre outras definições.
O Que é Paleontologia?
A Paleontologia é a ciência que estuda os fósseis, ou seja, o
vasto documentário de vida pré-histórica. Paleontologia quer dizer "o
estudo da vida antiga", do grego "Palaios= antigo; ontos= coisas existentes; logos= estudo", mas essa é uma definição muito vaga.
A Paleontologia ocupa-se da descrição e da classificação dos
fósseis, da evolução e da interação dos seres pré-históricos com seus
antigos ambientes, da distribuição e da datação das rochas portadoras de
fósseis, etc.
A Paleontologia Moderna é uma ciência dinâmica, com relações com
outras áreas do conhecimento, estando preocupada em entender como a
evolução física da Terra, em termos das mudanças na sua geografia
(paleogeografia), no clima (paleoclima) e nos ecossistemas
(paleoecologia), influenciou a evolução das formas de vida
pré-históricas. Portanto, a Paleontologia é uma ciência
multidisciplinar, relacionada à Geologia, à Biologia (principalmente
Zoologia e Botânica), à Ecologia e à Oceanografia, dentre outros campos
do conhecimento preocupados em estudar as interações entre os organismos
e o meio ambiente. Atualmente, a Paleontologia preocupa-se também com a
conservação do patrimônio fossilífero.
As grandes subdivisões da Paleontologia são a Paleozoologia (estudo dos animais fósseis), a Paleobotânica (estudo das plantas fósseis) e a Micropaleontologia (estudo dos microfósseis).
O Paleontólogo é o cientista que estuda a vida pré-histórica, a
partir das evidências fornecidas pelos fósseis e pelas rochas. Os
Paleozoólogos são os cientistas especializados em Paleontologia de
Invertebrados, ramo da Paleozoologia que estuda os animais sem ossos, ou
em Paleontologia de Vertebrados, estudando os fósseis de animais com
ossos, incluindo o homem fóssil (Paleoantropologia). Micropaleontólogos
estudam fósseis microscópicos, ou seja, microrganismos fósseis de parede
orgânica (polens) ou mineralizada (foraminíferos).
O Registro Fóssil
O chamado Registro Fóssil inclui a totalidade dos fósseis já
descobertos e descritos, bem como aqueles ainda a serem descobertos
pelos paleontológos, ou seja, que ainda não foram escavados ou extraídos
das rochas. As descobertas paleontológicas indicam que as evidências
mais antigas de vida na Terra têm aproximadamente 3.5 bilhões de anos.
Portanto, o registro fóssil engloba um vasto período de tempo, desde 3.5
bilhões de anos atrás, até aproximadamente, os vestígios de vida do
chamado período histórico, quando os humanos desenvolveram a escrita, há
cerca de 5.500 anos atrás.
Durante esse vasto período de tempo, novas formas de vida surgiram
devido à evolução, inicialmente nos oceanos, a partir de organismos
simples, unicelulares, tais como as bactérias, algas e protozoários.
Posteriormente, surgiram os organismos mais complexos, multicelulares,
tais como os fungos, as plantas e os animais invertebrados e
vertebrados. Ao longo do curso da evolução, algumas espécies
desapareceram, tal como ocorreu com os dinossauros, há cerca de 65
milhões de anos atrás. Notavelmente, algumas espécies raras, que
surgiram em tempos pré-históricos, possuem representantes viventes nos
ecossistemas atuais e são chamadas de fósseis-vivos.
A Importância Dos Fósseis
O que torna a Paleontologia tão interessante é o fato de permitir
investigar e, de certa forma, especular, sobre os seres que viveram há
muito tempo atrás. Os fósseis constituem importante evidência do
processo evolutivo. Além disso, os fósseis são úteis para o
reconhecimento de pacotes de rochas contemporâneos e sua sucessão
temporal. Os fósseis permitem também o reconhecimento da distribuição
dos antigos mares e continentes (paleogeografia). Fósseis são
ferramentas essenciais para a Paleoecologia e reconstrução dos ambientes
antigos de sedimentação. Do ponto de vista prático, fósseis são
importantes na indústria do petróleo e do carvão etc.
Tornando-se Fóssil
Para que um resto orgânico torne-se fóssil, diversos eventos e
processos deverão ocorrer, constituindo as etapas de fossilização. No
exemplo aqui apresentado, será utilizado um organismo (o mexilhão) que é
familiar à maioria das pessoas, porém, as etapas mostradas são comuns à
grande parte dos restos e vestígios dos seres vivos, desde
micro-organismos aos grandes vertebrados e as plantas.
