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GEL048 – Paleontologia Aula 1: Conceitos fundamentais e tipos de fossilização Sumário • O que é Paleontologia • Por que estudar Paleontologia • Divisões da Paleontologia • Paleontologia em Minas Gerais • Processo de fossilização • Tipos de fossilização 2 O que é Paleontologia? • Nome – Palaios = antigo – Ontos = entidade, ser – Logos = estudo = Estudo de organismos antigos • Paleontologia é a ciência natural que estuda: – a vida do passado da Terra e o seu desenvolvimento ao longo do tempo geológico – os processos de integração da informação biológica no registro geológico, isto é, a formação dos fósseis 3 Paleontologia x Arqueologia • Fundamentada principalmente nas ciências biológicas e geológicas • Tem como objeto de estudo os fósseis • Fundamentada principalmente nas ciências humanas • Objeto de estudo é a humanidade como seres culturais 4 Relação com a Biologia • Descrição e identificação dos fósseis • Sistemática, morfologia, anatomia 5 • Datação e identificação dos processos sedimentares • Datação relativa, estratigrafia Relação com a Geologia 6 Fósseis • Nome: fossilis = extraído da terra • Fósseis = restos de organismos ou de suas atividades que ficaram preservados nas rochas • Paleontologia = ciência que estuda os fósseis 7 Por que estudar Paleontologia? • Mostra a verdadeira diversidade do planeta – Diversidade biológica atual pequena fração – Ex.: Braquiópodes 120 gêneros viventes X 4500 gêneros fósseis • Evidência de Evolução 8 Por que estudar Paleontologia? 9 Por que estudar Paleontologia? 10 Por que estudar Paleontologia? • Explica a distribuição dos organismos atuais e fósseis 11 Por que estudar Paleontologia? • Idades de aparecimento e extinção 12 Por que estudar Paleontologia? • Mudanças na flora e na fauna ao longe do tempo 13 Por que estudar Paleontologia? • Reconstruir ambientes antigos 14 Por que estudar Paleontologia? • Resolver problemas filogenéticos Caninemys 15 Por que estudar Paleontologia? • Permite calibrar cladogramas para calcular idades de divergência de clados 16 Por que estudar Paleontologia? • Evidências para a migração dos continentes 17 As placas tectônicas 18 Principal fator de extinções e mudanças climáticas em larga escala. 19 Por que estudar Paleontologia? • Identifica mudanças ambientais ao longo do tempo 20 Por que estudar Paleontologia? • Implicação direta na pesquisa do petróleo e outros combustíveis/minerais de importância econômica – Espécies fósseis como indicadores de petróleo • Ambiente preferencial • Profundidade preferencial 21 Por que estudar Paleontologia? • Ecologia - Biologia: – Estudo da origem de comportamentos – Como uma espécie fóssil vivia e interagia 22 Por que estudar Paleontologia? 23 Por que estudar Paleontologia? 24 Por que estudar Paleontologia? • Junto com a geocronologia = datar as camadas sedimentares da Terra – Datação relativa 25 26 Por que estudar Paleontologia? • Coletar fósseis é muito emocionante! 27 Divisões da Paleontologia • Normalmente, o paleontólogo escolhe um grupo específico ou tipo de fóssil: – Paleontologia de Vertebrados – Paleontologia de Invertebrados – Paleobotânica – Micropaleontologia – Macrofósseis – Microfósseis – Icnofósseis 28 Divisões da Paleontologia • Ou sub-grupos: – Paleomastozoologia – Paleomalacologia – Paleoherpetologia – Paleoicnologia de vertebrados – Microfósseis calcários 29 Divisões da Paleontologia • Ou então um assunto específico, independente do grupo: – Paleoecologia – Paleoclimatologia – Paleobiogeografia – Paleogeografia – Sistemática – Tafonomia (estudo de como um fóssil se formou) 30 E em Minas Gerais??? • Berço da Paleontologia Brasileira – Dinamarquês Peter Lund (1801-1880) Pai da Paleontologia Brasileira – Fósseis de homens e da megafauna de Lagoa Santa 31 E em Minas Gerais??? • 1. Vegetais fósseis do Paleógeno – Bacia de Fonseca, no Quadrilátero Ferrífero – Grande variedade de famílias de Angiospermas – Primeira flor do Cenozóico do Brasil 32 E em Minas Gerais??? • 2. Lagoa Santa – Formação Sete Lagoas – Registro da megafauna pleistocênica e vestígios de ocupação humana pré- histórica – “Homem de Lagoa Santa”, descrito por Lund 33 E em Minas Gerais??? • 3. Estromatólitos de Vazante – Grande quantidade de estromatólitos colunares – Proterozóico Médio a Superior – Ambiente: marinho fundo e calmo 34 E em Minas Gerais??? • 4. Estromatólitos de Lagamar – Estromatólitos colunares – Proterozóico Médio a Superior – Ambiente: marinho raso e agitado 35 E em Minas Gerais??? • 4. O Cretáceo de Uberaba – Sítios Peirópolis e Serra da Galga – Formação Marília, Bacia Bauru – Fósseis: crocodilomorfos, dinossauros, tartarugas, anfíbios, etc. – Cidade possui um centro de pesquisa e um museu 36 37 38 39 E no Brasil??? 