Geologia – Fundação Paleontológica Phoenix

3 de dezembro de 20223 de dezembro de 2022

Cachoeira do Saboeiro

Por Wagner Souza-Lima

CACHOEIRA DO SABOEIRO

A Cachoeira do Saboeiro está localizada às margens do rio Vaza-Barris, aproximadamente entre as cidades de Lagarto e São Domingos, no Estado de Sergipe. Embora esteja mais próxima desta última, seu acesso mais fácil encontra-se através de Lagarto, pois evita-se tanto caminhar por uma trilha longa e pouco aberta, como ter que atravessar o rio Vaza-Barris. Por Lagarto, encontra-se a cerca de 100 km de Aracaju.

Constitui um magnífico exemplo ainda ativo da formação de travertinos associado a fontes superficiais de água doce enriquecidas em carbonato de cálcio (CaCO₃), podendo por essa razão serem também denominados de “tufas”. É talvez o único ambiente do tipo existente em Sergipe, ativo até o Recente. A cachoeira forma-se praticamente no ponto de encontro do pequeno riacho do Saboeiro com o rio Vaza-Barris, estando a poucos metros deste último. O riacho do Saboeiro é um curso d’água de pequeno porte e extensão, cuja nascente principal encontra-se cerca de 500 m a NW da cachoeira, no sítio denominado “piscina do Saboeiro”.

Do ponto de vista geológico, a nascente do riacho do Saboeiro ocorre em metacarbonatos aparentemente fraturados da Formação Olhos d’Água, já bem próximos ao contato com os filitos e metagrauvacas da Formação Frei Paulo, que ocorrem ao lado da cachoeira. Estas unidades pertencem, respectivamente, aos grupos Vaza-Barris e Simão Dias, de idade neo- a mesoproterozóica. O sítio encontra-se na margem sudoeste do “Domo de Itabaiana”, ao sul da Serra da Miaba, uma feição estrutural do tipo braquianticlinal, originada provavelmente ainda no Neo-Criogeniano (cerca de 850 Ma), antes da deformação regional de toda a faixa dobrada, que ocorreu no final do Proterozóico (no ciclo denominado “Brasiliano”, entre 850 e 500 Ma).

Mapa geológico do Domo de Itabaiana (adaptado do “Mapa geológico do Estado de Sergipe”, CPRM/CODISE, 1997). A “Cachoeira do Saboeiro” localiza-se ao sul da Serra da Miaba, às margens do rio Vaza-Barris.

A formação destes tipos de depósitos ocorre quando águas subterrâneas enriquecidas em dióxido de carbono (CO₂) entram em contato com rochas carbonáticas, provocando sua dissolução, pois o dióxido de carbono dissolvido atua como um ácido fraco, transformando o carbonato de cálcio em bicarbonato de cálcio (Ca(HCO₃)₂):

CaCO₃ + H₂O + CO₂ ⇌ Ca²⁺ + 2HCO−3

Como este composto é instável, e existe apenas em solução, quando sua concentração aumenta, qualquer perturbação no sistema que cause diminuição da pressão parcial de CO₂ (pCO₂) fará com que o carbonato de cálcio precipite novamente. E, nesse caso, a própria velocidade da corrente do córrego e o impacto das gotículas super-saturadas nas quedas d’água aumentam as interações entre a solução e o ar, favorecendo a precipitação, formando uma ampla gama de formações carbonáticas.

No sítio da cachoeira do Saboeiro são observados travertinos sob a forma de terraços, cascatas, represas, estalactites, cortinas, mini-represas, formas botrioidais ou massas de aspecto poroso envolvendo fragmentos orgânicos diversos (já decompostos, restando apenas a porosidade móldica), bem como incrustando seixos, fragmentos de rocha e conchas de gastrópodos (muitos dos quais ainda vivem nas pequenas represas).

Os travertinos estão distribuídos em uma área muito mais ampla do que o curso atual da cachoeira, sendo bem visível na escarpa adjacente ao norte, sugerindo que as condições de umidade podem ter sido mais amplas e favoráveis em tempos não muito remotos.

