sexta-feira, 15 de outubro de 2010

Fósseis e Fossilização

  Os fósseis são restos de seres vivos ou vestígios de actividades biológicas conservados em sistemas naturais, ou seja, processos de preservação que não resultam da acção antrópica. Testemunhos da vida "miraculosamente" preservados ao longo dos tempos geológicos, permitem a descoberta da sua origem e das linhas evolutivas dos seres vivos. A palavra "fóssil" deriva do termo latim fossilis que significa "desenterrado" ou "extraído da terra", e a ciência que os estuda é a Paleontologia.

Fóssil de anfíbio, Oceanário Lisboa.
  O registo fóssil pode ser conhecido como a totalidade dos fósseis e a sua colocação nas formações rochosas e camadas sedimentares. A esmagadora maioria é constituída por fósseis mais duros e resistentes à decomposição e erosão, do tipo de partes esqueléticas biomineralizadas (dentes, conchas, carapaças e ossos).

  Existem dois tipos básicos de fósseis:
  • Somatofóssil: restos somáticos (do corpo). Ex: fósseis de dentes, carapaças, folhas, conchas, troncos, etc.
  • Icnofóssil: vestígios de actividade biológica de organismos (estrutura biogênica). Pode definir o animal que a produziu, ou mesmo caracterizar o meio ambiente (habitat) existente na época em que ocorreu a sedimentação. Ex: fósseis de pegadas, casca de ovos, excrementos (coprólitos), secreções urinárias (urólitos), túneis e galerias de habitação, etc. 

  Tudo pode fossilizar, contudo a preservação de matéria orgânica ou de restos esqueléticos delicados requerem condições de fossilização fora do comum, devido à sua decomposição pela acção combinada de organismos, agentes químicos e agentes físicos, e a se destruírem rapidamente. Em qualquer circunstância, para que haja condições de fossilização é fundamental que os restos de um qualquer organismo sejam rapidamente cobertos por um material que os preserve, geralmente sedimento. Assim, existem diversos processos de fossilização:
  • Mumificação ou conservação:  processo mais raro de fossilização. Pode ser Total, quando o ser vivo é envolvido por uma substância impermeável (ex: resina, gelo) que impede a sua decomposição, ou Parcial, quando as formações duras (carapaças, conchas, etc) de alguns organismos permanecem incluídas nas rochas por resistirem à decomposição.
  • Mineralização ou petrificação: consiste na substituição gradual dos restos orgânicos de um ser vivo por matéria mineral, ou na formação de um molde desses restos, mantendo as características. Ocorre quando o organismo é coberto rapidamente por sedimento após a morte ou após o processo inicial de deterioração. O grau de deterioração ou decomposição do organismo, quando recoberto, determina os detalhes do fóssil. Depois de coberto com camadas de sedimentos, as mesmas compactam-se lentamente até formarem rochas, podendo os compostos químicos destas serem lentamente trocados por outros compostos. Ex.: carbonato por sílica.
  • Marcas:  tipo mais abundante de fossilização, uma vez que vestígios deixados pelos seres vivos são o mais fácil e simples de ocorrer. Ex: pegadas e ovos de animais. 
  • Moldagem:  desaparecimento total das partes moles e duras do ser vivo, preservando nas rochas um molde das partes duras. O molde pode ser Externo, quando a parte exterior do ser vivo desaparece deixando a sua forma gravada nas rochas que o envolveram, ou Interno, se os sedimentos entram no interior da parte dura e, quando esta desaparece, fica o molde da parte interna.
        O  contramolde é o preenchimento de um molde (interno ou externo), dando origem a uma réplica do elemento original mas constituída por material distinto do inicial.



