Introduzindo Paleontologia para os pequeninos...

Fóssil de mentira, descoberta de verdade

Aprenda a fazer um fóssil de brincadeira e desafie seus amigos a descobrir a que planta ele pertence

Por: Nelio Bizzo, Departamento de Educação, Universidade de São Paulo

Publicado em 06/10/2008 | Atualizado em 12/08/2010

(Ilustração: Gil).

Fósseis, você sabe o que são: vestígios de animais e plantas que viveram na Terra. Eles podem ser dentes, ossos, pegadas e até cocô de bichos, além de folhas ou caules de vegetais, entre muitas outras possibilidades. Desde pequeno, Charles Darwin demonstrou interesse por fósseis. Durante a viagem no Beagle, o naturalista inglês também teve a chance de coletá-los em diferentes partes do mundo. Aliado à observação de organismos vivos, isso auxiliou Darwin a formular a teoria de que os animais e as plantas do planeta se modificam ao longo do tempo, dando origem a novas espécies. Embora não seja possível ver as grandes mudanças da evolução acontecendo, pois elas ocorrem lentamente, é possível encontrar pistas de como ela se dá. Uma das pistas são os fósseis. Afinal, eles permitem a comparação entre os seres vivos do passado e os atuais. Então, o que você acha de aprender a fazer alguns vestígios desse tipo, só que de brincadeirinha, e desafiar seus amigos a realizar uma descoberta a partir deles?

Você vai precisar de:

- jornal;
- um pouco de cimento (para fazer dois fósseis, meio quilo é suficiente);
- água;
- luvas descartáveis;
- copos descartáveis (200 mililitros);
- um jardim;
- uma fonte confiável para identificação de plantas (pode ser um livro ou mesmo um dos seus professores).
- uma tesoura ou uma faca (sem ponta!).

Primeiro passo: hora de formar grupos

Chame seus amigos e dividam-se em grupos. Cada grupo deve ir ao jardim e escolher uma folha de alguma planta, que caiba dentro do copo descartável sem ser dobrada ou amassada. Se você encontrar uma folha com bastante relevo, como a da foto, melhor ainda. A seguir, será preciso identificar a que espécie ela pertence. Mas, atenção: não mostre aos outros qual folha foi escolhida e nem conte a que espécie ela pertence!

Foto: Mara Figueira

Segundo passo: fabricação de fósseis

Forre o chão ou uma mesa com o jornal. Coloque as luvas para proteger as mãos. Encha um copo descartável com cimento até a metade. Vá acrescentando a água até a mistura virar uma massa molhada. Se sobrar um pouco de líquido na superfície, retire-o. Espere alguns minutos. A seguir, ponha a folha escolhida pelo seu grupo sobre a massa e, por fim, acrescente mais um pouco de cimento misturado com água, só para cobrir levemente a folha. Atenção: use bem pouco cimento e procure cobrir somente a folha. Se ficar uma falha, nos limites dela, não tem problema: é assim mesmo. Deixe secar por uma semana.

Como são os fósseis de verdade?

Fósseis são vegetais e animais que foram soterrados pelos sedimentos – areias ou lamas, por exemplo – de um rio, mar, lago ou deserto. Essas areias e lamas endureceram e se transformaram em rochas, permitindo que vestígios desses seres vivos – como ossos, dentes, folhas ou troncos – ficassem preservados por milhões de anos. A formação de um fóssil é algo difícil de acontecer, pois exige, por exemplo, que os animais e as plantas tenham sido soterrados rapidamente, de forma que não possa ter ocorrido a ação dos organismos que, na natureza, se alimentam de bichos e vegetais já mortos.

Terceiro passo: momento de descobertas

Cada grupo deve retirar o seu fóssil de dentro do copo plástico, quebrando a leve camada de cimento que recobre a folha, usando a tesoura ou a faca (sem ponta, não esqueçam!). Depois, retire a folha que havia sido posta ali. Nesse momento, será possível ver a marca deixada por ela no cimento. Esta marca será considerada o fóssil do seu grupo. É hora, então, de trocá-lo com o outro grupo, que deverá seguir para o jardim e tentar identificar que planta deu origem a ele. Da mesma forma, o seu grupo precisa descobrir qual planta deu origem ao fóssil que recebeu dos outros participantes da brincadeira.

E, então, gostou desse jogo de descobertas? Pois saiba que o fóssil que você produziu, se não fosse de brincadeirinha, seria chamado de preservação por moldagem pelos paleontólogos. Quem sabe, no futuro, você se interesse em analisar fósseis de verdade?!

