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1 Tafonomia Profa Simone Moraes (smoraes@ufba.br) Universidade Federal da Bahia Instituto de Geociências Departamento de Oceanografia GEO B17 - Paleontologia Tafonomia Conceito o Palavra de origem grega: Tafos = sepultamento Nomos = leis o Ramo da Paleontologia que estuda as condições e processos que propiciam a preservação de restos ou vestígios de organismos o Estuda os processos de preservação e como eles afetam o registro fossilífero Produtores Herbívoros Carnívoros Matéria inorgânica Decompositores Fossilização S im õ e s e H o lz (2 0 0 4 ) Ciclo natural da vida com as possíveis transformações da matéria orgânica Tafonomia Subdivisões o Bioestratinomia Estuda as causas e tipos de morte dos organismos e os problemas ligados à sua decomposição, transporte e soterramento Analisa desde as causa da morte do organismo até o seu soterramento o Diagênese de fósseis ou Fossildiagênese Estuda o conjunto de processos que propiciam a preservação dos restos de organismos ou de seus vestígios Analisa os fenômenos de pós-soterramento até a data de coleta dos restos ou vestígios Tafonomia Subdivisões Tafonomia Bioestratinomia Fossildiagênese Morte Necrólise Desarticulação Transporte Diagênese Fóssil Soterramento Bioestratinomia Morte o Tipos de morte Morte seletiva ou natural – causada por doenças, envelhecimento ou predação, afeta determinadas faixas de idade na população Morte não seletiva ou catastrófica – ocorre quando um evento de grande magnitude atinge a população indiscriminadamente. Ex: enchentes, seca, tempestades, erupções vulcânicas, etc. H o lz e S im õ e s (2 0 0 2 ) Rastro de locomoção de Mesolimulus walchi Camelos e rinocerontes do Mioceno (24 a 5,3 Ma) em Ashfall Fossil Beds State Historical Park, EUA Bioestratinomia Morte o Tipos de morte H o lz e S im õ e s (2 0 0 2 ) Padrão de distribuição de classes de tamanho por tipos de morte. F re q ü ê n c ia Idade F re q ü ê n c ia Idade F re q ü ê n c ia Idade F re q ü ê n c ia Idade F re q ü ê n c ia Idade F re q ü ê n c ia Idade F re q ü ê n c ia Idade 2 Bioestratinomia Necrólise o Decomposição dos tecidos moles de conexão, após a morte de um organismo Aeróbia Invertebrados com concha – concentração de gases nos espaços livres causa recristalização Vertebrados – gases diminuem a densidade corporal e fazem as carcaças flutuarem Diplocynodon darwini, um crocodilo que explodiu durante a decomposição quando os gases formaram-se em seus intestinos Bioestratinomia Necrólise o Decomposição dos tecidos moles de conexão, após a morte de um organismo Anelídeos e artrópodes de corpo mole preservados em ambiente anaeróbico do Cambriano (Folhelho de Burgess, Canadá). Anaeróbia – poucos necrófagos; favorece a preservação mesmo que não haja soterramento rápido Colúmbia Britânica (Canadá) Canadaspis Yohoia Marella Hallucigenia Amiskwia G o u ld ( 1 9 8 9 ); M c A le s te r (2 0 0 2 ) Bioestratinomia Desarticulação o Corresponde à separação da estrutura esquelética Depende da anatomia do organismo e do tempo de exposição deste aos processos bióticos e abióticos até o seu soterramento Mede o tempo de exposição e a intensidade do transporte sofrido pelos restos esqueléticos L im a ( 1 9 8 9 ) Venericardia maris com valvas unidas e Sanguinolites pernambucensis com valvas em borboleta Carapaça de Rhachiosoma riograndensis sem espinhos L im a ( 1 9 8 9 ) Bioestratinomia Transporte o Fatores Distância da área-fonte – comportam-se como grãos sedimentares Formato e peso – baixa densidade relativa de alguns ossos de animais recém-mortos o Conseqüências Fragmentação – condições de alta energia e substrato duro Abrasão – atrito com a areia em águas rasas e agitadas Desgaste dos grãos S k in n e r e P o rt e r (1 9 9 2 ) Equivalência hidráulica de alguns elementos esqueléticos de vertebrados Holz e