      Os fósseis da mesma idade que caracterizam os estratos ou conjunto de estratos, podendo encontrar-se em regiões diferentes devido a discordâncias de sedimentação ou erosão, são chamados de Fósseis de Idade ou Fósseis Característicos. Estes são muito importantes para a datação relativa de formações geológicas, uma vez que os estratos que apresentem o mesmo conteúdo fossilífero são considerados da mesma idade. Para serem considerados bons Fósseis de Idade é necessário que apresentem características que permitam enquadrar-se neste grupo, que são as seguintes:
    1. Evolução rápida e curta distribuição temporal - um fóssil só é característico de um dado tempo geológico,se o intervalo entre o seu aparecimento e a sua extinção for curto.
    2. Ampla distribuição geográfica - podem ser encontrados em diversos locais e permitem comparações entre estratos geológicos distantes. Um grupo fóssil com uma distribuição ao nível local tem interesse limitado.
    3. Ocorrência em abundância - quanto maiores as populações dos seres vivos, maior será a probabilidade de se formarem fósseis e ocorrerem no registo geológico.
    4. Estruturas fossilizáveis - a fossilização de um organismo depende em grande medida da presença de estruturas rígidas (conchas, carapaças, dentes ou ossos). Se um determinado grupo de organismos obedecer às três condições anteriores mas não possuir estruturas endurecidas, a probabilidade de vir a integrar o registo fóssil é bastante mais reduzida.

    Amonites do Jurássico Superior da Alemanha (185 Ma), Museu de História Natural de Lisboa.

      Segue-se um lista de fósseis de idade segundo a sua idade geológica característica:

    Pré-câmbrico
    Estromatólitos

    Paleozóico
    Trilobites
    Graptólitos
    Goniatites
    Braquiópodes (alguns géneros)
    Arqueociatídeos

    Mesozóico
    Amonites
    Rudistas
    Braquiópodes (alguns géneros)
    Dinossauros

    Cenozóico
    Mamíferos
    Foraminíferos planctónicos



      Existem ainda os "Fósseis vivos", termo informal para designar organismos pertencentes a grupos biológicos actuais que são os únicos representantes dos grupos de grande expansão e diversificação no passado geológicos da Terra e que hoje se encontram reduzidos a um pequeno número de indivíduos (espécies e géneros). Estes organismos apresentam, frequentemente, aspectos morfológicos muito similares aos dos seus "parentes" mais antigos, preservados sob a forma de fósseis no registo geológico.
      Estes "fósseis" não são organismos parados no tempo, são organismos distintos dos do passado, pertencentes a espécies distintas das representadas no registo fóssil, mas morfologicamente muito similares.

     Nautilus, Nautilus pompilius (no sudoeste do Oceano Pacífico), representa o único membro vivo da subclasse Nautiloidea (abundante no inicio da era Paleozóica).




    Bibliografia:

    quarta-feira, 6 de outubro de 2010

    Princípios e Descontinuidades Estratigráficas

       Os problemas centrais da Estratigrafia são temporais e espaciais e envolvem o reconhecimento da sucessão local de camadas e a correlação de cortes geológicos. Para isso, abrange-se cada vez mais áreas vastas, de modo a ordenar os corpos líticos e acontecimentos e a elaborar um coluna estratigráfica válida mundialmente, sendo necessário criar sistemas de referência (escalas estratigráficas) para estabelecer uma cronologia.

      A cronologia dos acontecimentos pode ser feita através de processos de Datação Isotópica ou Radiométrica ou de Datação Relativa. No último caso baseamo-nos nos denominados Princípios Fundamentais da Estratigrafia, que são fundamentais na construção da Estratigrafia, apesar de não nos permitirem determinar um valor numérico para a idade da Terra nem dos seus materiais constituintes. Os princípios apoiam-se na posição relativa dos estratos, permitindo apenas estabelecer relações entre os seus diferentes constituintes.



    • Princípio do Uniformitarismo (actualismo)
       O presente é a chave do passado, considerando que os processos que aconteceram ao longo da história da Terra foram uniformes (uniformismo) e semelhantes aos que acontecem actualmente (actualismo).
    Marcas de ondulação numa praia, actualmente.


