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Fóssil é a impressão ou vestígio de um animal ou planta de uma era geológica passada que foi preservado na crosta terrestre. O complexo de dados registados em fósseis em todo o mundo – conhecido como registo fóssil – é a principal fonte de informação sobre a história da vida na Terra. Apenas uma pequena fração dos organismos antigos é preservada como fósseis e, geralmente, apenas os organismos que possuem um esqueleto sólido e resistente são facilmente preservados. A maioria dos principais grupos de animais invertebrados possui um esqueleto ou concha calcária (por exemplo, corais , moluscos , braquiópodes , briozoários ). Outras formas possuem conchas de fosfato de cálcio (que também ocorre nos ossos dos vertebrados ), ou dióxido de silício . Uma concha ou osso que é enterrado rapidamente após a deposição pode reter esses tecidos orgânicos, embora eles se tornem petrificados (convertidos em uma substância pedregosa) com o tempo. Partes duras inalteradas, como as conchas de amêijoas ou braquiópodes, são relativamente comuns em rochas sedimentares , algumas de grande idade. No entanto , as partes duras dos organismos que ficam soterradas em sedimentos podem estar sujeitas a uma variedade de outras alterações durante a sua conversão em rocha sólida . As soluções podem preencher os interstícios, ou poros, da concha ou osso com carbonato de cálcio ou outros sais minerais e assim fossilizar os restos, num processo conhecido como permineralização. Em outros casos, pode haver uma substituição total do material esquelético original por outra matéria mineral , processo conhecido como mineralização ou substituição. Em ainda outros casos, as soluções ácidas circulantes podem dissolver a casca original, mas deixar uma cavidade correspondente a ela, e as soluções calcárias ou siliciosas circulantes podem então depositar uma nova matriz na cavidade, criando assim uma nova impressão da casca original. Por outro lado, as partes moles de animais ou plantas raramente são preservadas. A incorporação de insetos em âmbar (um processo chamado fossilização de resina) e a preservação das carcaças de mamutes do Pleistoceno no gelo são exemplos raros, mas impressionantes, de preservação fóssil de tecidos moles. Folhas , caules e outras matérias vegetais podem ser preservadas através do processo de carbonização, onde tais partes são achatadas entre duas camadas de rocha. A redução química da peça produz uma película de carbono que ocorre em uma camada da rocha, enquanto uma impressão dessa parte ocorre na outra camada da rocha. Fósseis de partes duras e moles que são pequenos demais para serem observados a olho nu são chamados de microfósseis. Alguns fósseis são completamente desprovidos de partes de plantas e animais, mas mostram evidências das atividades de um organismo. Tais vestígios de organismos, que são apropriadamente conhecidos como “vestígios fósseis ”, incluem trilhas ou trilhas, resíduos preservados e perfurações. A grande maioria dos fósseis é preservada em ambiente aquático porque os restos de terra são mais facilmente destruídos. As condições anaeróbicas no fundo dos mares ou outras massas de água são especialmente favoráveis para a preservação de detalhes finos, uma vez que nenhuma fauna de fundo, exceto bactérias anaeróbicas, está presente para destruir os restos. Em geral, para que um organismo seja preservado, duas condições devem ser satisfeitas: sepultamento rápido para retardar a decomposição e evitar a devastação dos necrófagos; e posse de partes duras capazes de serem fossilizadas. Em alguns lugares, como no Grand Canyon , no norte do Arizona, pode-se observar uma grande espessura de estratos quase horizontais que representam a deposição de sedimentos no fundo do mar ao longo de centenas de milhões de anos. Muitas vezes é aparente que cada camada em tal sequência contém fósseis que são distintos daqueles das camadas que estão acima e abaixo dela. Nessas sequências de camadas em diferentes localizações geográficas, floras ou faunas fósseis iguais ou semelhantes ocorrem na ordem idêntica. Ao comparar sequências sobrepostas, é possível construir um registo contínuo de faunas e floras que têm progressivamente mais em comum com as formas de vida atuais à medida que se aproxima do topo da sequência. O estudo doo registro fóssil forneceu informações importantes para pelo menos quatro propósitos diferentes. As mudanças progressivas observadas dentro de um grupo de animais são usadas para descrever a evolução desse grupo. Os fósseis também fornecem ao geólogo uma maneira rápida e fácil de atribuir uma idade relativa aos estratos em que ocorrem. A precisão com que isto pode ser feito em qualquer caso particular depende da natureza e da abundância da fauna: alguns grupos fósseis foram depositados durante intervalos de tempo muito mais longos do que outros. Os fósseis usados para identificar relações geológicas são conhecidos como fósseis de índice . Os organismos fósseis podem fornecer informações sobre o clima e o ambiente do local onde foram depositados e preservados (por exemplo, certas espécies de corais requerem águas quentes e rasas, ou certas formas de angiospermas decíduas só podem crescer em condições climáticas mais frias). Os fósseis são úteis na exploração de minerais e combustíveis minerais. Por exemplo, servem para indicar a posição estratigráfica das jazidas de carvão . Nos últimos anos, os geólogos têm conseguido estudar a estratigrafia subterrânea de depósitos de petróleo e gás natural através da análise de microfósseis obtidos a partir de amostras de testemunhos de perfurações profundas. A coleta de fósseis realizada por paleontólogos, geólogos e outros cientistas normalmente envolve um rigoroso processo de escavação e documentação. Desenterrar o espécime da rocha costuma ser um trabalho meticuloso que inclui rotular cada parte do espécime e catalogar a localização de cada parte dentro da rocha. Os fósseis programados para remoção da rocha são escavados lenta e cuidadosamente usando técnicas projetadas para prevenir ou minimizar danos ao espécime. Esses fósseis muitas vezes tornam-se parte de coleções de museus ou universidades. Muitos outros fósseis, no entanto, são recolhidos por hobbyistas e entidades comerciais. Frequentemente, essas amostras não são cuidadosamente documentadas ou escavadas, resultando na perda de dados do local e no risco de danos potenciais à amostra. Por estas razões e pelo facto de estimular a recolha não científica, a exploração comercial de fósseis é controversa entre os paleontólogos académicos.