Simões (2002) Bioerosão e dissolução – águas profundas e fundos argilosos Bioestratinomia Soterramento o Princípio do Neocatastrofismo ou Sedimentação Episódica O registro sedimentar é episódico, apenas os eventos de maior magnitude deixam registro – o registro sedimentar é sempre aquele do último e maior evento Mistura temporal - mistura de restos orgânicos de tempos geológicos diferentes o Influência dos eventos episódicos - Tempestades Ambientes rasos - exumação e reorientação dos animais bentônicos da infauna Ambientes profundos – precipitação do material em suspensão (aumento da taxa de sedimentação) e soterramento dos animais em posição de vida Braquiópodes soterrados Fossilização Conceito o Conjunto de processos físicos, químicos e biológicos que atuam sobre o organismo, resultando na preservação deste ou de suas características Condições do organismo o Partes biomineralizadas - carbonato, fosfato, silicato o Matéria orgânica resistente - quitina, celulose Partes biomineralizadas Scaphonyx, Triássico do Brasil Matéria orgânica resistente Populus wilmattae, 64mm, Eoceno dos EUA K e lln e r, S c h w a n k e e C a m p o s (1 9 9 9 ) G lu n te r (2 0 0 8 ) 3 Fatores que favorecem a fossilização o Soterramento rápido o Composição química e estrutural do esqueleto o Modo de vida do organismo o Condições químicas do ambiente Soterramento rápido e disponibilidade de minerais Modo de vida dentro ou próximo à água e presença de substâncias resistentes Fossilização M ig u a s h a N a tio n a l P a rk (2 0 0 7 ) Science Photo Library (2013) Dorling Kindersley Images (2013) Fossilização Fatores que podem destruir os fósseis o Águas percolantes e erosão o Vulcanismo, eventos tectônicos e metamorfismo o Ação humana Vulcanismo e Eventos tectônicos Ação humana Erosão G lo b o R e p ó rte r (2 0 0 2 ) T e ix e ira e t a l. (2 0 0 0 ) Processos de Fossilização Mineralização o Deposição de carbonatos, sulfetos ou fosfatos nos espaços deixados a medida que a matéria orgânica se decompõe Permineralização o Minerais preenchem poros, cavidades e canalículos preexistentes nos restos orgânicos Apeiba pulchra, 110mm, Terciário do Brasil. L im a (1 9 8 9 ) Psaronius brasiliensis permineralizado, 185mm. Neopaleozóico do Brasil Lima (1989) Processos de Fossilização Substituição o Ambientes subsaturados provocam a dissolução e substituição do mineral original da concha ou esqueleto Recristalização o Recristalização (reorganização tridimensional) de determinados minerais sem a alteração de sua composição química Tendência a assumir a organização cristalina mais estável Opala A (SiO2·nH2O) Quartzo (SiO2) Aragonita (CaCO3) Calcita (CaCO3) Substituição simultânea de calcita por sílica M e d e iro s (2 0 0 4 ) Silva (2006) Recristalização da concha de um gastrópode Processos de Fossilização Incrustação o Deposição de minerais sobre a concha ou esqueleto, protegendo de processos destrutivos Concreção o Precipitação de minerais devido a mudança de solubilidade Decomposição dos tecidos libera compostos que modificam as condições químicas da água percolante Ocorre agregação de partículas em torno da carcaça Incrustação em osso de mamífero do Pleistoceno Locilento (2006) Araripelepidotes sp., Eocretáceo, Araripe Universitetet i Oslo (2001) Processos de Fossilização Carbonificação o Ocorre em ambientes anóxicos, gerando uma preservação mais perfeita dos detalhes do fóssil, inclusive impressões de partes moles oO retardo na decomposição dos organismos ocasiona a perda de elementos voláteis mantendo- se apenas o carbono Botha (2008) Folha cabonificada Ocorre em substâncias vegetais (lignina e celulose) e animais (quitina e queratina) 4 Aderência Nova exudação Transporte e soterramento Processos de Fossilização Âmbar o Fossilização da resina de coníferas e angiospermas o Função cicatrizante propicia um meio inerte