Escavação e preparação

Para se tornar um fóssil, um organismo precisa morrer em um ambiente que encoraje a fossilização. Isso não ocorre muito freqüentemente, e acontece somente em certos ambientes. Por essa razão, o número total de fósseis é extremamente pequeno comparado ao número de plantas e animais que já viveram. Os fósseis também são muito menos diversificados do que a vida animal e vegetal: somente uma pequena porcentagem de espécies se tornou fósseis. Além disso, as espécimes de fóssil precisam sobreviver milhões de anos, suportando terremotos, atividade vulcânica e a imensa pressão das camadas circundantes da rocha.

O paleontólogo Michael Henderson, do Museu de História Natural Burpee, em Rockford, limpa os resíduos de um osso de mandíbula
de um nanotyrannus

 

 

Por essa razão, cada espécime de fóssil pode ser importante: ela tem o potencial de acrescentar algo ao conhecimento científico sobre a vida na Terra. Isso é especialmente verdadeiro se o fóssil é de um animal vertebrado ou de algum que tenha espinha dorsal. Quando paleontólogos amadores descobrem fósseis de vertebrados, a melhor coisa a fazer é entrar em contado com um museu ou instalação de pesquisa para obter ajuda. Existem vários motivos para isso, leia alguns deles abaixo.

Remover um fóssil de suas cercanias anula o seu contexto: você perde qualquer conhecimento sobre outra espécie de planta ou animal que foi fossilizado nas proximidades.
Apesar de serem feitos essencialmente de rocha, é muito fácil danificar fósseis durante a escavação. Como alguns depósitos fossilíferos contêm os ossos de muitos animais, também pode ser difícil indicar quais ossos pertencem a quais espécies.

Para os paleontólogos, a escavação de um fóssil é um processo lento e cuidadoso. Apesar de uma equipe de escavação poder usar ferramentas grandes e guindastes para remover um esqueleto inteiro em uma grande laje, remover os ossos da rocha circundante leva tempo e paciência. Por essa razão, ao trabalhar com grandes esqueletos ou ossos, os paleontólogos geralmente removem grandes espécimes, as embalam em gesso e as enviam para uma instalação de pesquisa para facilitar seu estudo.
Ao trabalhar partindo das superfícies de osso expostas para as superfícies não-expostas, os paleontólogos lentamente lascam a matriz da rocha que circunda o osso. Isso pode parecer difícil, mas existe um nível de debilidade entre o osso e a rocha. A rocha tenderá a se partir ao longo desse nível com a ajuda de ferramentas, como pincéis e instrumentos dentários. Os paleontólogos também podem pulverizar a rocha com água para amolecer o sedimento.
Às vezes, o osso fossilizado é quebradiço: tão quebradiço que o processo de remoção poderia fazê-lo se despedaçar ou quebrar. Quando isso ocorre, os pesquisadores reforçam o osso com uma cola ou resina fina. Esse líquido encharca o osso, reforçando sua estrutura. Essa etapa requer muito cuidado, já que a cola pode permanentemente unir ao osso lascas de sedimento ou poeira.

Especialistas protegem um dente de elephas em um canteiro de obras em Beijing, China, com moldura e ripas de madeiras

Depois que o fóssil é removido da rocha, os cientistas podem determinar sua idade usando um espectrômetro de massa, medindo os isótopos para a datação radiométrica. Outra técnica é comparar o fóssil a outras amostras com idades conhecidas. Outras ferramentas incluem varreduras de tomografia computadorizada e modelos de computador. Quando se trata de animais vertebrados, os paleontólogos também podem lidar com o esqueleto como se ele fosse um gigante quebra-cabeça, tentando descobrir exatamente como os ossos se encaixam para determinar como o animal vivia e se movimentava.
O objetivo geral de tudo isso é aprender algo sobre a vida na Terra.

Adaptado de: http://ciencia.hsw.uol.com.br/fossil5.htm

A busca por fósseis

Paleontólogos escavam um mastodonte de mais de 30 mil anos de idade no Projeto da Reserva Eastside

