Arquivo mensais:setembro 2016

Morte, casualidade e explosões: ou como “fazer” um fóssil

Quando dois restos (fósseis) são encontrados lado-a-lado numa rocha, é possível afirmar com 100% de certeza que ambos viveram juntos e morreram juntos?

Ou ainda…

Quando se encontra um resto de um (ou mais) organismo(s) em determinado local, é possível afirmar de antemão que este(s) organismo(s) viveu(ram) ali?

Texto de Carl Sagan, cientista americano famoso por ser um grande divulgador de ciência.
Texto de Carl Sagan, cientista americano famoso por ser um grande divulgador de ciência.

Estas são algumas das perguntas que nós paleontólogos fazemos quando estudamos os fósseis de um determinado local. Já adianto que a resposta para ambas perguntas é negativa. Existem diversas situações envolvidas na preservação de um resto. É errôneo pensar que simplesmente por terem sido preservados lado-a-lado os organismos também conviviam (compartilhavam o mesmo ambiente), ou ainda, que morreram pelo mesmo motivo. Existem casos em que os organismos sequer viveram no mesmo momento, tendo milhares de anos de diferença entre si, mas são, por acaso, preservados na mesma camada, lado-a-lado.

Então se tivermos o seguinte registro: um dente de dinossauro (que viveu no Mesozoico) preservado ao lado da garra de uma preguiça gigante (do Cenozoico) nós temos em mãos um registro com mistura temporal. Estes dois organismos não compartilhavam o mesmo ambiente porque não viveram sequer na mesma era geológica (um é o Mesozoico e outro do Cenozoico). Mas como é que estes dois restos foram parar ali, juntos? Muitos são os eventos que podem levar à mistura temporal. Neste caso em específico podemos pensar que o dente de dinossauro já havia sido preservado e foi retrabalhado (carregado e depositado) com sedimentos mais novos que por um acaso continham restos do referido mamífero gigante… A mistura temporal é, portanto, uma das eventualidades que podem alterar/modificar o registro fossilífero, tornando-o um pouco mais difícil de ser compreendido.

Mas ainda antes de chegarmos à possibilidade da mistura temporal existe uma outra grande contingência: da preservação (ou não) do resto. É preciso que fique claro para você que nem todos os organismos produzem fósseis. Existe uma série de fatores que ocorrem deste o momento em que ele morre até o momento em que alguma pessoa o encontra.

Quais são, então, as chances de se produzir um fóssil? Em 99,9% das vezes em que um organismo morre, ele é destruído. Então (sendo otimista), em 0,1% dos casos a possibilidade existe, persiste. Pense, também, que quanto mais antigo este resto (ou vestígio) é, maiores são as chances de ele ser destruído, pois mais tempo a natureza tem para que ele seja “reciclado”. E ainda… mesmo que este fóssil persista até os dias atuais, quais são as chances de ele ser encontrado por alguém? Num planeta que atualmente possui 149,67 milhões de km2 de áreas emersas… as chances são pequenas (claro que do total dessa área, nem todas as rochas disponíveis são as sedimentares, mas mesmo assim, as possibilidades são baixas). Por isso escolhi a palavra: contingência, no sentido de acaso, eventualidade e/ou possibilidade (ou não) de algo acontecer.

Vou tentar ilustrar isso com o que vi e aprendi numa visita às cavernas de Sterkfontein, na área de Joanesburgo, África do Sul, e que, inclusive, está muito bem explicado neste vídeo. Vou contar a história da descoberta e das eventualidades envolvidas, voltando no tempo até o momento de “produção” deste registro do passado… me acompanhe!

Uma das cavernas abertas para visitação em Sterkfontein, no Berço da Humanidade, Johanesburgo, África do Sul
Uma das cavernas abertas para visitação em Sterkfontein, no Berço da Humanidade, Joanesburgo, África do Sul

Ali, numa área que é denominada “o berço da humanidade” os estudos paleoantropológicos ocorrem desde os anos 1935, na busca por fósseis de hominídeos. No entanto, a região foi imensamente explorada para a produção de calcário, antes de ser tombada como patrimônio da humanidade. Neste tipo de exploração, as cavernas são abertas por dinamites… sim, dinamites, explosões, destruição(!).

Mesmo tendo sido imensamente explorada, é bem plausível de se dizer que foram estas explosões que levaram às descobertas já feitas na região, uma vez que possibilitaram o acesso ao local e aos fósseis depositados dentro destas cavernas. Sim, é provável que muitos devem ter sido perdidos, explodidos, mas penso que, de outra forma, os cientistas não teriam conseguido chegar até ali;

…é ou não e muito acaso envolvido? Mas as eventualidades ainda não terminaram. As descobertas mais recentes, principalmente em cavernas que foram pouco exploradas pelos mineradores (ou seja, que sofreram menos implosões), são de hominídeos bastante completos, isto é, com muitos ossos de seus corpos preservados juntos, o que é extremamente raro na paleoantropologia. Segundo Lee Berger, um eminente paleontropólogo envolvido nas últimas descobertas dali, existem mais pesquisadores na área do que fósseis para se estudar. Então a descoberta de esqueletos de hominídeos com muitos ossos é excepcional.