O mexilhão, nome popular dado às conchas de animais invertebrados
(moluscos) formados por duas valvas ou carapaças calcárias, vive em
ambientes aquáticos (preferencialmente marinhos) onde ficam presos às
rochas e às superfícies duras, através de pequenos filamentos,
conhecidos como bissos. Suas partes moles, ou tecidos (manto, órgãos
reprodutores, brânquias, sifões), são envoltas pelas conchas calcárias,
protegendo-as contra o ressecamento, a ação de predadores e servindo
como estrutura de suporte para o corpo do animal. A preservação do
mexilhão como fóssil envolverá diversas fases, conhecidas como fases ou
etapas da fossilização (veja abaixo):
Fase 1: A morte
Em vida, o mexilhão prende-se às rochas e às outras superfícies
duras, formando colônias ou bancos de conchas, onde passam a vida
alimentando-se e reproduzindo-se. Cada indivíduo da colônia pode passar a
vida toda no mesmo lugar. As mudanças ambientais (variação de
temperatura, salinidade), as doenças, o ataque de predadores e o
envelhecimento (senilidade) podem levar os indivíduos à morte.
Colônia de mexilhões vivos, fixos em superfícies duras.
Fase 2: Necrólise ou Decomposição
Ao morrer, os tecidos do mexilhão deixam de ter atividade
biológica (exemplo, contração e relaxamento muscular). O mexilhão morto
abre suas conchas, expondo as partes moles. Essas, por sua vez, são
decompostas, pelo ataque dos organismos necrófagos e pela ação
bacteriana. Após a deterioração das partes moles, restam as conchas
vazias, que por serem formadas por minerais são mais resistentes.
Constituem, portanto, a parte dura do organismo, que tem maior chance de
preservação. Após a necrólise ou putrefação dos tecidos a concha poderá
permanecer com as duas partes ainda unidas pelo ligamento ou
desarticular-se.
Mexilhão morto, com as conchas abertas e as partes moles ainda presentes.
Fase 4: Soterramento
A incorporação das conchas no sedimento através do recobrimento ou
soterramento é uma fase crítica no processo de fossilização. O
recobrimento rápido, após a morte, por partículas sedimentares de
pequena dimensão evita ou previne a ação dos organismos necrófagos e o
transporte e a dispersão dos restos orgânicos, nesse caso, as conchas do
mexilhão.
Se as conchas não forem recobertas, elas se desintegrarão e,
portanto, não terão chance de preservação. Nos ambientes aquáticos, a
rápida decantação e a deposição de partículas sedimentares finas
(pequena dimensão, como a lama) aumenta a probabilidade de preservação
desses restos orgânicos. Desde que a deposição das partículas finas
ocorre por decantação não há também muitos distúrbios junto ao fundo,
que possam arrastar e transportar os restos orgânicos. Por exemplo,
durante os períodos de chuvas torrenciais, areia fina e lama (partículas
muito finas denominadas silte e argila) são transportados pelos rios. A
lama é levada em suspensão na água (água turva) até as regiões
costeiras, onde irá decantar e recobrir as conchas e outros restos de
organismos que lá estão. Esse material ficará aprisionado e incorporado
às camadas de sedimentos. Com o passar do tempo sucessivas camadas vão
se depositando, contendo conchas, ossos e outros restos de esqueletos de
animais e vegetais.
Fase 5: Diagênese ou Litificação
Com o passar do tempo, sucessivas camadas de sedimentos, contendo
conchas e outros restos em seu interior vão se acumulando. Como os grãos
ainda estão soltos, o sedimento está incoerente (como na areia de
praia). Dentre outros fatores, o peso das repetidas camadas de
sedimentos (como em um bolo de aniversário contendo várias camadas) e a
infiltração de água entre os grãos, no interior do sedimento, podem
favorecer a precipitação de minerais que, como uma argamassa, irão ligar
(colar) cada partícula de sedimento e os restos orgânicos. Nesse
momento, a rocha estará cimentada, ou seja, coerente, dura, ou melhor,
litificada ou petrificada.
Durante o processo de litificação e compactação, os fluídos que se
movem através dos grãos sedimentares são potencialmente destrutivos
para os restos orgânicos, inclusive para as conchas dos mexilhões.
Dependendo das características químicas dos fluídos de infiltração,
poderá haver dissolução completa das conchas já incorporadas nos
sedimentos, outros restos, por sua vez, poderão sofrer modificações
químicas, com a troca ou substituição dos elementos minerais. Muitos são
os tipos de fossilização (link para processos de fossilização) que
decorrem das modificações químicas, durante o processo de litificação.
Conchas fósseis de mexilhão, ainda na rocha matriz.
Detalhe das conchas fósseis de mexilhão, extraídas da rocha matriz.
Fase 6: Soerguimento das Rochas Fossilíferas
Devido à movimentação das placas tectônica, as sucessões de rochas
contendo ou não fósseis poderão sofrer soerguimento (levantamento)
emergindo a superfície terrestre. Pacotes de rochas sedimentares
fossilíferas podem fazer parte das cadeias de montanhas e comumente
estão dobrados e fraturados, devido aos esforços para soerguê-los. Em
alguns casos, os fósseis ali contidos poderão estar também deformados,
outros poderão ser destruídos. Uma vez na superfície, os pacotes de
rochas sofrerão erosão e as conchas fósseis dos mexilhões poderão ser
expostas. Após milhões de anos, os Paleontólogos poderão localizá-las e
extraí-las cuidadosamente da rocha matriz (rocha onde foram
preservados), para serem transportados ao laboratório, para estudo. Os
fósseis e as rochas serão incorporados em uma coleção científica. Assim,
um dia poderão ser estudados pelos pesquisadores e figurarem dentre os
materiais expostos em museus.
