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Paleontologia. Início da vida na Terra aproximadamente 3,8 bilhões de anos Fósseis restos e evidências da vida de animais e vegetais Fósseis objeto de.

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1 Paleontologia

2 Início da vida na Terra aproximadamente 3,8 bilhões de anos Fósseis restos e evidências da vida de animais e vegetais Fósseis objeto de estudo da paleontologia

3 Fundamentos Biologia –subsídios para estudar os fósseis –fornece ao biólogo dimensão do tempo dos ecossistemas atuais –teorias evolutivas Geologia –ferramentas de datação e ordenação das seqüências sedimentares –interpretação dos antigos ambientes de sedimentação –identificação das mudanças ocorridas na superfície do planeta

4 Objetivos conhecimento da evolução biológica dos seres vivos através do tempo; estimar datação relativa das camadas, pelo grau de evolução ou pela ocorrência de diversos grupos de plantas e animais fósseis; reconstituir o ambiente em que o fóssil viveu, contribuindo para a paleogrografia e paleoclimatologia; auxiliar na reconstituição história geológica da terra; identificar rochas que podem ocorrer substâncias minerais e combustíveis fósseis, servindo de apoio a Geologia Econômica.

5 Ramos da paleontologia Paleobiologia: objetiva resolver questões sobre os fósseis e suas relações dentro da Biosfera, identificando organismos que permitam estabelecer correlações cronoestratigráficas e reconstituições paleoambientais; Paleobotânica: estuda as plantas fósseis de um modo geral Paleontologia de invertebrados: no Brasil estuda principalmente moluscos, braquiópodes, equinóides e conchostráceos, devido à boa representatividade;

6 Ramos da paleontologia Paleontologia de vertebrados: principal atração da comunidade leiga e divulgação científica da paleontologia; Micropaleontologia: estudo de microfósseis para a indústria do petróleo. São partes diminutas de organismos. Paleoicnologia: estudo dos icnofósseis, que correspondem a marcas com pistas, pegadas, perfurações, escavações, marcas de repouso, refletindo o comportamento do organismo.

7 Ramos da paleontologia: á reas comuns Paleoecologia: estuda as relações dos organismos entre si e destes com o meio. Tafonomia: estudo das condições e processos que propiciaram a preservação dos fósseis. Sistemática: classifica e agrupa os organismos com base na análise comparativa de seus atributos e nas relações entre eles.

8 Preservação dos fósseis A fossilização resulta da ação de conjunto de processos físicos, químicos e biológicos que atuam no ambiente deposicional. Maiores chances de preservação: organismos com partes biomineralizadas por carbonatos, fosfatos, silicatos ou constituídas por materiais orgânicos resistentes (quitina e celulose).

9 Preservação dos fósseis Morte dos organismos –decomposição das partes moles –partes duras sujeitas as condições ambientais até sua destruição Fossilização –quebra deste ciclo (fenômeno excepcional) –apenas parte ínfima das espécies ficaram preservadas nas rochas –muitas espécies surgiram e desapareceram sem deixar vestígios Fatores para a fossilização –soterramento rápido após a morte –ausência de decomposição bacteriológica –composição química e estrutural do esqueleto –modo de vida –condições químicas do meio

10 Preservação dos fósseis Fatores de destruição dos fósseis –destruição de rochas –águas percolantes –agentes erosivos –eventos tectônicos e metamorfismo

11 Tipos de fossilização Restos –Constituem partes duras dos organismos, excepcionalmente são preservados partes moles, como vísceras, pele e músculos. Partes moles –A preservação de partes moles necessita de rápido recobrimento âmbar (resina fóssil) Congelamento dessecação ou desidratação em clima seco e árido (mumificação) impermeabilização em parafina natural lagoas asfálticas mineralização de carbonatos

12 Tipos de fossilização Partes duras –A maior parte do registro fossilífero incrustação –cristalização de substâncias transportadas pela água na superfície da estrutura –mais comum em cavernas com revestimento de carbonato de cálcio (calcita e outras substâncias como pirita, limonita e a sílica) Permineralização –preenchimento de poros, canalículos e cavidades por minerais (ossos e troncos de árvores) –carbonato de cálcio e sílica