A presença de vegetação ao longo do trajeto do riacho, ao mesmo tempo que favorece a dissolução dos carbonatos pela presença de ácidos orgânicos, também induz sua precipitação com sua decomposição. É assim muito comum a preservação de moldes externos de pequenos fragmentos vegetais como caules, talos e frutos, bem como impressões foliares delicadamente delineadas. A precipitação de carbonato de cálcio induzida por atividade bacteriana tem sido amplamente documentada nestes processos na literatura mais recente, tendo importante papel neste tipo de precipitação ao redor de matéria orgânica em decomposição.

Percorrer o sítio da cachoeira é fácil apenas na sua parte superior, que engloba a nascente e o curto trecho do riacho até o início da queda. Já o acesso à cachoeira não é muito fácil, principalmente devido à sua altura, de cerca de 20 m, que despenca de uma escarpa íngreme e escorregadia. Há um acesso pela direita, não menos íngreme, bem marcado, difícil tanto na descida como na subida, que conta com um cabo de aço improvisado, mas não muito confiável, que serve de suporte. O elevado ângulo de mergulho das camadas da Formação Frei Paulo (cerca de 60°), dificulta o que já é difícil. Porém, com os devidos cuidados, não é impossível subir e descer.

Na parte superior, a vegetação predominante é do tipo savana gramíneo-lenhosa, com muita influência antrópica. Pequenos trechos com resquícios de vegetação nativa resistem ao longo do curso do riacho. Na área da cachoeira e do cânion do Vaza-Barris, florestas-de-galeria residuais são encontradas, ricas em pteridófitas, briófitas e licopodiófitas nas áreas úmidas.

Vale do Vaza-Barris — O vale do Vaza-Barris – visão ao sul da cachoeira

Como chegar

Chegar até o local não é difícil, mesmo em carros não tracionados. A partir de Aracaju, por Lagarto, o acesso se dá pela BR-101 e BR-349 até esta última cidade. Seguindo em direção a Simão Dias, cerca de dois quilômetros adiante, toma-se o acesso à direita para o povoado Barro Vermelho e, depois, para o Saboeiro. Todo o trajeto é facilmente roteável.

Coordenadas do sítio: 10°47’30″S; 37°36’41″O

Curso superior do riacho do Saboeiro com piscina de travertino

Formação Frei Paulo — Curso superior do riacho do Saboeiro com piscina de travertino

9 de outubro de 20219 de outubro de 2021

Fenômenos naturais e impactos ambientais sobre ecossistemas terrestres e aquáticos

Por Wagner Souza-Lima

Como vimos, a Terra é um planeta em constante movimento, em todos os aspectos possíveis. Camadas internas do planeta dissipam o calor desde o núcleo, criando imensas correntes de convecção no manto. Estas correntes movimentam as placas tectônicas, e com isso modificam as configurações dos continentes. Esses processos constroem montanhas (os movimentos denominados OROGÊNICOS), destroem placas e reciclam rochas (e com isso perdemos registros do passado…). Os movimentos das placas causam terremotos e atividades vulcânicas, que podem causar tsunamis e muita destruição. A água e o vento causam erosão das rochas, dos solos e dos sedimentos, mudam a paisagem do planeta constantemente, à nossa vista. Mas todos esses fenômenos são naturais, fazem parte da dinâmica do planeta, e ocorrem no planeta de uma ou outra forma desde a origem da Terra.

Entre o Paleoceno e o Eoceno (há 56 Ma), p. ex., estima-se que a temperatura global aumentou entre 5 e 8°C, assim permanecendo por entre 20 e 50 mil anos. As causas são ainda discutidas, mas supõe-se que o aumento tenha sido ocasionado por intenso vulcanismo no Atlântico Norte. O aumento da temperatura causou, dentre outros, a extinção de muitos foraminíferos bentônicos e o avanço dos mamíferos para a Europa e América do Norte. Já no final do Proterozoico, há cerca de 720 Ma, a Terra passou por um dos períodos mais frios da sua história. As temperaturas chegaram a valores tão baixos, que as geleiras cobriram o planeta até cerca de 25° em relação ao equador, o que levou à proposta da teoria da “Terra bola de neve (snowball Earth)”. Esses são alguns exemplos, contudo vários outros fenômenos naturais de efeitos drásticos ocorreram na Terra ao longo da sua história geológica. Muitos deles ocasionaram profundas modificações ambientais, com a extinção de muitos organismos terrestres e marinhos (figura).