Rochas
Onde Exatamente os Fósseis Ocorrem?
Fósseis ocorrem dentro de rochas, que são aglomerados de dois ou mais minerais formados por processos naturais.
Na crosta terrestre existem três tipos básicos de rochas (sem
link), Rochas gneas ou Magmáticas (link para rochas ígneas), Rochas
Sedimentares (link para rochas sedimentares) e Rochas Metamórficas (link
para rochas metamórficas).
Rochas Ígneas
As chamadas rochas ígneas ou magmáticas (rochas fundidas)
formam-se pelo resfriamento do magma, fundido nas profundezas da Terra.
Por vezes, o magma é expelido por vulcões ou fissuras na superfície
terrestre onde pode se resfriar. Porém, comumente, o resfriamento e a
solidificação do material magmático ocorrem no interior da crosta. Em
decorrência das altas temperaturas (acima de 1100C) e o local de
formação (interior da Terra) essas rochas não contêm fósseis. De fato,
temperatura e pressão constituem problema para a preservação dos restos
orgânicos, na forma de fósseis. As rochas ígneas são classificadas em
extrusivas e intrusivas. As rochas ígneas intrusivas formam-se quando o
magma, trazido de grandes profundidades, atinge a superfície terrestre
através de fissuras na crosta, esfria e torna-se rocha. O basalto é um
exemplo de rocha ígnea extrusiva. Já as rochas ígneas intrusivas são
aquelas que se solidificam abaixo da superfície terrestre. As rochas
intrusivas podem, eventualmente, serem expostas na superfície terrestre
devido a movimentos tectônicos. Um exemplo derocha ígnea intrusiva é o
granito.
Figura 1: Rocha ígnea. Foto: Anne, E.
Rochas Sedimentares
O grupo mais importante de rochas para os Paleontólogos é o das
Rochas Sedimentares, ou seja, rochas depositadas ou precipitadas. Tais
rochas formam-se a partir do transporte, do acúmulo e da consolidação
das partículas sedimentares (areia, lama). Fatores climáticos, como a
chuva, o vento e o frio/calor, reduzem as rochas pré-existentes a
fragmentos de tamanhos diversos. Esses fragmentos, chamados de
partículas sedimentares, são agora transportados pelos rios, pelas
geleiras e pelo vento e depositadas nos lagos, nas baías, nas lagunas,
nos estuários, nos deltas e no fundo dos oceanos. Com o passar do tempo,
há acúmulo de sedimentos e parte desses sofrerá diagênese ou litificação.
As rochas sedimentares assim formadas são também conhecidas como rochas
sedimentares clásticas ou mecânicas. Um outro grupo de rochas
sedimentares tem origem diferente, as chamadas rochas sedimentares
orgânicas. São formadas pelo transporte, deposição e litificação de
restos orgânicos, como, por exemplo, os depósitos de carvão. Finalmente,
existem as rochas sedimentares químicas, ou seja, formadas pela
precipitação de elementos químicos, tais como o carbonato de cálcio ou a
halita (sal de cozinha). Nesse caso, os sais dissolvidos na água,
principalmente dos lagos, lagunas ou mares rasos, quentes, se precipitam
em decorrência da grande evaporação de água.
Duas características são comuns às rochas sedimentares: 1- rochas
sedimentares contêm camadas e estratos; 2- rochas sedimentares podem
conter fósseis. Quando os sedimentos são depositados, esses são
acumulados sobre as camadas anteriores, formando estratificações. Rochas
Sedimentares são também denominadas de rochas estratificadas. Por outro
lado, quando os organismos morrem, decompõem-se muito rapidamente,
sendo consumidos por organismos decompositores e pela ação bacteriana.
Porém, se os restos orgânicos forem recobertos pelas partículas
sedimentares antes da decomposição total, há possibilidade de serem
preservados nos estratos de rochas, através do processo de fossilização
.
.
Figura 3: Rocha sedimentar. Foto: Kim, J.
Rochas Metamórficas
Altas temperaturas e pressão podem modificar as rochas
pré-existentes, tornando-as metamórficas (rochas modificadas). O
metamorfismo produz novas rochas cuja composição mineral e a textura
diferem daquela da rocha original. As rochas metamórficas são
caracterizadas pelo arranjo de seus minerais em camadas paralelas.
Dependendo das alterações produzidas pelo aumento de temperatura e
pressão, os fósseis em uma rocha já existente que será metamorfisada
(modificada) poderão ser destruídos ou deformados. Um exemplo de rocha
metamórfica é o mármore, que se origina da alteração do calcário.
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