13 Tipos de fossilização Partes duras Recristalização –modificação na estrutura cristalina do mineral original –conversão da aragonita das conchas dos moluscos em calcita. Em presença de água ou com soluções contendo CaCO3 dissolvido ocorre em temperatura ambiente. carbonificação ou incarbonificação –perda gradual dos elementos voláteis da matéria orgânica (oxigênio, hidrogênio e nitrogênio) restando uma película de carbono. –ocorre em estruturas compostas por lignina, celulose, quitina e queratina. Substituição –troca de substâncias (carbonato de cálcio por sílica, pirita ou limonita)

14 Tipos de fossilização Vestígios –Evidências da existência dos organismos ou de suas atividades molde externo –moldagem da superfície externa molde interno –moldagem da superfície interna Contramolde –preenchimento do espaço por outro mineral Icnofósseis –vestígios de atividades vitais –pistas, tubos e sulcos –coprólitos: excrementos fossilizados –gastrólitos: pedras no aparelho digestivo de aves e alguns répteis –ovos fossilizados

15 Tipos de fossilização Somente restos de organismos com mais de anos são considerados fósseis (limite da última glaciação - holoceno). Presença de fósseis em rochas sedimentares e raramente e rochas metamórficas de baixo grau e rochas ígneas eruptivas. Animais presentes nos dias de hoje podem apresentar fósseis (fósseis vivos ou fósseis-relíquia). Restos com menos de anos são subfósseis (homem antigo, animais preservados e sambaquis). Pseudofósseis são estruturas minerais com semelhança vegetal (pirolusita – óxido de manganês)

16 A origem e desenvolvimento da vida primitiva Origem provável 3,8 bilhões de anos Fenômeno causador ? desconhecido Elementos reações lentas e contínuas entre complexos químicos inanimados

17 A transição de substâncias inanimadas para sistemas vivos Composição dos seres vivos seis elementos químicos predominantes

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19 O ambiente dos primórdios da Terra Presença dos seis elementos no sistema solar Origem simultânea dos astros do sistema solar –abundância dos elementos desde o início da formação do planeta Terra Experiências em laboratório com estes e descargas elétricas formaram moléculas complexas presentes nos seres vivos. Sopa orgânica primordial –águas contendo um grande número de moléculas de origem não biológica

20 O ambiente dos primórdios da Terra Água atmosférica, amônia (NH4) e metano (CH4) + Radiação solar e descargas elétricas Sopa orgânica de aminoácidos, ácidos nucléicos, carboidratos, etc... Organismos primitivos não fotossintéticos - fermentação (3,5 bilhões de anos) Plantas fotossintéticas – radiação solar (2 bilhões de anos) Animais – respiração do oxigênio atmosférico (0,6 bilhões de anos)

21 Possibilidade remota de encontrar vestígios da vida primitiva deformações e erosão da crosta evidências através de meteoritos e outros astros presença de compostos complexos de carbono ausência de oxigênio e/ou água em estado líquido limita o desenvolvimento da vida

22 Tafonomia Tafos = sepultamento; nomos = leis Relacionado com todas as áreas da Paleontologia Tafonomia –estudo das leis que governam a transição dos restos orgânicos da biosfera para a listosfera –estudo dos processos de preservação e como eles afetam a informação no registro fossilífero, compreendendo duas divisões Bioestratinomia –engloba a história sedimentar dos restos esqueléticos até o soterramento, incluindo o as causas do soterramento de um determinado organismo, sua decomposição, transporte e soterramento diagênese dos fósseis –reúne os processos físicos e químicos que alteram os restos esqueléticos após o soterramento

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24 Tafonomia Natureza interdisciplinar (paleontologia, geologia, biologia e ecologia) e ampla escala (temporal/geográfica) de análise de dados Restos orgânicos –sujeitos aos mesmos processos sedimentares (transporte, concentração e seleção) sofrendo importantes distorções ou tendenciamento no registro da biota. Concentrações fossilíferas –mostram o retrato da morte distorcido devido aos processos tafonômicos Paleontologia –compreender o retrato da vida a partir da identificação e descrição dos processos tafonômicos-sedimentares e temporais que aturam para formar o retrato da morte

25 Tafonomia –necessidade de se entender como os organismos e seus restos chegaram à rocha e quais foram os fatores e processos que atuaram na formação das concentrações fossilíferas –processos sedimentológicos (regime hidráulico) –determinação de camadas guias (análise de bacias) –resolução temporal dos estratos fossilíferos e seqüências estratigráficas –reconstituição paleoecológica ou determinação do padrão do comportamento social em paleocomunidades

26 Terminologia Assembléia fóssil (tanatocenose) –qualquer acumulação relativamente densa de partes duras esqueléticas, independente da composição, estado de preservação e grau de modificação pós-morte. Pode conter elementos transportados ou autóctones. Assembléia autóctone –composta por fósseis derivados de uma comunidade local e preservados em posição de vida. Assembléia parautóctone (tafocenose) –formada por espécimens autóctones que não foram transportados para fora de seu habitat original Assembléia alóctone (transportada) –composta por espécimens transportados para fora de seu habitat de vida.

