Aula de Diagênese e Preservação de Fósseis

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Diagênese e Preservação de Fósseis 
Dr. Carlos Eduardo Veiga de Carvalho 
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Temas abordados na Aula
Diagênese e preservação de fósseis;
Tipos de fósseis
Sedimentologia
Estratigrafia
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Diagênese
Definição: “Conjunto de transformações físicas, químicas e biológicas que ocorrem em um sedimento desde o momento em que é depositado e que continua atuando até a sua transformação em rocha sedimentar”.
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Os processos Diagenéticos
Matéria orgânica (MO) sedimentar
Restos de organismos acumulados no sedimento.
Sua decomposição altera a composição química das águas intersticiais.
Consumo de O2 e produção de nutrientes e CO2
CO2 resulta na formação de ác. Carbônico aumentando a acidez do meio.
Oxigênio principal agente oxidante da MO.
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Os processos Diagenéticos (cont)
Decomposição da MO sedimentar.
Baixa concentrações de O2 nas camadas mais profundas do sedimentos. 
Quanto maior a velocidade da deposição sedimentar, menor o o tempo em que a MO permanece em contato com o O2, e sua preservação é favorecida.
Outros agentes oxidantes continuam o processo de decomposição com menor eficiência.
Presença de organismos bentônicos favorece o processo de decomposição. 
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Fósseis e a Paleontologia
Fósseis
Definição: “Restos de animais ou vegetais, ou evidências de suas atividades biológicas, preservados em rocha” 
Paleontologia
“Do grego: palaios (antigo), ontos (ser) e logos (estudo); é a ciência que estuda os fósseis”.
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A Preservação dos Fósseis
Preservação depende de fatores ambientais e das substâncias dissolvidas nas águas intersticiais em contato com os mesmos.
Tipos de fossilização:
Restos – quando alguma parte do organismo foi preservada;
Vestígios – quando apenas evidências indiretas da presença dos organismos foram preservadas (pegadas, moldes...) 
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A Preservação dos Fósseis (cont)
Preservação de restos
Partes duras são facilmente encontradas na forma de fósseis.
Preservação de partes moles
Ocorre muito raramente
Casos de soterramento rápido
Águas intersticiais ricas em cálcio (neutralizam a acidez), permite a preservação de pele, músculos ou órgãos internos de vertebrados.
Os principais processos de preservação total de organismos (partes moles e duras) recebem o nome de mumificação.
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Mumificação
Exemplos de mumifições:
Seiva de plantas (resina) denominada âmbar pode envolver insetos e preserva-los.
Preservação de mamutes e rinocerontes em regiões de clima glacial. Com preservação de tecidos e até de conteúdo estomacal.
Regiões desérticas - devido a rápida desidratação. 
Tecidos moles são substituídos por minerais formados durante a diagênese (carbonatos, sulfetos ou fosfatos). Bacia do Araripe, organismos preservados em nódulos calcários.
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A Preservação dos Fósseis (cont)
Preservação das partes duras
Grande maioria dos fósseis no registro fóssil é constituída por partes duras (conchas de moluscos e braquiópodes, carapaças de equinóides, dentes e ossos de vertebrados).
Principal constituinte das partes duras é o CaCO3 (Carbonato de Cálcio).
Calcita ou Aragonita minerais.
Aragonita mais instável tende a formar a Calcita (fósseis geralmente são de Calcita original ou recristalizada a partir da aragonita) 
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A Preservação dos Fósseis (cont)
Sílica (SiO2) distribuição mais restrita, pouco solúvel, bem documentada no registro fóssil. Forma carapaça de diatomáceas e o esqueleto de esponjas e radiolários.
O fosfato de Cálcio, Ca5(PO4)3OH, ossos e dentes de vertebrados, carapaças de crustáceos e braquiópodes. Pouco solúvel.
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A Preservação dos Fósseis (cont)
Processos diagenéticos em sedimentos
Recristalização – transformação de um mineral em outro sem alteração da composição química.
Incrustação – cristalização de minerais na superfície de uma estrutura orgânica, revestindo-a por completo (cavernas).
Permineralização – preenchimento de poros ou cavidades dos organismos por minerais.
Carbonificação – perda gradual dos elementos voláteis da MO (O, N e H) restando apenas uma película de carbono (lignina, quitina e queratina) 
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A Preservação dos Fósseis (cont)
Moluscos – Filo Mollusca é o segundo maior do reino animal (80.000 sp viventes). Larga distribuição no espaço e no tempo (Fanerozóico).