Se você deseja estudar um animal na natureza, você começa descobrindo o seu hábitat (você viaja para a Austrália para estudar os cangurus ou para a China para estudar os coalas). O mesmo vale para os fósseis. Se você estiver procurando por mamutes ou outros mamíferos congelados, você os buscará em geleiras, grutas congeladas e tundras. Para descobrir fósseis em rocha sedimentar, você procurará por camadas de rocha que tenham a mesma idade dos fósseis que você deseja estudar. Para fazer isso, você consultaria um mapa geológico, que mostra as localizações, características e idades das formações rochosas.
Os cartógrafos usam fontes de dados como fotos aéreas e pesquisas para determinar os locais e suas características. As idades da rocha são calculadas por meio de datação radiométrica. Você pode ter ouvido falar de um tipo de datação radiométrica, a datação do carbono-14, que os cientistas geralmente usam para determinar a idade de artefatos arqueológicos. Como todos os métodos de datação radiométrica, a datação do carbono-14 determina a idade de uma amostra analisando a desintegração radioativa de átomos específicos na amostra. Os átomos medidos são os isótopos: átomos que são idênticos, exceto pelo número de nêutrons em seus núcleos. Você pode ler mais sobre esse processo em Como funciona a radiação nuclear. Os isótopos usados para determinar a idade das rochas perdem seus nêutrons extras até se tornarem estáveis, e os cientistas medem as proporções dos dois isótopos.

Fósseis de três trilobites na
exposição America Migrante

A datação do carbono-14 não é usada para medir a idade de fósseis porque sua meia-vida (a quantidade de tempo necessária para que metade dos átomos da amostra se desintegre) é muito curta. A datação do carbono-14 pode determinar a idade das amostras até cerca de 60 mil anos atrás, mas muitas camadas de rocha e os fósseis que elas contêm têm milhões ou bilhões de anos de idade. Para determinar as idades dessas amostras, os cientistas medem outros isótopos radioativos, como o potássio-40 e o urânio-238, que são encontrados em rocha ígnea circundante. Cada um desses isótopos tem uma meia-vida de mais de um bilhão de anos, comparados com a meia-vida do carbono-14 de somente 5.730 anos.
Portanto, se você deseja procurar por ossos de um tiranossauro rex, deve buscar rochas expostas que tenham cerca de 65 milhões de anos de idade. Se deseja encontrar um trilobite, como aqueles retratados acima, você precisa de uma rocha muito mais antiga: ela deve ter mais de 245 milhões de anos de idade. E se você quiser estudar a cianobactéria que compõe algumas das formas de vidas mais antigas da Terra, precisa encontrar rochas que tenham cerca de 3,5 bilhões de anos de idade.
Depois de encontrar a rocha certa, descobrir um fóssil requer sorte e um bom olho. A fossilização é uma ocorrência relativamente rara, assim você pode gastar muito tempo vasculhando uma provável formação sem descobrir quaisquer ossos, pegadas ou impressões. Se você encontrar um fóssil, a próxima etapa é a escavação e a preparação.

Adaptado de: http://ciencia.hsw.uol.com.br/fossil4.htm

Dificuldades da paleontologia brasileira

O acaso muitas vezes está envolvido na descoberta de fósseis. O dente do Baurusuchus salgadoensis foi encontrado por um menino, que resolveu levá-lo a seu professor de ciências, João Tadeu Arruda, em 2005. Ainda bem que Arruda desconfiou se tratar de um fóssil, ou os 11 esqueletos completos do animal ainda estariam enterrados em Bauru, no interior paulista. Outro caso é o do Uberabatitan ribeiroi, cujos primeiros ossos foram encontrados na construção da rodovia BR-050, que liga Brasília (DF) a Santos (SP).

O paleontólogo Ismar de Souza Carvalho trabalhando em campo.

 Carvalho explica que isso é normal porque o país é muito grande e não há paleontólogos para mapear todo o território. A busca de fósseis depende muito do financiamento público, e não é sempre que se conseguem recursos suficientes para uma escavação que pode durar anos. Entre as poucas empresas privadas que têm interesse em escavações estão as que prospectam petróleo – porque existem microfósseis que ajudam a determinar se um lugar tem chance de ter petróleo ou não.

Outro processo que pode ser tão demorado quanto a escavação do fóssil é a publicação do estudo sobre ele em revistas internacionais dedicadas ao assunto, importante para consolidar a descoberta do animal na comunidade científica. Para Carvalho, que demorou três anos para publicar o achado do Amazonsauro, em 1991, os empecilhos para a publicação são intencionais. “[As publicações estrangeiras] São destinadas basicamente para a produção de conhecimento de seus países, EUA e União Europeia. Hoje existem milhares de tentativas de publicação por chineses, argentinos, brasileiros, indianos, russos; acredito que não são aceitos porque eles querem manter essa predominância, esse monopólio da informação.”