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28 Descrição de assembléias fossilíferas Feições sedimentológicas –grau de empacotamento dos bioclastos; –volume de bioclastos (%) no depósito; –grau de seleção dos bioclastos; –tamanho dos bioclastos; –relação (%) de bioclastos e matriz; –estruturas sedimentares inorgânicas e biogênicas associadas

29 Descrição de assembléias fossilíferas Feições estratigráficas da assembléia fossilífera –espessura; –extensão lateral; –geometria do depósito; –contatos estratigráficos (superfícies de erosão/omissão); –estrutura interna ou microestratigráfia; –posição na seqüência deposicional, especialmente em relação às parasseqüências

30 Descrição de assembléias fossilíferas Feições paleoecológicas da assembléia fossilífera –número de espécies; –abundância relativa de espécies; –composição taxonômica; –modo de vida; –classes de tamanho (idade); –mineralogia e microarquitetura (originais) Feições diagenéticas dos bioclastos –mineralogia e microarquitetura (preservadas)

31 Feições bioestratinômicas Responsáveis pela modificação pós-morte dos restos esqueléticos Transporte e a reorientação, a desarticulação (separação dos restos esqueléticos por decomposição bacteriana), a fragmentação (quebra dos elementos esqueléticos), a corrosão (abrasão mecânica e corrosão biogeoquímica) –processos bioestratinômicos Seqüência –reorientação e desarticulação fragmentação e corrosão - Desarticulação –subsídios para compreensão dos processos e eventos ocorridos no período pós-morte/pré-soterramento. - O grau de desarticulação está relacionado com o organismo e com o clima local.

32 Feições bioestratinômicas Carapaças de invertebrados marinhos –transporte seletivo tamanho, forma e densidade do esqueleto e da energia do agente transportador. Eventos de alta energia –transporte de dezenas de metros ou quilômetros. - Restos ósseos de animais continentais –transporte seletivo por fluxo uniderecionais (fluxo de rio)

33 Feições bioestratinômicas Tipo de transporte –densidade e tamanho do bioclasto (flutuação e saltação) Fósseis de invertebrados marinhos preservados em posição de vida (sem transporte e reorientação) são bons indicadores de sedimentação rápida (episódica). Arranjo tridimensional (em planta e corte) –depende do processo de transporte e de suas características hidrodinâmicas; da rotação e desarticulação durante o processo de compactação; das características ecológicas e necrológicas dos organismos produtores de bioclastos e a atuação de organismos predadores, necrófagos e ou bioturbadores.

34 Feições bioestratinômicas orientação em planta –dados sobre a dinâmica deposicional (sentido do fluxo) ossos longos ficam orientados paralelos ao fluxo orientação unimodal –indica correntes unidirecionais orientação bimodal –correntes oscilatórias (ondas, marés) com bioclastos alongados orientação polimodal –baixa velocidade de fluxo (não move bioclastos) ou fluxo turbulento desarticulação causada por processos físicos (transporte) e biológicos

35 Feições bioestratinômicas desarticulação causada por processos físicos (transporte) e biológicos esqueletos mais articulados –locais de baixa energia –soterramento rápido –condições anóxicas * tais condições inibem a ação de organismos necrófagos

36 Feições bioestratinômicas Fragmentação –origem hidráulica e biogênica hidráulica ondas e correntes sobre substrato duro (areia e cascalho – organismos marinhos) Abrasão, bioerosão e dissolução –restos esqueléticos expostos na interface água/sedimento durante longo tempo. –águas rasas e agitadas abrasão mecânica (areia grossa, mal selecionada) –águas fundas e fundo argiloso bioerosão e dissolução Dissolução –águas intersticiais de organismos (bioerosão de organismos perfuradores) e águas subterrâneas e superficiais (intemperismo). –água com pH baixo ou não saturada com carbonatos podem dissolver restos. Corrosão –desgaste originado conjuntamente pelos processos de abrasão, bioerosão ou dissolução


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