Matthew Berger, o menino que encontrou um dos fósseis de hominídeos mais completo até o momento, o de Australopithecus sediba.
Matthew Berger, o menino que encontrou um dos fósseis de hominídeos mais completo até o momento, o de Australopithecus sediba.

Se voltarmos ainda mais no tempo e tentarmos imaginar os motivos que levaram a um hominídeo morrer ali, vamos perceber mais um “lance de dados” envolvido: as explicações científicas para estas descobertas apontam que as cavernas que possuem estes fósseis de hominídeos quase completos não eram seus locais de vida. Muito provavelmente, há cerca de 1,8 M.a., estes homens e mulheres do passado estavam caminhando na savana e inadvertidamente caíram para dentro das cavernas, onde pereceram, seus ossos fossilizaram, e foram descobertos após explosões dos mineradores da região os colocarem mais acessíveis aos cientistas que ali começaram a explorar o potencial fossilífero da região (anos 2000)…ufa…!

Quando alguém me pergunta se, durante minha vida profissional, já encontrei algum fóssil importante, a primeira coisa que vem em minha cabeça é… seria isso realmente essencial? Será que devo ir ao campo esperando encontrar um fóssil “importante”? e, afinal de contas, o que é um fóssil importante? Espero que o texto tenha conseguido mostrar que qualquer registro de vida do passado é importante e extremamente raro; e muitas são as casualidades envolvidas em sua preservação. Nada mais raro e especial que poder olhar para (um piscar de olhos) (d)o passado e compreendê-lo!

Até o próximo post!

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FÓSSEIS MAIS PRÓXIMOS DE NÓS, OU SEJA, DO ESTADO DE SÃO PAULO

Capítulo 2: Quem eram os paulistas da Era Mesozoica?

Como já havia comentado na minha estreia neste Blog, a minha intenção é fazer um resumo para expor relatos acerca da diversidade fóssil do nosso entorno. Assim, vou primeiro fazer um resumo bem geral acerca dos milhões de anos de diversidade que ocorrem ao nosso redor, para depois ir detalhando essas ocorrências. Então estou retomando para fechar o intervalo de tempo entre 252 e 65 milhões de anos da vida no estado de São Paulo (Figura 1).

Fósseis de SP
Fósseis da Formação Botucatu e do Grupo Bauru. 1 e 2 pegada de dinossauro carnívoro (Teropode) nas dunas da Fm Botucatu. 3 dente de Teropode; 4 Molusco bivalve; 5, 6 e 7 Fósseis de jacarés; 3 a 7 fósseis do Grupo Bauru.