40 E como se forma um fóssil? 41 Processo de fossilização ? 42 Processo de fossilização • Fossilização – Processo natural onde um elemento da biosfera passa a fazer parte da litosfera – Um organismo morre e é preservado em uma rocha sedimentar, durante a formação dessa rocha – A sedimentação interrompe o processo natural de degradação da matéria orgânica mais fácil se preservar elementos rígidos que tecidos moles * Exceto quando a preservação é do tipo mumificação, congelamento ou aprisionamento em âmbar 43 Processo de fossilização • Fatores que favorecem a fossilização: – Soterramento rápido após a morte pouco tempo de exposição sub-aérea – Ambiente com baixa oxigenação – Tipo de organismo X Tipo de ambiente – Partes duras X Partes moles – Modo de vida do animal – Geologia: • Estabilidade tectônica • Condições de temperatura e pressão 44 Processo de fossilização 45 Ciclo das rochas 46 Ciclo sedimentar Ambientes de sedimentação 47 Diagênese • Processo da litificação de sedimentos (clastos), formando rochas sedimentares 48 49 Fossildiagênese • Formação de um fóssil, incorporado no processo de diagênese bioclasto 50 51 Bacias Sedimentares do Brasil 52 53 Tipos de fossilização • Grandes grupos: – Restos – Vestígios 54 Tipos de fossilização • Restos: – Parte do organismos foi preservado – Normalmente as partes duras são preservadas • Ossos, dentes, carapaças, caules, polens, esporos, etc. • Preservação facilitada pela composição química – Silicatos, carbonatos, quitina, esporopolenina, etc. – Raramente partes moles: • Vísceras, músculos, nervos, vasos sanguíneos, etc. • Problemas: preservação sem relevo ou partes do organismo dissociados 55 Tipos de fossilização • Preservação de partes moles: – Evento muito raro – Depende: • Rápido soterramento • Ambiente redutor • Ambiente tendendo a básico • Tipos: – Mumificação – Preservação em âmbar – Crio-preservação – Carbonificação – Impressão – Substituição 56 Tipos de fossilização • Mumificação: 57 Tipos de fossilização • Preservação em âmbar: 58 Tipos de fossilização • Crio-preservação: 59 Tipos de fossilização • Carbonificação: 60 Hallucigenia Wiwaxia 61 Tipos de fossilização • Impressão: 62 63 64 Tipos de fossilização • Substituição (ou mineralização): – substituição de um elemento químico por outro: • Silicificação (sílica/SiO2) • Piritização (pirita/FeS2)• Limonitização (limonita/2(Fe2O3)3H2O) • Calcificação (calcita/CaCO3) • Fosfatização (fosfato/PO4) 65 Tipos de fossilização • Substituição: SUBSTITUIÇÃO 66 67 68 Músculo fosfatizado Vaso sangüíneo fosfatizado Santana raptor Formação Santana Cretáceo - Ceará FOSFATIZAÇÃO 69 Tipos de fossilização • Preservação de partes duras: – Mais freqüente no registro fóssil – O tempo de exposição sub-aérea pode chegar a anos baixa taxa de sedimentação • Tipos: – Incrustação – Permineralização – Recristalização – Preservação em asfalto (tar pits) – Concreções – Substituição 70 Tipos de fossilização • Incrustação – ossos revestidos por crosta externa de carbonato de cálcio 71 72 Toca da Boa Vista – Grupo Bambuí (MG) Pleistoceno 73 Tipos de fossilização • Permineralização • cavidades e poros de ossos preenchidos por calcita A. osso compacto B. canal de Volkmann C. periósteo D. osso esponjoso E. sistema harvesiano (osteon) 74 75 Tipos de fossilização • Permineralização 76 Tipos de fossilização • Recristalização • mudança externa na textura, visível a olho nu; dissolução do material original (forma menos estável) e posterior reorganização cristalina (forma mais estável) • EX: – Aragonita Calcita – Opala amorfa Quartzo 77 Tipos de fossilização • Preservação em asfalto (tar pits) 78 79 LA BREA – Los Angeles (EUA) 80 Tipos de fossilização • Concreções (de peixes = ictiólitos) 81 Tipos de fossilização 82 Tipos de fossilização • Substituição Molde