Carvalho diz comemorar cada artigo publicado como uma vitória para o país. “Saber como foi o tempo no Cretáceo, os ecossistemas, construir essa história geológica sob o ponto de vista de quem está abaixo da linha do Equador”, diz ele, que quer tornar a "paleontologia mais brasileira". Nomes de espécies como arrudacamposi ou ribeiroi carregam homenagens a brasileiros envolvidos na descoberta, para ajudar a nacionalizar a ciência.

Adaptado de: http://revistaepoca.globo.com/Revista/Epoca/0,,EMI85152-15224-2,00-ZOOLOGICO+PREHISTORICO.html

Como refazer um animal pré-histórico

O mais importante para reconstruir um animal a partir de um fóssil é conhecer sua anatomia, ou de seus parentes atuais. “Partimos do atualismo: o presente é a chave do passado. Se eu sei que um animal é parente do crocodilo, eu investigo os crocodilos do presente e chego ao passado”, diz Felipe Vasconcellos, paleontólogo e professor da UFRJ, que trabalha com reconstituições. Também é de grande valor encontrar vestígios dos animais, como pegadas, fezes fossilizadas e ovos, e conhecer a geologia do local onde ele foi achado.

Processo de reconstrução em 3D da cabeça do Montealtosuchus arrudacamposi.

 Com essas informações, o artista, acompanhado de um paleontólogo, recria o animal inteiro ou parte dele. Em alguns casos mais recentes fez-se uma tomografia (a mesma usada em casos médicos) nos fósseis para conseguir uma imagem 3D mais exata. Mas geralmente o artista cria diretamente das informações do fóssil.

Se não há muita liberdade para interferir na estrutura do animal, detalhes como seu comportamento, a cena representada e até as cores da pele cabem ao artista. “Sempre tem espaço para o artista criar – se hoje existem lagartos azul cobalto, que brilham mais do que caneta marca-texto, por que não poderiam existir antes?”, diz Vasconcellos. Nem sempre é possível recriar um animal a partir de qualquer osso. “Reconstituições complexas dependem de muitos fósseis, ou de fósseis muito específicos”, afirma Vasconcellos. O pequeno Brasilichnium elusivum é um dos poucos mamíferos conhecidos do período Cretáceo que viveram em território brasileiro. Tal é a dificuldade de achar seus fósseis que sua reconstrução foi elaborada somente em cima de pegadas que sua espécie deixou. “[O clima do país] é muito quente, e há uma tendência das rochas superficiais serem alteradas. Isso torna difícil achar fósseis inteiros, que não tenham sido decompostos”, afirma o paleontólogo Ismar de Souza Carvalho, professor da UFRJ.

Adaptado de: http://revistaepoca.globo.com/Revista/Epoca/0,,EMI85152-15224-2,00-ZOOLOGICO+PREHISTORICO.html

Sabia que você pode fazer um fóssil?

Para a sua experiência de criar um fóssil parecido com aqueles que demoram milhares de anos para se formar, você vai precisar de:
• 1 balde (ou um recipiente fundo para abrigar o seu fóssil)
• Areia para encher o balde até a metade
• Esponjas sintéticas
• Sal de cozinha (aproximadamente 2 colheres de sopa por litro de água)
• Água quente suficiente para cobrir a areia
• Canetas hidrocor grossas
• Tesoura

Coloque a água para esquentar antes de começar.

Para começar, desenhe seu osso de dinossauro, de gente, de qualquer bicho que venha na cabeça em uma esponja. Depois é só recortar. Recortou? Então coloque em um balde um pouco de areia e sobre ela arrume o osso que você recortou na esponja. Agora, cubra-o com areia. Aperte um pouco a areia para não ficarem muitos espaços entre ela e a esponja. E a sua água, já esquentou? Não precisa ferver, basta estar bem quente. Acrescente o sal e mexa até dissolvê-lo por completo. Agora com a minha a ajuda de um adulto despeje a água até cobrir a areia, espere um pouco ela penetrar para ver se cobriu tudo. Finalmente, é só ter paciência e esperar toda a água secar por completo. Lembre-se que se a experiência for feita em dias úmidos demorará mais a secar. Depois é só cavar, como fazem os arqueólogos, paleontólogos e cientistas da área e finalmente encontrará o seu fóssil. Professor antes de desenterrar o material, converse com os seus alunos o que eles imaginam que possa ter acontecido com o osso de esponja, para que comparem as suas previsões com o que de fato será observado.

Resultado esperado: as esponjas ficaram duras como ossos de fósseis.