Na Era Mesozoica, durante os períodos Triássico (252 a 201 milhões de anos) e Jurássico (201 a 145 milhões de anos), uma grande porção do estado estava coberta por um deserto formado por grandes dunas de areia e onde os registros fósseis são escassos. Contudo, já no final do Jurássico e no Cretáceo, essa condição se reverteu e extensos depósitos ricos em fósseis revelam uma variada fauna (p.ex. Araraquara, Monte Alto, Marília) com invertebrados moluscos, artrópodes, etc, além de peixes, raros anuros (sapos), cágados (tartarugas de água doce) e arcossauros (dinossauros, crocodilos e afins) e bem poucos vegetais (São Carlos). Todos esses animais habitaram à beira de um dos maiores desertos que existiram e cujas rochas hoje em dia formam um dos grandes reservatórios subterrâneos de água doce do planeta, o Aquífero Guarani. Nas dunas da Formação Botucatu, em Araraquara existe um verdadeiro paraíso de rastros e pegadas fósseis ou, como são conhecidos esse tipo de preservação na paleontologia, de icnofósseis (do grego icnos = marcas). Entre os icnofósseis já foram identificadas trilhas de invertebrados semelhantes a escorpiões. Dos vertebrados, a diversidade de pegadas indica que por lá transitavam dinossauros carnívoros ou Teropodes, herbívoros (Sauropodes) e também mamíferos, que andavam, possivelmente, pulando como os atuais cangurus, mas que foram bem menores. Com relação às evidências mais palpáveis de vertebrados (entre eles os dinossauros) nas rochas do Grupo Bauru, localizadas a seguir no tempo geológico e espacialmente na metade ocidental do estado, há uma grande quantidade de esqueletos preservados, como peixes pulmonados que teriam habitado rios ou lagoas pouco profundas e que durante os intervalos de seca mergulhavam na lama e ficavam enterrados até o retorno das chuvas. De anfíbios, ou seja, sapos que, embora com poucos fósseis provenientes da região de Marília, atestam para a presença de locais mais úmidos, embora o clima regional fosse predominantemente seco.
Com relação aos quelônios, ou neste caso os cágados, existem bastantes registros e ao todo foram descritas até agora quatro espécies. Entre as lagartixas, ou squamata, embora sejam fósseis raros, existem alguns descritos a partir dessas rochas. Agora, com relação aos jacarés, tanto aquáticos como terrestres, esses são os vertebrados mais diversificados e comuns do Grupo Bauru, e relacionados com eles foram encontrados até abundantes ninhos cheios de ovos.
Já de dinossauros sauropodes, frequentemente são desenterrados ossos de titanossaurideos de “pequeno” e “médio” porte (entre 8 e 20 metros). Ossos de dinossauros carnívoros, ou teropodes, são menos abundantes, embora seus dentes associados outros ossos sejam bem mais frequentes.
Outro evento, embora não da vida, mais relacionado com as mudanças na configuração dos continentes que aconteceu durante a Era Mesozoica, entre o final do Jurássico e o início do Cretáceo, foi a separação entre a África e a América do Sul e, por consequência, a abertura do oceano Atlântico do Sul. No estado esse evento foi o que depositou os extensos derrames de basalto, que deram origem à chamada “terra roxa” no interior do estado. Essa mudança na configuração dos continentes vai produzir também alterações nas biotas terrestres e, claro, no clima que vai se tornar mais úmido e paulatinamente mais frio no decorrer dos próximos 64 milhões de anos. Também o nosso planeta vai pouco a pouco adquirindo uma geografia similar àquela dos dias de hoje. Para a Era Cenozoica, o registro fóssil é bastante abundante tanto em fauna (p.ex. Taubaté) como em flora, e mostra o isolamento da América do Sul após a fragmentação do Gondwana. Por fim, para o Quaternário o registro é muito rico em florestas (p.ex. Taubaté) e mamíferos (p.ex. Iporanga) até o Holoceno. Mas desses registros comentarei mais no próximo texto.
Por fim, constatamos que o registro fóssil paulista abarca muitos dos principais eventos da vida, e seu estudo permite reconstruir a evolução biológica e geológica do planeta.

O Hadeano – primórdios do nosso planeta

Perspectiva artística da Terra no Hadeano.
Perspectiva artística da Terra no Hadeano.

Se contássemos a história do planeta Terra num diário, em detalhes, provavelmente não haveria papel ou armazenamento digital suficiente para guardar tanta informação. Talvez se resumíssemos bastante, e dividíssemos em etapas os principais acontecimentos desde o “nascimento” do nosso planeta, a tarefa ficaria mais viável. Uma maneira que o ser humano inventou para se visualizar melhor o que seria a história do nosso planeta é a chamada Escala do Tempo Geológico, a qual divide e classifica com nomes e idades os principais eventos do planeta desde a sua formação há aproximadamente 4,6 bilhões de anos atrás (Ga).

Digamos que o primeiro capítulo desse enorme diário seria como se faltassem muitas informações e, portanto, seria escrito com base em poucas evidências palpáveis e muitas suposições. Isto porque nos primórdios do nosso planeta, ainda quando a superfície não estava suficientemente consolidada, tudo parecia um grande mar de lava incandescente, com a constante “destruição” das rochas que eram formadas. A este verdadeiro inferno que reinava, deu-se o nome de Hadeano (do deus grego Hades, o deus do mundo inferior). Os éons são as maiores divisões do tempo geológico, nos quais são alocadas as eras. O Hadeano, por ser um momento muito obscuro da história do planeta, não é considerado oficialmente um éon, e tampouco contém eras oficiais na escala do tempo geológico, apesar de serem sugeridas subdivisões.

No princípio, a Terra era extremamente quente devido ao processo de acreção planetária. Formou-se um núcleo pesado e denso de ferro, o núcleo da Terra, e ao redor uma massa de material menos denso e rico em silicatos, como um mar de magma. O material que ficou entre o núcleo e a superfície gerou o manto. O magma que se esfriava na superfície dava origem à crosta, que ainda não era muito bem estabelecida, principalmente devido ao intenso vulcanismo e bombardeio de meteoritos e asteróides. Apesar de o Sol, que neste tempo também estava em seus primórdios, não ter a capacidade de aquecer a Terra, o efeito estufa gerado pela atividade vulcânica no planeta era muito intenso. Os registros mais antigos datam de 4,28 Ga, de rochas que foram encontradas na baía de Hudson, ao norte de Quebec, no Canadá [1]; e de 4,4 Ga, de zircões encontrados na Austrália [2].

Zircão de 4,4 Ga.
Zircão de 4,4 Ga.