Braquiópodes – sub-classe dos crustáceos, 800 sp, pp água doce, (Fanerozóico)
Equinóides – Classe dos Equinodermos, hábitos bentônicos (ouriço e estrela do mar)
Foraminíferos – Protozoários marinhos e bentônicos, 3000 sp (Fanerozóico). Formam conchas calcáreas, organismos variam de 0.1 a 1mm.
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A Preservação de Vestígios
Moldes, pegadas pistas ou perfurações.
Moldes. Espaços vazios deixados pela dissolução de um concha;
Contramolde – replica do organismo formada pela cristalização de uma mineral no espaço vazio deixado pelo molde.
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A Preservação dos Fósseis (cont)
Diatomáceas (Bacillariophyceae) são algas dotadas de um envoltório silicoso (frústula), unicelulares ou coloniais, integram o plâncton (as mais antigas do Mesozóico).
Radiolários – protozoários marinhos planctônicos, conchas de sílica que variam de 0.1 e 0.5mm.
Esponjas (Porifera) – organismos marinhos bentônicos de estrutura porosa que apresentam espículas calcáreas.
Crustáceos – dominates no ambiente aquático, possuem exoesqueleto de queratina.
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A Preservação dos Fósseis (cont)
Para ser considerado fóssil:
Ter mais de 11.000 anos (Holoceno)
Não é necessário ser um organismo extinto
Muitos vegetais e animais que vivem ainda hoje são encontrados no registro fossilífero. 
Rochas sedimentares ou metamórficas de baixo grau (raros) e rochas ígneas vulcânicas, .
A coleta e comércio de fósseis é uma atividade ilegal!!! Pessoal autorizado para uso didático e coleções de museus.
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Tipos de Fósseis
Restos - partes duras – conchas e exoesqueletos
Tecidos vegetais;
Ossos, dentes, escamas, etc
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Tipos de Fósseis
Vestígios:
Impressão de atividade de organismos
Trilhas e rastros
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Tipos de Fósseis
Coprólitos
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Deposição sedimentar
Depósito sedimentar. 
Sua formação é um processo contínuo que ocorre em uma velocidade que pode ser estimada (armadilha de sedimentação).
Taxa de sedimentação – velocidade de acumulação de sedimentos (mm/ano).
Podem variar de alguns mm/ano (bacias oceânicas) a alguns cm/ano em alguns ambientes costeiros (ex: manguezais).
Variações sazonais.
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Sedimentologia
Princípio do Uniformitarismo
Princípio geral estabelecido desde o século XVIII por James Hutton (médico).
Estabelece que os processos operantes nos sistemas geológicos hoje tem operado de maneira semelhante ao longo do tempo geológico. “O presente é a chave do passado”.
As características de uma rocha formada bilhões de anos atrás são semelhantes a aquelas observadas nas rochas formadas nos dias de hoje. (Estratigrafia). 
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Estratigrafia
Estrato:(do latim stratum) é uma camada de sedimentos com características individuais distinta de outras camadas (granulometria, estrutura e composição mineralógica, relacionadas com o ambiente deposicional)
É o estudo das seqüências dos estratos, possibilitando o estabelecimento das relações entre os mesmos e a sua organização em seqüências cronológicas de eventos. 
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Estratigrafia
Os três princípios básicos:
Princípio da horizontalidade original: estabelece que sedimentos depositados em meio aquoso são depositados originalmente na forma de estratos horizontais.
Princípio da superposição de camadas: estabelece que em uma seqüência não perturbada de estratos cada estrato é mais novo que o estrato situado abaixo dele mesmo. 
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Estratigrafia (cont)
Os três princípios básicos (cont):
Princípio da sucessão faunal: estabelece que as populações de organismos evoluem
no tempo e as formas anteriores não voltam a aparecer.
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Estratigrafia (cont)
Outras relações no estabelecimento das idades relativas dos estratos
Princípio das relações de cortes cruzados.
Qualquer estrato que é cortado por outro tem de ser mais antigo do que aquele que o cortou.
Princípio da Continuidade Lateral Original
Camadas sedimentares 
não terminam abruptamente. 
Intrusão granítica
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Estratigrafia (cont)
Princípio da Discordância.
Algumas seções estratigráficas são incompletas.
Em qualquer local onde exista um período de tempo “perdido”é conhecido como discordância.
Discordâncias geralmente estão relacionadas a processos erosivos ou de ausência de deposição.
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Discordância
Angular
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Desenvolvimento da Discordância
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Pensamento Estratigrafico
From D. McConnell, Geologic Time,
http://lists.uakron.edu/geology/natscigeo/Lectures/time/gtime1.htm
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Possível interpretação...
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FIM