Adaptado de: http://www.pulganaideia.com.br/modulos/canais/descricao.php?cod=43&codcan=13

Do osso à pedra: criando fósseis

 

Ovos fossilizados em exibição no Museu da Mongólia

A maioria dos esqueletos de dinossauro que você vê em museus existe devido às rochas sedimentares. Esses fósseis começaram a surgir quando um dinossauro morreu em um ambiente que tinha muito sedimento móvel, como um oceano, leito de rio ou lago. Um local assim é uma zona bêntica: a parte mais profunda de um corpo d´água. Esse sedimento rapidamente enterrou o dinossauro, oferecendo ao seu corpo proteção contra a decomposição. Enquanto as partes macias do dinossauro eventualmente se decompuseram, suas partes duras (ossos, dentes e garras) permaneceram. Mas um osso enterrado não é a mesma coisa que um fóssil. Para se tornar um fóssil o osso precisa se tornar rocha. As partes orgânicas do osso, como as células sangüíneas, colágeno (uma proteína) e gordura, eventualmente, se decompõem. Mas as partes inorgânicas do osso, ou as partes compostas de minerais como o cálcio, têm mais poder de permanência. Elas permanecem após o desaparecimento dos materiais orgânicos, criando um mineral frágil e poroso no formato do osso original.
Outros minerais reforçam esse osso, fundindo-o em um fóssil. A água gradualmente percorre o interior do osso, transportando minerais como ferro e carbonato de cálcio extraídos do sedimento circundante. Quando a água penetra os ossos do dinossauro, alguns desses materiais se precipitam dentro de seus poros microscópicos. À medida que esse processo continua, o osso se torna mais e mais parecido com rocha. Isso é como encher uma esponja com cola (em inglês): a estrutura física da esponja permanece a mesma, e os poros e buracos dentro dela são preenchidos. A cola torna a esponja mais robusta e mais resistente a danos. Ossos grandes e espessos, que têm mais espaço para a cola mineral, formam fósseis melhores do que ossos pequenos e finos. Com o passar de milhões de anos, o sedimento ao redor desses ossos reforçados se torna rocha sedimentar. A erosão, as marés e outros processos naturais continuam a depositar mais sedimento, e esse sedimento também se torna rocha. Enquanto eles podem reter a pressão da rocha circundante, os ossos permanecem ocultos e preservados de forma segura. Após milhões de anos, algum processo natural, como a mudança gradual da superfície do planeta, pode revelar essas camadas e os fósseis que elas contêm.

Uma trilha fóssil no declive de uma colina no condado de Yongjing-China

 

A rocha sedimentar também pode conter traços fósseis, que registram o comportamento de um organismo. Alguns dos traços fósseis mais conhecidos são as trilhas fósseis, ou percursos de animais extintos. Eles se formam quando um animal deixa suas impressões em solo macio, mas firme, que cria um molde. Esse molde é enchido com sedimento, e ambos, o molde e seu preenchimento, endurecem durante milhões de anos. Forças naturais como a erosão removem as camadas superiores da rocha, revelando as pegadas preservadas sob elas. O sedimento também pode encher o molde e endurecê-lo em uma fôrma, ou uma reprodução da pata que criou a pegada. Isso também pode acontecer com outros traços como tocas e túneis. Alguns outros traços fósseis incluem coprólitos (esterco fossilizado), marcas de dentes em ossos ou madeira, e ninhos. O sedimento pode até preservar a vida da planta. As plantas podem deixar impressões no sedimento endurecido ou se tornar madeira petrificada após passar por grande parte do mesmo processo dos ossos de dinossauro fossilizados. Esse tipo de fossilização cria fósseis mais resistentes, mas ele somente pode ocorrer sob condições específicas.

Um homem segura um inseto fossilizado em âmbar durante
uma exposição de minerais e gemas do Paquistão,
em maio de 2002

Quando um animal é preso em piche ou parafina que ocorre naturalmente, seu corpo inteiro pode ser preservado. Enquanto a parafina e outras ceras podem preservar o tecido mole de um animal, substâncias como o piche preservam somente as partes duras. Um bom exemplo disso são os mamíferos e as plantas preservadas no La Brea Tar Pits, em Los Angeles, Califórnia. A cor dos ossos escavados das piscinas de piche geralmente é marrom escuro, pois eles absorveram o piche através de seus poros. O piche e a parafina também podem preservar plantas. Algumas formas de vida, incluindo os seres humanos, também foram preservadas em turfa, que é composta principalmente de musgos decompostos.

Adaptado de: http://ciencia.hsw.uol.com.br/fossil3.htm