Por Que a Fossilização só Pode Ocorrer em Rochas Sedimentares?

Quando animais, plantas e outros organismos morrem, eles geralmente se deterioram completamente. Mas, às vezes, quando as condições são adequadas, elas são preservadas como fósseis. Vários processos físicos e químicos diferentes criam  fósseis.

O congelamento, a secagem e a embalagem, como alcatrão ou resina, podem criar fósseis de corpo inteiro que preservam os tecidos corporais. Esses fósseis representam os organismos como eram quando viviam, mas esses tipos de fósseis são muito raros.

Como Se Formam Os Fósseis

O calor e a pressão de ser enterrado em sedimentos às vezes podem fazer com que os tecidos dos organismos – incluindo folhas de plantas e partes moles do corpo de peixes, répteis e invertebrados marinhos – liberem hidrogênio e oxigênio, deixando para trás um resíduo de  carbono.  Esse processo – que é chamado de carbonização ou destilação – produz uma impressão detalhada de carbono do organismo morto nas rochas sedimentares.

O método mais comum de fossilização é chamado permineralização ou petrificação. Depois que os tecidos moles de um organismo se decompõem em sedimentos, as partes duras – principalmente os ossos – são deixadas para trás.  A água penetra nos restos, e os minerais dissolvidos na água penetram nos espaços dentro dos restos, onde formam cristais. Esses minerais cristalizados endurecem os restos junto com a rocha sedimentar envolvente.

Em outro processo de fossilização, chamado substituição, os minerais nas águas subterrâneas substituem os minerais que compõem os restos corporais depois que a água dissolve completamente as partes duras originais do organismo.

Fósseis também se formam a partir de moldes. Se um organismo se dissolve completamente na rocha sedimentar, pode deixar uma impressão de seu exterior na rocha, chamado molde externo. Se esse molde for preenchido com outros minerais, ele se tornará um molde.  Um molde interno se forma quando sedimentos ou minerais preenchem a cavidade interna, como uma concha ou crânio, de um organismo, e os restos se dissolvem.

Remanescentes Orgânicos

Nos últimos anos, os pesquisadores descobriram que alguns fósseis não são feitos apenas de minerais. Análises fósseis mostraram, por exemplo, que alguns retêm material orgânico  datado do Cretáceo, um período que durou de 65,5 a 145,5 milhões de anos atrás, e o período Jurássico, de 145,5 a 199,6 milhões de anos atrás.  Os testes sugerem que esses materiais orgânicos pertencem aos dinossauros porque correspondem a certas proteínas das aves, que evoluíram dos dinossauros .

Antes, ninguém pensava ser possível que qualquer material endógeno – material proveniente do animal – pudesse ser deixado para trás após o processo de fossilização.

Não está claro como o material orgânico é preservado, mas o ferro pode ajudar as proteínas a se tornarem reticuladas e irreconhecíveis, ou indisponíveis para as bactérias que de outra forma as consumiriam.  O formaldeído funciona de maneira semelhante, reticulando os aminoácidos que compõem as proteínas, tornando-as mais resistentes à decomposição.

Outra ideia é a “alvenaria microbiana”. É possível que as bactérias que inicialmente mastigaram o tecido estejam secretando minerais como um produto residual que hermeticamente, selem um pouco do que resta, quase como um pedreiro selando uma estrutura.

Fósseis Formados Pelo Arenito

Além disso, o arenito – rocha feita de grãos do tamanho de areia de minerais, sedimentos ou material inorgânico – parece ser o melhor tipo de ambiente para preservar o material orgânico em fósseis.

O arenito é como um monte de camadas sentado um em cima da outra, com grandes áreas espaçadas entre eles.  Portanto, parece que a rápida deterioração pode promover o processo de preservação. Talvez precisemos que as bactérias passem rápido e se fragmentem no sedimento, para que possam sequestrar parte do material orgânico sobrevivente no processo.

Por Que a Fossilização só Pode Ocorrer em Rochas Sedimentares?

Todas as rochas pertencem a uma das três classes – ígneas, formadas no subsolo com grande calor e pressão; sedimentares, camadas que se acumulam e são cimentadas com graus variados de dureza; depósitos metamórficos e sedimentares que são deformados e dobrados ou metamorfoseados com calor, pressão e movimento tectônico, mas próximos a superfície da Terra. O conglomerado não é um tipo de rocha em si, mas literalmente um conglomerado de rochas que foram cimentadas de várias maneiras.

Destes, são as rochas sedimentares que têm contato com a flora e a fauna que podem ficar presos em uma enchente, deslizamento de terra ou outro evento que os prende em uma camada sedimentar. Com o tempo, a maior parte do objeto anteriormente vivo é substituída quimicamente, deixando um fóssil ou um elenco do objeto que existia anteriormente.Ocasionalmente, rochas metamórficas podem ter traços fósseis nelas da rocha mãe sedimentar, mas isso é muito raro.

Entre os três tipos de rochas no ciclo das rochas, as rochas sedimentares se formam a partir da litificação de sedimentos depositados pela água. Os depósitos tipicamente fossilíferos já foram ambientes marinhos na história antiga. Sob grande calor e pressão, as rochas sedimentares podem se transformar em rochas metamórficas. Isso ocorre quando a rocha se aproxima de uma fonte de calor através de processos tectônicos de placas, como a subducção, momento em que os fósseis são derretidos.

Por Que não Há Fósseis em Outras Rochas

O derretimento adicional da rocha metamórfica no magma esfria na rocha ígnea, que não poderia hospedar a vida em um calor tão extremo. Mas, com o tempo e a erosão, as rochas metamórficas e ígneas tornam-se parte de cenários aluviais novamente (rios, lagos, pântanos, leques, oceanos), onde a biologia pode ser registrada no registro geológico.

Em comparação, o metamorfismo destrói a delicada estrutura dos minerais que formam conchas e partes duras. Os fósseis sobrevivem apenas ao grau mais suave de metamorfismo.

Rochas magmáticas cristalizam a partir do magma, rocha derretida que é tão quente que queima e volatiliza a matéria orgânica e recristaliza ou decompõe partes duras mineralizadas em compostos químicos mais simples.Rochas ígneas se formam a temperaturas acima de 700 graus Celsius. Às vezes, uma rocha ígnea extrusiva forma ‘fósseis’, quando um fluxo de lava ultrapassa um animal ou planta. Mas o calor da lava normalmente a consome. No entanto, ocasionalmente, esse processo deixa uma espécie de fóssil: um molde.

A matéria viva tende a ser bastante frágil. Pensamos na carne como mole e nos ossos como duros … mas, na verdade, ambos são muito frágeis. Ossos enterrados no subsolo podem desaparecer em algumas centenas de anos ou menos. Ossos na superfície também não duram muito.

O único material magmático que preserva os fósseis é a cinza vulcânica, porque a cinza transportada pelo ar esfria com rapidez suficiente para não destruir os corpos que sufoca e enterra. As cinzas vulcânicas são consideradas um depósito sedimentar porque se depositam como partículas sólidas, não como gotículas de magma.