Nelio Bizzo
Departamento de Educação
Universidade de São Paulo
Autor dos livros Evolução, da Editora Ática, e Darwin, da Editora Odysseu

Métodos de Datação Radiométricos

“Vários estudos mostram que 14C tem sido detectado em amostras que não deveriam conter nenhuma quantidade detectável deste elemento, devido às idades atribuidas por outros métodos de datação.”
Dr. John Baumgardner

Nos métodos de datação radiométrica, a quantidade dos elementos químicos analisados é tão pequena, que técnicas como a de Espectrometria de Aceleração de Massa precisam ser utilizadas. No espectrômetro de massa, substâncias são bombardeadas para produzir átomos eletricamente carregados (íons). Estes átomos atravessam um campo magnético que produz uma trajetória diferente, dependendo da massa e da carga elétrica do íon. Assim os isótopos são identificados e as suas quantidades medidas (ilustração ao lado).

Dessas medições, duas técnicas distintas podem ser utilizadas para se obter a data da amostra. A primeira é a datação radiométrica simples ou geral, na qual é admitida uma quantidade inicial do elemento-filho na amostra. De forma resumida, a idade de uma amostra pode ser calculada usando-se a seguinte equação:

N_o é a concentração inicial admitida do elemento radioativo, e N é a concentração atual medida no laboratório. t1/2 é a meia-vida do elemento. Outra equação opcional utiliza as concentrações atuais medidas em laboratório tanto do elemento-pai quanto do elemento filho:

D é a concentração do elemento-filho, P a concentração do elemento-pai, medidas no laboratório, e t1/2 é a meia-vida do elemento.

Duas pressuposições comprometem esta técnica:

1. Condição inicial: a quantidade admitida de isótopos-filho no momento de formação da rocha é zero (ou então conhecida independentemente, podendo ser assim compensada nos cálculos).
2. Contaminação: nenhuma quantidade de isótopos-pai ou isótopos-filho entrou ou saiu da amostra.

Caso uma dessas duas pressuposições não seja verdadeira, a data calculada estará incorreta.

Uma segunda técnica foi proposta na década de 60, pelo geólogo Nicolaysen¹, com o intuito de evitar este problema.²

Esta técnica é conhecida por isochron e pode ser utilizada quando o elemento-filho possui um isótopo estável, além daquele produzido pela desintegração do elemento-pai. Neste caso, teoricamente, não há necessidade de se pressupor a quantidade inicial do elemento-filho na formação da rocha, pois, no momento da cristalização, a proporção entre o isótopo estável e o isótopo radioativo é independente do elemento-pai.

À medida que o tempo avança, as quantidades começam a mudar. Devido a desintegração, a quantidade de isótopos do elemento-pai diminui, e a quantidade de isótopos radioativo do elemento-filho aumenta.

Podemos equacionar estas proporções de numa forma geral:

D é a concentração do isótopo radioativo do elemento-filho e D_o a sua concentração inicial, D_i é a concentração do isótopo estável relativo ao elemento-filho, e P é a concentração do isótopo-pai.

O primeiro termo da equação, D/ D_i, representa a quantidade do isótopo radioativo acumulada através do tempo. O terceiro termo da equação, D_o/D_i, representa a quantidade inicial do isótopo radioativo. O segundo termo representa a quantidade acumulada do elemento-pai.

O valor m que determina a inclinação da reta da linha reproduzida num gráfico isochron fornece a idade da rocha.

As variáveis da equação podem ser facilmente identificadas nos métodos de datação por meio dos elementos da tabela apresentada abaixo. Nela, estão relacionados os elementos dos métodos mais comuns:

Todos os métodos que usam esta técnica admitem que dentre os elementos de formação da rocha existe uma quantidade desconhecida de um isótopo estável e de outro isótopo radioativo do elemento-filho, juntamente com uma quantidade de isótopos do elemento-pai. Eles também admitem que a quantidade do isótopo estável permaneceu constante durante toda a existência da rocha.

Para que a técnica funcione, as amostras a serem utilizadas para avaliação da idade devem ter sido retiradas de uma mesma rocha. Várias rochas provenientes de uma mesma origem conhecida também podem ser usadas.

No entanto, existem três condições necessárias que devem ser satisfeitas para que o método isochron funcione:

1. Todas as amostras devem possuir a mesma idade.
2. Todas devem possuir a mesma proporção inicial dos isótopos-filho.
3. Deve haver uma ampla variação nas proporções isótopo-pai/ isótopo-filho nas amostras.

Embora o método isochron seja considerado como solução do problema da quantidade inicial dos isótopos-filho numa amostra, ele não está livre de pressuposições e de outros problemas.³

A metodologia de datação radiométrica é uma ciência de grande precisão no que diz respeito às técnicas utilizadas. Obviamente, podem existir problemas com a maneira como uma amostra é tratada (contaminação) e com a interpretação dos resultados (contradições). Mas o problema principal, mais uma vez, são as pressuposições.