    Marcas de ondulação antigas registadas numa rocha.
      A problemática da aplicação deste principio é que a Terra está em evolução permanente: mudanças na composição da atmosfera e água, deriva continental e expansão oceânica, variação na velocidade de rotação da Terra, mudanças no campo magnético,  fenómenos cósmicos, evolução das condições de vida de alguns organismos.
    • Princípio da Identidade Paleontológica
     Este principio diz-nos que os estratos com o mesmo conteúdo fossilífero são da mesma idade, o que nos permite estabelecer correlações entre materiais da uma mesma idade mas de contextos geográficos muito distantes, devido a que muitos organismos tiveram uma distribuição geográfica praticamente mundial. São considerados bons fósseis a aplicar neste principio os fósseis estratigráficos ou fósseis característicos, mais conhecidos por fósseis de idade, pois estes são caracterizados por ter uma rápida evolução,ou seja, curta longevidade, vasta repartição geográfica, ocorrência frequente e identificação simples (ex: Amonites e Trilobites).


    Esquema do princípio da identidade paleontológica.
    • Princípio da Sobreposição
      Toda a camada sobreposta a outra em condições normais, ou seja, sem inversão tectónica, é mais recente do que ela. Para estabelecer a ordem é necessário recorrer a alguns critérios de polaridade: organismos em posição de vida, marcas de raízes, icnofósseis, granotriagem, figuras geopéticas, figuras sedimentares, análise microtectónica, etc.

      Existem excepções a este principio, tais como:
    Excepções ao principio da Sobreposição (adaptado de Cottilon, 1988).
    A-Terraços aluviais. Ordem de formação: 1, 2 e 3 (mais recente). 
    B-Depósitos em cavidades cársicas. Ordem de formação: 1, mais antigas,e 2, mais recente. 
    C-Filões que intersectam unidades sedimentares. Ordem de formação: 1, mais antigo.
    • Princípio da Continuidade lateral e Horizontalidade original
      Uma camada tem a mesma idade em todos os seus pontos, pois no momento da sua deposição, estes pontos, são horizontais e paralelos à superfície de deposição (horizontalidade original). Delimitada por planos que mostram a continuidade lateral, a aplicação deste principio conduziu à ideia actual que considera como isócronas as superfícies de estratificação (limites inferior e superior de uma camada).


    Correlação de estratos distanciados lateralmente.

      Este principio mostra-se importante porque permite correlacionar observações praticadas em locais diferentes, completando o princípio da sobreposição, na medida em que possibilita a extensão lateral das observações na mesma bacia sedimentar.  Contudo, e apesar de ser válido à escala local ou mesmo regional, também existem dificuldades presentes na sua aplicação, estas são sobretudo em regiões de climas húmidos ou muito urbanizadas.

    • Princípio da Intersecção
      Toda a unidade geológica que intersecta outra é-lhe posterior. Este principio aplica-se a falhas, filões, superfícies de erosão, batólitos ígneas.

    Intersecção de filões, Madeira.


    • Principio da Inclusão
      Se um clasto de uma rocha A está incluído noutra rocha B então a rocha B é mais recente do que a A. São exemplos deste principio os conglomerados e brechas, em que os grãos presentes são mais antigos que o cimento que os une.

    Conglomerado, Setúbal
    • Princípio da Simultaneidade de Eventos
       Este principio aceita que no passado, na natureza, ocorreram "fenómenos normais como os que vemos actualmente, mas também ocorreram outros mais raros, que coincidem maioritariamente com grandes catástrofes. Estes eventos, como mudanças bruscas climáticas, alterações do campo magnético terrestre, grandes terramotos, grandes erupções, etc., podem estar referenciados em estratos de localidades muito diferentes e constituem um excelente critério de correlação, por vezes até mesmo à escala mundial.









      Mesmo quando uma sucessão litológica é homogénea (contínua), quase nunca representa uma acumulação ininterrupta de sedimentos, por isso mesmo, as descontinuidades são quase sempre perceptíveis ainda que com valor (ausência de depósito, erosão, dissolução diagenética) e materialização (simples junta de estratificação, superfície de ravinamento, mudança litológica, discordância angular) muito diferentes.
      
       A correspondente duração da ausência de depósitos pode ter valores muito diferentes:
    • Hiato: duração é muito curta (às vezes utilizado em sentido lato, sempre que se detecta ausência de deposição). 
    • Diastema: corresponde a uma interrupção curta, sem modificação nas condições de sedimentação (coincide, aproximadamente com junta de estratificação). 
    • Lacuna: quando a duração é apreciável e pode ser avaliada biostratigraficamente (ex: lacuna de uma biozona).


