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segunda-feira, 5 de janeiro de 2009

Como saber a idade de um fóssil??

Nesta postagem, vou contar a vocês visitantes, como os paleontólogos profissionais fazem para descobrir a idade de um fóssil, ou seja, qual o período geológico onde se formou. Isso é muito importante para se estabelecer um ecossistema completo de interação entre animais extintos de um mesmo período, ajudando a entender seu comportamento social e também o processo de evolução das espécies.
Essa ideia me surgiu alguns dias atrás, mesmo eu sabendo superficialmente como se faz a datação de um fóssil resolvi perguntar aos amigos e colegas da comunidade Dinossauros e Paleontologia no Orkut. Alguns amigos se prontificaram a ajudar e dentre eles Felipe Alves Elias, um paleontólogo muito gente boa me indicou uma matéria da revista Ciência Hoje das Crianças Online, que pode ser visto no site oficial da revista. Li, gostei e resolvi postar aqui me baseando neste texto e em outros sobre a datação de fósseis, confiram!

O paleontólogo Alexandre Kellner, do Museu Nacional, afirmou em sua coluna da CHC Online chamada Caçadores de Fósseis que a datação de fósseis é algo muito complicado ainda mais quando aplicado na prática, pois não envolve apenas a datação do osso, mas da camada geológica, que é a camada de rocha onde o fóssil está preso. A camada é um grande indicador de idades, mas pode enganar também, pois durante a mudança das eras a terra se move e as camadas podem ser alteradas de posição enganando o pesquisador.
As rochas onde encontramos fósseis são chamadas Sedimentares, porque são formadas por sedimentos (partículas de outras rochas, ígneas, metamórficas ou sedimentares) que se acumulam em determinado local junto com os compostos orgânicos, como animais e plantas mortos que vão virar o fóssil. Esses sedimentos acabam sendo arrastados pelo vento, água ou mesmo atividade biológica até as bacias sedimentares, que são terrenos com depressão, ou seja, uma área onde o terreno é baixo circulado de partes mais altas formando uma espécie de bacia. Pode ser um lago por exemplo, como na imagem abaixo, onde um animal morre e seus restos acabam ficando no fundo do lago.
Na imagem abaixo, as setas vermelhas mostram o caminho dos sedimentos
© Patrick Król Padilha
Nestas bacias vão se acumulando os sedimentos vindos das partes altas ao redor e ao se depositar no fundo da bacia formam camadas, estas com o tempo vão se compactando com o aumento da pressão e acabam se tornando rochas sedimentares, geralmente acumulando em seu interior o organismo morto que se torna um fóssil, processo químico e físico conhecido como diagênese, então um meio de se datar o fóssil é ver de que época é a rocha onde está encravado.

Confira abaixo a formação de uma camada onde fica depositado o fóssil
© Patrick Król Padilha

Existem dois tipos de datação de fósseis, uma é a Datação Relativa e a outra a Datação Absoluta.
Datação relativa
Este tipo de datação tem três princípios básicos, conhecidos como princípios de Steno – em homenagem ao naturalista dinamarquês Nicolau Steno (1638-1686), que ajudam na organização das camadas sedimentares que você pode conferir abaixo:
Princípio da horizontalidade original: segundo este princípio os sedimentos formam camadas geralmente horizontais. Veja abaixo, na imagem, as camadas ficam na horizontal e não na vertical.

Lago após algumas camadas formadas, todas na horizontal
©
Patrick Król Padilha

Princípio da continuidade lateral: prega que as camadas são contínuas, e se estendem até as margens da bacia onde são formadas, ou se afinam lateralmente. Confira na imagem:

As camadas são horizontais e continuam até margem da bacia
(em vermelho na foto)
ou tendem a se afinar
© Patrick Król Padilha

Princípio da superposição: afirma que as camadas ao decorrer do tempo vão se sobrepondo, isto é, uma em cima da outra. Seguindo este raciocínio podemos imaginar que as camadas mais antigas ficam abaixo das novas. A camada mais profunda será a mais antiga e a que se situa imediatamente acima desta um pouco mais recente, assim sendo a camada da superfície é mais nova. Confira na imagem abaixo, seguindo a legenda acima dela.

1 - Camada mais antiga
2- Camada relativamente recente
3- Camada mais recente
©
Patrick Król Padilha
Observação: as forças magnéticas do planeta que ficam no seu interior podem criar alterações nas camadas, fazendo com que estas se desloquem na vertical ficando mais abaixo ou acima do que originalmente estavam. Veja na foto abaixo:


Após um terremoto (exemplo) o solo sofre alterções e rachaduras fazer uma "fatia" do solo afundar. AS camadas são alteradas e até fósseis podem ser deslocados
© Patrick Król PadilhaTambém podem ocorrer dobras na camada, tornando a camada "torta", isso ocorre por exemplo quando a bacia sedimentar se modifica e parte se torna uma encosta de um morro, a camada que era horizontal se inclina para baixo e forma o "barranco". Veja abaixo:

O traço em vermelho margeia o "barranco", formação que altera a camada e a faz "dobrar"
© Patrick Król Padilha
Para determinar se ocorreu alguma destas alterações os geólogos fazem um mapeamento geológico do local.
Outro fator que ajuda na datação da camada é a presença de certos fósseis nela, ou seja, se um fóssil descoberto em uma camada do cretáceo por exemplo for encontrada em uma camada com idade ainda não verificada pode-se entender que a camada é do cretáceo. Isso é conhecido como sucessão biótica, método que permite datar as camadas a partir de seu conteúdo fóssil.
Ainda é possível determinar a correlação bioestratigráfica, ou seja, determinar onde viveram certos seres vivos em determinada época. Simplificando, se um pesquisador encontra por exemplo, um peixe do período Devoniano em rochas na América e outro encontra o mesmo peixe em rochas na Ásia, pode-se associar que ambos viveram na mesma época, mas em lugares diferentes, podendo assim fazer uma recriação de parte dos ambientes da época, para definir qual animal era contemporâneo de outros seres. Os melhores fósseis para se realizar este tipo de análise são os microfósseis, como seres unicelulares, algas entre outros seres microscópicos, porém estes necessitam de análise com ferramentas como microscópios e binóculos. Fósseis grandes como de dinossauros ou mamíferos não servem para estes estudos. Juntando os princípios de Steno, com os fósseis de cada camada pode-se estabelecer uma idade aproximada da camada, daí o nome Datação Relativa, pois não dá a idade precisa em anos, mas em eras ou períodos. Para exemplificar Alexandre Kellner afirma que é como saber que o Flamengo foi campeão da Copa do Brasil antes do Fluminense, mas não saber exatamente em que ano esses times foram campeões nem o intervalo de um campeonato para o outro.

Datação absoluta

A datação absoluta como o nome já diz, permite uma precisão maior no cálculo. Só há um meio de fazer a datação absoluta e é por processos químicos. Esse processo recebe o nome de Datação Isotópica e consiste em medir a quantidade e o tipo de certos elementos no fóssil e nas rochas.
As rochas são compostas de minerais e os minerais são feitos de elementos químicos que são formados por átomos, que são uma das menores partículas de matéria. Dentre os elementos que compõem as rochas existem alguns que são radioativos e devido a essa radioatividade seus átomos são instáveis na natureza. Os núcleos dos átomos instáveis tendem a se desintegrar espontâneamente, até passar do estado instável pra estável.
Por exemplo: o isótopo instável rubídio-87 ( 87 Rb) se desintegra até formar o isótopo estável estrôncio-87 ( 87 Sr). Isótopos são átomos de um elemento químico cujos núcleos têm o mesmo número de prótons, mas diferentes quantidades de nêutrons (sugiro que estude um pouco de química para compreender melhor este processo).
O tempo que a metade dos átomos do elemento radioativo leva para se desintegrar é chamado de meia-vida. Tudo começa quando um mineral se forma, e dentro dos minicristais que o formam ficam presos elementos radioativos. Estes por sua vez começam a mudar, passar seus átomos de instáveis para estáveis. Esses átomos estáveis continuam presos no mineral e é aí que o pesquisador analisa para determinar a idade da rocha. O paleontologista ou qualquer outro cientista encarregado, mede a quantia de átomos estáveis e de átomos instáveis. Para medir esses átomos ou isótopos, ele usa um aparelho chamado espectrômetro de massa, que é capaz de medir a quantia de isótopos em determinado local ou material e mesmo que a quantia seja mínima é detectada pelo aparelho. A importância dessa atividade fez surgir um ramo da geologia chamada de geocronologia."

A idade do fóssil
As rochas ígneas, são as rochas que contém os elementos necessários para a datação absoluta, porém estas rochas não preservam fósseis. Usam esse tipo de rocha porque não seria útil datar a rocha sedimentar, porque ela é composta de FRAGMENTOS DE OUTRAS ROCHAS MAIS ANTIGAS. Então se a datação é feita na rocha sedimentar ela vai dar a idade da formação da rocha antiga que formou os fragmentos que terminaram formando a rocha sedimentar. Unindo essas análises de datação absoluta com a datação relativa chega-se a uma idade aproximada do fóssil, mas nunca uma idade exata.

Veja o exemplo dado por Kellner:
"Se, por exemplo, existir um conjunto de camadas sedimentares situadas entre rochas ígneas onde se possa estabelecer que a mais antiga tenha 100 milhões de anos e a mais nova, 80 milhões de anos, esse pacote sedimentar – e os fósseis nele incluídos – serão mais novos do que 100 milhões de anos e mais antigos do que 80 milhões de anos. Por esse motivo, na maioria das vezes, o paleontólogo sabe que a idade dos fósseis pode variar bastante. Em alguns casos, como nos famosos depósitos de Liaoning (China), onde há rochas sedimentares intercaladas com cinzas vulcânicas – que têm excelentes minerais para datação absoluta –, a idade dos fósseis pode ser obtida com uma precisão maior."

Novos métodos estão surgindo
Recentemente, um trabalho de K.F.Kuiper (Universidade de Ultrecht, Holanda) e colegas apresentou novos dados sobre como determinar idades geológicas, particularmente as do limite entre Cretáceo e Terciário, quando ocorreu a extinção de grande parte dos dinossauros. No estudo, publicado em Abril deste ano na Science, a equipe descreve um novo procedimento para calibrar as idades absolutas por meio dos isótopos argônio 40 ( 40 Ar) e argônio 39 ( 39 Ar), que são os mais utilizados para a datação de rochas. O resultado foi uma melhora na precisão: a margem de erro caiu de 2,5% para 0,25% – um considerável avanço. Segundo os autores, o limite entre o Cretáceo e o Terciário, geralmente datado de 65 milhões de anos, seria mais antigo e próximo a 65,95 milhões de anos. Portanto, para determinar a idade de um fóssil, o paleontólogo não está sozinho. Ele conta com grande colaboração de outros profissionais, particularmente os que se dedicam à geocronologia.

Fontes: CHC ONLINE: Coluna Caçadores de fósseis.

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