Figura 1: Representação das posição relativa dos mares em relação ao nível atual (0, no eixo y) ao longo do tempo geológico (eixo x). O tempo está representado de forma abreviada: N (Neogeno), Pg (Paleogeno), K (Cretáceo), J (Jurássico), Tr (Triássico), P (Permiano), C (Carbonífero), D (Devoniano), S (Siluriano), O (Ordoviciano), Cm (Cambriano). As curvas variam de acordo com a metodologia empregada, assim são mostradas duas opções, a azul e a vermelha. Fonte: www.globalwarmingart.com (CC BY-SA 3.0).

Então poderíamos pensar: o aquecimento global não é uma ameaça? Ele já aconteceu outras vezes… A questão é como e a quais taxas isso acontece. As variações globais de temperatura ocorreram e ainda ocorrem. São processos naturais, por vezes influenciado por questões interplanetárias. Mas ocorrem como processos muito, muito lentos – o aquecimento do limite Paleoceno-Eoceno, p. ex., levou cerca de 30 mil anos. Isso é rápido do ponto de vista geológico, mas do ponto de vista da vida humana, é um tempo enorme. O problema é quando esses processos ocorrem de forma acelerada, como decorrente da ação humana.

Os homens desmatam, matam, constroem, poluem, envenenam o meio ambiente. Tudo muda drasticamente numa questão de anos a poucos dias! Desastres ambientais do tipo que ocorreu em Mariana (2015; figura 2) e Brumadinho (2019) causam danos ambientais imensuráveis! A aceleração do desmatamento, queimadas, poluição industrial, liberação de monóxido de carbono, dentre outros, acelera o aumento da temperatura global, independentemente de ser uma tendência natural ou não. O aquecimento acentuado, descontrolado, leva ao derretimento das calotas polares e dos campos de gelo das altitudes, causando a elevação do nível dos mares.

Figura 2: Bento Rodrigues, Mariana, Minas Gerais, após o rompimento da barragem da Samarco (19/11/2015). Foto: Rogério Alves, TV Senado (CC BY 2.0).

A elevação e descida do nível dos mares é também um processo natural. Entre meados do Cretáceo e hoje, o nível do mar desceu pelo menos 200 metros! Mas isso ocorreu em mais de 90 Ma! Mesmo as variações do nível do mar durante o Pleistoceno (2,58 a 0,012 Ma), ou seja, em tempo bastante “próximos” dos dias atuais, ocorreram ao longo de milhares de anos! No último deles, o nível do mar estava 130 m mais baixo do que o nível atual. Estas variações, relacionadas a eventos glaciais, ocorreram ao longo de 100000 anos, e vários outros eventos semelhantes associados ocorreram ao longo de 40000 anos. Mesmo se fôssemos imaginar que algum componente da megafauna do pleistoceno, p. ex., um mastodonte, vivesse próximo à costa durante esses eventos, ele teria tempo mais do que suficiente para se retirar da área, pois o evento, para ocorrer, levou muito mais tempo do que a vida do próprio animal. E o que vemos hoje? O homem ocupa as faixas costeiras, faz edificações em áreas naturalmente associadas à dinâmica marinha, e reclama quando o mar destrói estas construções. Não é o mar que está no lugar errado…