      Assim, uma descontinuidade é o contacto ou limite entre as unidades litoestratigráficas, marcada por um significativo hiato, período no qual não houve deposição. A sua classificação pode ser feita como:
    • Descontinuidades Sedimentares: ocorrem entre duas lâminas correspondentes a marés sucessivas, e correspondem a um intervalo de tempo muito curto. A sua extensão pode ser de métrica a decamétrica, podendo corresponder a descontinuidade passiva, simples ausência de deposição, ou a descontinuidade erosiva, destruição parcial ou total da lâmina anterior. 
    • Descontinuidades Estratigráficas: quando duas unidades são separadas por um intervalo de tempo considerável, por exemplo a ausência de uma biozona. Muitas vezes esta lacuna estende-se por dezenas de quilómetros.
    • Descontinuidades Diastróficas: à ausência de determinada unidade geológica se junta deformação tectónica (discordância angular).



      Em relação ás manifestações das descontinuidades, estas podem ser dadas pelos diferentes contactos entre as unidades litológicas:

    Estratigráfico Normal
    1. Concordante - Sempre que há continuidade entre unidades sucessivas.
    2. Paraconformidade - Não há diferença de atitude entre unidades sobrepostas ainda que, às vezes, faltem diversos conjuntos líticos; é comum faltarem depósitos correspondentes a vários milhões de anos (ex: contacto entre o Cretácico inferior e o Miocénico inferior na praia do Canavial, Lagos).
    IntrusivoQuando um corpo ígneo atravessa outros corpos líticos.

    Discordante
    1. Não conformidade ou discordância heterolítica - Contacto entre um conjunto sedimentar e um corpo ígneo ou conjunto metamórfico mais antigo.
    2. Disconformidade - As camadas são paralelas de um e de outro lado da superfície mas esta não é conforme com a estratificação.
    3. Discordância progressiva - Quando os diversos níveis vão fazendo ângulos progressivamente diferentes com o substrato.
    4. Discordância angular - As inclinações do conjunto inferior e superior são diferentes, fazendo um ângulo entre si. Geralmente a sequência inferior está inclinada,  devido a factores tectónicos ocorridos antes da deposição da sequência seguinte.
    1. Falha
    2. Deslizamento
      


      Relativamente à forma como os depósitos sedimentares se dispõem sobre cada substrato após cada discordância, pode classificar-se em:
    • Recobrimento transgressivo (“onlap”) - As camadas sedimentares estendem-se progressivamente, para o exterior da bacia. Cada camada ultrapassa a precedente que se vai biselando.
    • Recobrimento regressivo (“offlap”) - As camadas sedimentares vão-se retraindo progressivamente, afastando-se do bordo da bacia.





    Bibliografia:
    • POPP, José Henrique (1987). Introdução ao estudo da ESTRATIGRAFIA e da interpretação de AMBIENTES DE SEDIMENTAÇÃO. Scientia et Labor - Editora da UFPR.
    • "Princípios fundamentais da Estratigrafia" por João Pais, UNL.
    • "Descontinuides sedimentares e contactos entre unidades litológicas" por João Pais, UNL.
    • PDF (HENRIQUES, Maria Helena Paiva (2002). Estratigrafia: Fundamentos da Estratigrafia; Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade de Coimbra.);
    • Retirado de Wikipédia, http://pt.wikipedia.org/wiki/Descontinuidade, em 06.10.2010;
    • Retirado de http://sites.google.com/site/geologiaebiologia/biologia-e-geologia-10%C2%BA/a-geologia-os-geologos-e-os-seus-metodos/datacao-relativa em 06.10.2010;
    • Apontamentos tirados nas Aulas de Estratigrafia e Paleontologia leccionadas pelo professor Paulo Legoinha, FCT- UNL.
    • Foto da intersecção de filões por Ana Gomes, em 31.08.2010.

    segunda-feira, 4 de outubro de 2010

    Estratificação

      A Estratificação é forma mais importante e evidente de reconhecer as rochas sedimentares, mesmo não sendo exclusiva destas, uma vez que as lavas ou resíduos vulcânicos ou as rochas metamórficas também podem apresentar estratificação.