externo Molde interno Contramolde 83 84 Tipos de fossilização • Petrificação / Silicificação (tipo de substituição) 85 LimonitizaçãoPiritização Fosfatização 86 Tipos de fossilização • OBS sobre Substituição! • Substituição X Vestígio 87 Tipos de fossilização • Classificação quanto à composição original – Composição química original não modificada • Mumificação, Crio-preservação, preservação em âmbar • Incrustação • Permineralização • Recristalização • Preservação em asfalto • Concreções – Composição química original modificada • Carbonificação • Substituição • Mineralização 88 Tipos de fossilização • Vestígios = Icnofósseis • Fossilização por Moldagem – Exceto: coprólitos e gastrólitos fossilização normal 89 • O que são? – Vestígios de atividade orgânica, dentro ou sobre um substrato • Quais as vantagens sobre os fósseis corporais? – Registro de animais de corpo mole – Posição de vida – Preservação onde fósseis corporais não se preservam • Quais os tipos de Icnofósseis? – Sedimentologia – Atividade biológica Icnofósseis 90 • Estruturas de Bioturbação – Escavações em substratos não consolidados – Pegadas, trilhas, as pistas e escavações • Estruturas de Bioestratificação – Estruturas estratificadas resultantes das atividades dos organismos • Estruturas de Bioerosão – Estruturas em substratos consolidados – Perfurações e arranhões Tipos de Icnofósseis Sedimentologia 91 • Locomoção – Pegadas, trilhas, pistas • Alimentação – Marcas de dentes, gastrólitos, coprólitos • Habitação – Galerias, tocas, túneis • Reprodução – Ovos, ninhos Tipos de Icnofósseis Atividade Biológica 92 • Classificação Taxonômica – Regulamentada pelo CINZ: Icnogênero e Icnoespécie – Critérios para classificação: forma geral, limites, ramificações, tipo de preenchimento, tipo de trilha • Classificação Etológica – Comportamento dos possíveis produtores da estrutura icnológica – As estruturas icnológicas refletem o comportamentos e sua resposta às condições ambientais locais – Cada grupo representa um comportamento principal Como se classificam os Icnofósseis? 93 • Sedimentologia – Taxas de sedimentação – Retrabalhamento – Coerência do substrato e estabilidade • Estratigrafia – Bioestratigrafia – Reconhecimentos de superfícies estratigráficas – Deformação estrutural de sedimentos • Paleontologia – Registro de organismos de corpo mole – Paleoetologia – Paleoecologia e Paleoambientes Importância dos Icnofósseis 94 95 GEL048 – Paleontologia Sumário O que é Paleontologia? Paleontologia x Arqueologia Relação com a Biologia Relação com a Geologia Fósseis Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? As placas tectônicas Slide Number 19 Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Por que estudar Paleontologia? Slide Number 26 Por que estudar Paleontologia? Divisões da Paleontologia Divisões da Paleontologia Divisões da Paleontologia E em Minas Gerais??? E em Minas Gerais??? E em Minas Gerais??? E em Minas Gerais??? E em Minas Gerais??? E em Minas Gerais??? Slide Number 37 Slide Number 38 Slide Number 39 E no Brasil??? E como se forma um fóssil? Processo de fossilização Processo de fossilização Processo de fossilização Processo de fossilização Ciclo das rochas Ciclo sedimentar�Ambientes de sedimentação Diagênese Slide Number 49 Fossildiagênese Slide Number 51 Bacias Sedimentares do Brasil Slide Number 53 Tipos de fossilização Tipos de fossilização Tipos de fossilização Tipos de fossilização Tipos de fossilização Tipos de fossilização Tipos de fossilização Slide Number 61 Tipos de fossilização Slide Number 63 Slide Number 64 Tipos de fossilização Tipos de fossilização Slide Number 67 Slide Number 68 Slide Number 69 Tipos de fossilização Tipos de fossilização Slide Number 72 Slide Number 73 Tipos de fossilização Slide Number 75 Tipos de fossilização Tipos de fossilização Tipos de fossilização Slide Number 79 Slide Number 80 Tipos de fossilização Tipos de fossilização Tipos de fossilização Slide Number 84 Tipos de fossilização Slide Number 86 Tipos de fossilização Tipos de fossilização Tipos de fossilização Icnofósseis Tipos de Icnofósseis Sedimentologia Tipos de Icnofósseis Atividade Biológica Como se classificam os Icnofósseis? Importância dos Icnofósseis Slide Number 95
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