O Hadeano engloba desde a formação da Terra, há 4,6 Ga, até mais ou menos 3,8 Ga, ou seja, engloba cerca de 800 milhões de anos (Ma). Então, por 800 Ma, podemos dizer que a Terra era impossível de ser habitada por seres vivos que conhecemos hoje. Até mesmo porque, além da superfície inconsolidada, explosões vulcânicas constantes e temperaturas extremamente altas, o bombardeio de corpos celestes errantes que atingiam a superfície da Terra era muito mais intenso, e muitas vezes estes corpos tinham o tamanho de quilômetros de diâmetro. Estes, ao atingirem a Terra, destruíam tudo com o impacto e liberava-se enormes quantidades de energia. Portanto, era muito difícil se preservar registros, tanto rochosos, quanto mais ainda de alguma possível molécula orgânica que poderia ter se formado. Pouco material foi preservado deste momento da história da Terra.

Mas nem tudo tinha somente um significado devastador. Além de a Terra estar, naquele momento, em processo de evolução e consolidação de sua superfície, os impactos que sofria tiveram um importante papel na diferenciação e retrabalhamento de sua crosta e manto superior [3]. Além do mais, foi no Hadeano que se formou a nossa atmosfera (com uma composição diferente, rica em gases como enxofre, amônio e metano, e ausência de oxigênio) e os primeiros mares pela precipitação de moléculas de água produzidas por atividade vulcânica após a diminuição da frequência dos impactos dos meteoritos e asteróides, quando enfim começa a contar o próximo éon, o Arqueano.

Referências:

[1] O’Neil1, J. , Richard W. Carlson, R.W., Francis, D., Stevenson, R.K. 2008. Neodymium-142 Evidence for Hadean Mafic Crust. Science, v.321, pp. 1828-1831.DOI: 10.1126/science.1161925

[2]Bowring, S. 2014. Early Earth: Closing the gap. Nature Geoscience, 7, 169–170. DOI:10.1038/ngeo2100

[3]Fairchild, T.R. 2000. A Terra: Passado, Presente e Futuro. In: TEIXEIRA, W.; FAIRCHILD, T.R.; TOLEDO, M.C.; TAIOLI, F. ed. Decifrando a Terra (capítulo 23). São Paulo, Oficina de Textos. p.493-516.

 

 

A distância que agora nos separa foi outrora irrelevante…

20160902_200334Vou aproveitar o fato de estar participando de um congresso em outro continente (sim, escrevo este post diretamente da África!) para falar um pouco dos motivos que me levaram a participar deste evento, e que, em minha opinião, são bastante importantes na compreensão das relações que paleontólogos e geólogos estão acostumados a trabalhar no dia-a-dia.

Reconstrução do globo para o período Ordoviciano. A estrela marca o sul geográfico.
Reconstrução do globo para o período Ordoviciano. A estrela marca o sul geográfico.

A Table Mountain, atualmente, ponto turístico de alto relevância para quem visita a cidade do Cabo, na África do Sul, tem esse nome basicamente pelo seu formato (de mesa); e apesar de, hoje, ser um lugar em que é preciso subir cerca de 1.100 metros acima do nível do mar para atingir o seu topo (e caminhar sobre ele), há cerca de 460 M.a. (milhões de anos atrás) era uma bacia sendo preenchida por sedimentos sucessivamente marinhos e deltaicos/fluviais. Esta bacia era imensa e abrangia o Brasil também. Não havia, neste tempo, o oceano Atlântico entre a África e a América do Sul (!). E ambos os continentes (junto com a Índia, Antártica e Austrália) formavam um único continente austral, o Gondwana.

Table Mountain, Cidade do Cabo, África do Sul
Table Mountain, Cidade do Cabo, África do Sul

Isso tudo também significa que não é a primeira vez que eu vejo essas rochas na minha vida… apesar de ser a primeira vez que visito a África. Você está conseguindo seguir meu raciocínio? As mesmas rochas que temos em Table Mountain também estão atualmente expostas no Brasil! Não é o máximo?

 

Vim pra cá para, além de participar de um evento, conhecer as rochas e fósseis que ocorrem por aqui. Apesar de serem as mesmas com as quais trabalho no Brasil, as variações ocorrem e tentar compreender estas variações e suas causas, fazem parte de meu trabalho como pesquisadora.

Quais são, então, as relações que mencionei no primeiro parágrafo?

  • tempo profundo,
  • mudanças (paleo)ambientais,
  • tectônica de placas/deriva continental

Voltar ao passado e imaginar os ambientes de deposição dos sedimentos que formam estas (atuais) rochas… estas são algumas das formas de estudo de um geocientista.

 

No meu próximo texto vou falar sobre a contingência do registro fossilífero… mas nas próximas semanas teremos mais posts da Profa. Frésia e da doutoranda Flávia, não deixem de acompanhar; toda terça, um novo paleopost.