    Estratificação, Costa Algarvia 
      O termo estratificação corresponde ao aspecto que as rochas sedimentares normalmente apresentam após sofrerem os processos diagenéticos. A deposição dos grãos com diferentes diâmetros e/ou composição, indicam sucessivas superfícies de deposição, formando estratos geológicos ou camadas de rochas, normalmente horizontais ou muito próximas disso.

      Causada por uma mudança nos materiais em deposição ou em condições de deposição, a estratificação pode-se formar por causas óbvias, como uma mudança na composição do material, ou por causas subtis, como a granoselecção. A disposição dos materiais resulta das condições de sedimentação, pois a sua variação e repetição origina estratos de diversas naturezas.
      
      Os estratos são conjuntos diferenciáveis nas rochas sedimentares limitados pelas superfícies de estratificação, que equivalem a uma unidade de tempo de depósito. Podem atingir vários metros, centímetros ou milímetros, mas geralmente a sua espessura é maior que 1 cm. No último caso, os estratos da ordem inferior a 1 cm (menor divisão reconhecível em rochas estratificadas que aparecem no interior das camadas) são produzidos durante a deposição e recebem o nome de laminação.


    Laminação de minerais pesados presente em estratos de arenito. Chennai, Índia.
      
      Estes são separados uns dos outros por superfícies planas designadas juntas de estratificação, ou por interestrato de litologias diferentes. Os estratos destinguem-se uns dos outros pelas características físicas, cor, composição mineralógica e granulosidade. Também o conteúdo de registos fósseis distintos de outras camadas, que as podem suceder (muro) ou preceder (tecto), pode indicar a idade da camada ou até mesmo o tipo de ambiente que originou aquela rocha.

      As sequências sedimentares, constituídas por camadas ou estratos, podem ser classificadas conforme a sua geometria em:

    • Plano-paralelas: camadas planas em que as superfícies que as delimitam são sensivelmente paralelas entre si por grandes distâncias.
    • Lenticulares: camadas que correspondem a lentes que medem alguns decímetros a dezenas de metros de largura.


      Existem vários tipos de Estratificação, entre os quais se irão mencionar alguns de seguida:
    • Estratificação Planar ou Tabular: os sedimentos depositam-se horizontalmente uns sobre os outros formando camadas paralelas.
    • Estratificação Gradacional: as partículas depositam-se de ordem decrescente de granolumetrias (Escala de Wenrworth). A gradação também pode reflectir as variações na capacidade de transporte, por exemplo de uma corrente fluvial.
    • Estratificação Cruzada: tipo mais comum de estratificação, cujas camadas aparecem inclinadas umas em relação às outras, e em relação à atitude da formação como um todo, isto deve-se a variações na intensidade e/ou mudanças na direcção do agente de transporte. Os contactos entre as camadas de diferentes inclinações geralmente indicam uma superfície de erosão. Ex: arenitos eólicos e arenitos fluviais. 



     São reconhecidos vários tipos de estratificação cruzada:


    Tabularquando as superfícies entre os sets (conjuntos de camadas com igual inclinação) são sub-paralelos e sub-horizontais entre si;
    Festonada: quando os sets são separados por superfícies com concavidade voltada para cima;
    Hummocky: os sets formam estruturas irregulares e convexas.





    Bibliografia:
    • GRAYRARD-VALY, Yvette (1984). Cadernos culturais: A PALEONTOLOGIA. Lisboa, Portugal: Editorial INQUÉRITO.
    • POPP, José Henrique (1987). Introdução ao estudo da ESTRATIGRAFIA e da interpretação de AMBIENTES DE SEDIMENTAÇÃO. Scientia et Labor - Editora da UFPR.
    • "Aspectos gerais da Estratigrafia" por João Pais, UNL;
    • Retirado de Wikipédia, http://pt.wikipedia.org/wiki/Estrato_geol%C3%B3gico, em 02.10.2010;
    • Retirado de Infopédia, http://www.infopedia.pt/$estratificacao-(geologia), em 02.10.2010;
    • Retirado de Laboratório de Energia e Geologia, http://e-geo.ineti.pt/bds/lexico_geologico/default.aspx?letra=E, em 02.10.2010;
    • Sebenta de Petrologia Sedimentar e Sedimentologia, por Ricardo Manuel (2009).
    • Apontamentos tirados nas Aulas de Estratigrafia e Paleontologia leccionadas pelo professor Paulo Legoinha, FCT- UNL.

    domingo, 3 de outubro de 2010

    Estratigrafia e Paleontologia: O que são? Como se relacionam?