Para que os cálculos sejam confiáveis, todos os métodos precisam admitir que nada poderia ter ocorrido no passado que produzisse qualquer alteração das quantidades dos elementos estudados e mesmo das constantes utilizadas (como a meia-vida do elemento).

Por exemplo, uma anomalia poderia produzir um acúmulo rápido de isótopos-filho, mas isto não produziria uma longa escala de tempo. Assumir que rochas são sistemas completamente fechados por eons de tempo, ainda é algo por ser provado. Não existe nada conhecido pela ciência moderna que esteja num isolamento total.

Seria então possível questionar cientificamente as longas eras produzidas pelos métodos de datação radiométrica? Seria possível que as datas atribuídas aos fósseis estejam erradas? Seria possível que as pressuposições que definem a base de funcionamento dos métodos de datação estejam equivocadas? A resposta é sim!

Referências

¹ L. O. Nicolaysen, “Graphic interpretation of discordant age measurements on metamorphic rocks”, Annals of the New York Academy of Sciences, 1961, vol. 91, pages 198-206.

² G. Brent Dalrymple, The Age of the Earth. California: Stanford University Press, 1991, p. 72-74.

³ G. Faure, Principles of Isotope Geology (Second Edition). New York: John Wiley and Sons, 1986, Capítulo 7. Ver também Y. F. Zheng, “Influences of the nature of the initial Rb- Sr system on isochron validity”, Chemical Geology, 80, 1989, pp. 1-16.

Este artigo está baseado numa parte do Capítulo 6 “A Origem dos Bilhões de Anos: Métodos de Datação” do livro “Como Tudo Começou – Uma Introdução ao Criacionismo”

A importância da Paleontologia para a Biologia

A Paleontologia é a ciência que estuda evidências da vida pré-histórica preservadas nas rochas (os fósseis), e elucida não apenas o significado evolutivo e temporal, mas também a aplicação na busca de bens minerais e energéticos (FILIPE, 2008). 

O objetivo imediato de estudo da Paleontologia são os fósseis, pois são eles que, na atualidade, encerram a informação sobre a vida do passado do Planeta. Por isso, se diz frequentemente que a Paleontologia é, simplesmente, a ciência que estuda os fósseis. Contudo, esta é uma definição redutora, que limita o alcance da Paleontologia, pois os seus objetivos fundamentais não se restringem ao estudo dos restos fossilizados dos organismos do passado. A Paleontologia não "pretende" apenas estudar os fósseis, procura também, com base neles, entre outros aspectos, conhecer a vida do passado geológico da terra (CASSAB, 2004).

É na Biologia que o Paleontólogo busca subsídios para estudar os fósseis, já que eles são restos de um antigo organismo vivo. Em retorno, a Paleontologia fornece aos biólogos uma dimensão do tempo em que os grandes ecossistemas atuais se estabeleceram e também informações complementares às teorias evolutivas (CASSAB, 2004).

A Paleontologia é subdividida em vários ramos de estudos que fornecem melhores detalhes sobre a vida do planeta no passado. Entre estes ramos são destacados: Paleobotânica que estuda as plantas fósseis de um modo geral. Uma grande parte estuda os polens e esporos, que devido a sua excepcional preservação, são amplamente usados para datação e são abordados dentro da Paleopalinologia. A Paleontologia de invertebrados, na qual os fósseis são principalmente marinhos, possibilitam estabelecer correlações cronoestratigráficas de bacias distantes e são utilizados para delimitar províncias paleobiogeográficas A Paleontologia dos vertebrados têm também atuado na divulgação científica da Paleontologia, através de seu estudo. A Paleoicnologia estuda os icnofósseis, que são estruturas biogênicas resultantes da atividade dos seres vivos. Correspondem a marcas como pistas, pegadas, perfurações, escavações, marcas completas de repouso, refletindo o comportamento do organismo quando em vida. Paleoecologia, que estuda as relações dos organismos entre si e deste com o meio. Usando os componentes da fauna e flora e vários parâmetros, tenta inferir dados como profundidade, salinidade, produção orgânica, nível de oxigenação do meio e as condições climáticas da época. Tafonomia, que é o estudo das condições e processos que propiciaram a preservação dos fósseis, desde a sua morte até ser encontrado na natureza. Sistemática, que classifica e agrupa os organismos com base na análise comparativa de seus atributos e nas relações entre eles (CASSAB, 2004).

Referências Bibliográficas:

- CASSAB, R. C. T. Objetivos e Princípios. In: Carvalho, I.S. (Ed). Paleontologia. 2 ed. Rio de Janeiro, Interciência, 2004.

- FILIPE, Carlos Henrique de Oliveira. Fósseis: formação, classificação e importância paleontológica. 2008. Disponível em: <http://www.webartigos.com/articles/9318/1/fosseis-formacao-classificacao-e-importancia-paleoecologica/pagina1.html>. Acesso em: 12 dezembro 2008.