contendo: Inclusões orgânicas – bactérias, pólen, esporos, insetos, aracnídeos, pegadas, vertebrados, fragmentos Inclusões inorgânicas - solo, poeira vulcânica, minerais, água, gases Formação do Âmbar C a rva lh o e C a rva lh o (2 0 0 4 ) Aranha caçando um mosquito Congelamento – ocorre em condições glaciais Processos de Fossilização Filhote de mamute de 40000a encontrado por pastores Nenets em 2007 Ambiente dos mamutes e o congelamento Península Yamal (local do achado) e Yuri Khudi (pastor que a descobriu) Dessecação – gerada pela desidratação dos tecidos em locais secos e áridos Garra de Moa dessecada Processos de Fossilização O live ira , C a lla p e z e D ia s (2 0 0 2 ) Moa, 3,7m e 230 Kg Processos de Fossilização Cinzas vulcânicas o Processo associado à atividade vulcânica Causa de morte catastrófica (sufocamento, envenenamento, calor e soterramento) e é uma fonte de minerais cuja dissolução pode contribuir para os processos de fossilização Camelos e Rinocerontes do Mioceno(24-5,3 Ma) em Ashfall Fossil Beds State Historical Park, EUA L in c o ln Jo u rn a l S ta r (2 0 0 7 ) Erupção com cinzas Processos de Fossilização Moldagem Preenchimento do espaço por minerais Soterramento do organismo Dissolução do seu esqueleto Contramolde Molde Externo Molde Interno C a s s á b (2 0 0 4 ) Formação e exemplos de moldes e contramoldes Concha Molde externo Contramolde Molde interno Importância dos Estudos Compreensão dos processos pós-morte dos organismos até o início da fossilização e de suas conseqüências para a interpretação do registro fossilífero Compreensão dos sucessivos processos de fossilização e das condições ambientais que os possibilitaram Reconstrução do habitat de Heterodelphis leiodontus K o rd o s e K a z á r (2 0 0 4 ) 5 Referências Conceitos o CARVALHO, I.S. e CARVALHO, M.A. Âmbar. In: CARVALHO, I.S. (ed.). Paleontologia. 2. ed. Rio de Janeiro: Editora Interciência, 2004. v. 1, cap. 12, p. 197-205. o CASSAB, R.C.T. Objetivos e princípios. In: CARVALHO, I.S. (ed.). Paleontologia. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2004. v. 1, cap. 1. o HOLZ, M. e SIMÕES, M. G. Elementos fundamentais de tafonomia. Porto Alegre: Editora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2002. o SIMÕES, M. G. e HOLZ, M. Tafonomia: processos e ambientes de fossilização. In: CARVALHO, I.S. (ed.). Paleontologia. 2. ed. Rio de Janeiro: Editora Interciência, 2004. v. 1, cap. 3, p. 19-45. o MEDEIROS, M.A. Fossildiagênese. In: CARVALHO, I.S. (ed.). Paleontologia. 2. ed. Rio de Janeiro: Editora Interciência, 2004. v. 1, cap. 4, p. 47-59. o MENDES, J.C. Paleontologia geral. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 1977. o MENDES, J.C. Paleontologia básica. São Paulo: T. A. Queiroz / Editora da Universidade de São Paulo, 1988. Referências Figuras o EL PAIS. 10.000 años muy bien llevados. Disponível em: <http://www.elpais.com/articulo/sociedad/ 10000/anos/bien/llevados/elpepusoc/20070711elpepusoc4/Tes>. Acesso em: 01 mar. 2009. o GLOBO REPORTÉR. Os dinossauros do Brasil. Programa exibido em 27 set. 2002. o KELLNER, A.W.A.; SCHWANKE, C.; CAMPOS, D.A. O Brasil no tempo dos dinossauros. Rio de Janeiro: Museu Nacional, 1999. o KAZÁR E. Taphonomic model and conceptual reconstruction of the habitat of a fossil dolphin, the holotype specimen of Heterodelphis leiodontus PAPP. Disponível em: <http://www.emesekazar.com/ diagrams.html>. Acesso em: 01 mar. 2009. LIMA, M.R. Fósseis do Brasil. São Paulo: EdUSP, 1989. o LINCOLN JOURNAL STAR. Gift to promote new discoveries at Ashfall Fossil Beds. Disponível em: <http://www.journalstar.com/articles/2007/12/04/news/nebraska/doc4755639578ab4020 402818.txt>. Acesso em: 01 mar. 2009. o MCALESTER, A.L. História Geológica da vida. São Paulo: EdUSP, 2002. o OLIVEIRA, J.; CALLAPEZ, P.; DIAS, E. 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