      A Estratigrafia é um ramo da Geologia, a ciência descritiva dos estratos onde se pretende determinar os processos e acontecimentos que os formaram. O seu nome deriva do latim stratum e do grego graphia, mas o termo foi introduzido na nomenclatura geológica por d'Orbigny, em meados do século XIX, embora o adjectivo "estratigráfico" já tenha sido utilizado anteriormente por Smith. O primeiro tratado de Estratigrafia é publicado em 1913, por Grabau, assinalando-se esta data como o estabelecimento da Estratigrafia como entidade própria, ou seja, uma ciência independente da Geologia.

    Estratos da praia do Cavalo (Cabo Espichel, Península de Setúbal).

      Estudando não apenas a sucessão original e as relações de idade entre as camadas de rochas, esta ciência também estuda todas as características, propriedades e atributos das mesmas, bem como a sua interpretação em termos de ambiente (génese) e história geológica. 

      Esta assume duas perspectivas diferentes mas complementares, a cientifica com objectivo de ordenamento temporal e interpretação genética dos materiais geológicos, e a aplicada com a finalidade de localizar recursos naturais exploráveis ou mesmo para o planeamento da conservação do meio ambiente. Por outro lado a Estratigrafia pode ser descritiva, consistindo na recolha e análise da informação de campo, ou interpretativa, abrangendo a geocronologia, paleogeografia e geologia histórica. 

      Normalmente, a Estratigrafia refere-se a rochas sedimentares, consolidadas ou móveis, mas abrange todos os tipos de rochas desde ígneas a metamórficas, regindo-se por princípios denominados Princípios Fundamentais da Estratigrafia.

      O objectivo é reconstituir a organização e a história das camadas do globo a partir dos registos litológicos disponíveis na parte superficial da crusta terrestre, para isso o estratigrafo procura encontrar marcas de acontecimentos particulares na historia da Terra através da observação de unidades litológicas e das suas propriedades.


    Objectivos que se pretendem da Estratigrafia (Vera Torres, 1994)

      Os fósseis e a sua localização nas camadas da crusta terrestre são determinantes em Estratigrafia, relacionando assim fortemente a Paleontologia a esta ciência.

    Fóssil de Amonite

      Paleontologia vem do grego palaiós, antigo, óntos, ser, e lógos, discurso. Esta é uma ciência natural que "pretende" estudar a formação de fósseis, mas não só, também procura com base neles, e em outros aspectos, conhecer a vida do passado da Terra e o seu desenvolvimento ao longo do tempo geológico. Segundo Petit Laurousse é a "Ciência dos seres vivos existentes na terra antes do período histórico e que se fundamenta  no estudo de fósseis".

      A Paleontologia encontra-se divida em quatro ramos:
    1. Paleobotanica, que estuda o reino vegetal;
    2. Paleozoologia, ocupa-se do reino animal;
    3. Paleontologia humana, estreitamente ligada à pré-historia;
    4. Micropaleontologia, o estudo de todos os microrganismos fósseis, quer animais ou vegetais.





    Bibliografia:
    • GRAYRARD-VALY, Yvette (1984). Cadernos culturais: A PALEONTOLOGIA. Lisboa, Portugal: Editorial INQUÉRITO.
    • "Aspectos gerais da Estratigrafia" por João Pais, UNL;
    • PDF (HENRIQUES, Maria Helena Paiva (2002). Estratigrafia: Fundamentos da Estratigrafia; Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade de Coimbra.)
    • Retirado de wikipédia,"http://pt.wikipedia.org/wiki/Estratigrafia", em 30.09.2010;
    • Retirado de wikipédia,"http://pt.wikipedia.org/wiki/Paleontologia", em 30.09.2010;
    • Foto por Ana Gomes em 03.06.2009, Cabo Espichel.