Mas, brincadeiras à parte, a ação humana é muito mais drástica do que essas meras “construções-no-lugar-errado”. Vamos a um exemplo bem conhecido. O mar de Aral, situado entre o Cazaquistão e o Uzbequistão, já foi o quarto maior lago do planeta. A retirada de água do lago, para irrigação já ocorria desde o início do séc. 20. O processo de encolhimento do lago foi acelerado na década de 1960, quando o governo soviético decidiu desviar dois importantes rios que abasteciam o lago para irrigar plantações de algodão. Entre 1970 e 2000, sua profundidade foi reduzida em cerca de 20 m, perdendo 90% da sua área original, sua salinidade aumentou em mais de cinco vezes, e hoje é representando por três pequenos lagos bem menores, desconectados, em processo contínuo de desertificação (Figura 3). Praticamente toda sua flora e fauna foi dizimada. Os impactos maiores são obviamente ambientais, mas ligam-se a impactos econômicos e outros ligados diretamente aos humanos, que necessitam de água como fundamental para sobrevivência na região.

Figura 3: Neste vídeo observam-se as modificações no mar de Aral ocorridas entre 2000 e 2018. Em 2000, o volume do lago já era bastante menor que o existente em 1960, mas diminuiu ainda mais nas décadas seguintes. Fonte: Shrinking Aral Sea 2000-2018.webm. Imagens do NASA Earth Observatory; animação: Dexxor, 2020.

Não faltariam exemplos aqui. A vida na Terra poderia sofrer danos significativos no futuro, por processos que ocorram naturalmente, de características imprevisíveis, mas esses são fenômenos naturais. Não à toa se monitora a atividade de vulcões ativos e daqueles que podem se tornar potencialmente ativos. Acompanha-se a ocorrência de atividade sísmica de quaisquer magnitudes em laboratórios sismológicos espalhados por vários lugares do mundo. Chegamos a um nível de avanço tecnológico em que até mesmo as agências espaciais ao redor do mundo desenvolvem projetos de monitoramento de “near-Earth objects, ou NEO”, como são chamados os objetos relativamente próximos à Terra que tenham um potencial de destruição catastrófica. A questão é que o perigo pode não vir de fora. É o que chamamos de “fogo amigo”.

7 de outubro de 20219 de outubro de 2021

Principais eventos na história da Terra

Os principais eventos na história da vida na Terra

Por Wagner Souza-Lima

Para um planeta tão antigo como a Terra, foram vários os eventos que nela ocorreram desde sua origem até os nossos dias. Estes eventos, sucessivamente, causaram modificações no planeta que o guiaram a um caminho sem volta na sua história evolutiva. Se hoje a Terra se apresenta conforme a conhecemos, foi resultado dessa história, que poderia ter se encaminhado por diferentes caminhos alternativos, inclusive sem a presença do homem. O futuro do planeta segue seu caminho, mas nossas ações podem afetar completamente essa história. Pense nisso! Mas vamos entender um pouco a história do planeta que nos abriga seguindo uma linha do tempo.

De acordo com um modelo teórico denominando “hipótese nebular”, a formação do Sistema Solar (e de outros sistemas planetários) teria ocorrido há 4,6 bilhões de anos (Ga) quando gás e partículas de poeira coalesceram pelo colapso de nuvens moleculares gigantescas, ricas em hidrogênio, formando os corpos celestes. A maior parte desta matéria foi atraída para o centro do conjunto, formando o sol, ao passo que o restante deu origem aos discos protoplanetários.

4,6 Ga - Hadeano

O Hadeano (4,6? Ga – 4 Ga) é o “éon” mais antigo da história da Terra. Qualquer reconstrução, como a da imagem, é meramente especulativa. De qualquer modo, o planeta seria bastante inóspito, com uma atmosfera constituída provavelmente por vapor d’água, nitrogênio e CO₂, com proporções menores de monóxido de carbono, hidrogênio e gases de enxofre. Reconstrução artística de Tim Bertelink (commons.wikimedia.org/wiki/File:Hadean.png; CC BY-NC 4.0)
(Ga = giga-annum, sendo a abreviatura correspondente a "bilhões de anos")
4,4 Ga - A crosta se diferencia e surgem os oceanos!

Os oceanos, ainda muito diferentes dos atuais, teriam surgido “apenas” cerca de 200 milhões de anos (Ma) após a formação da Terra. As temperaturas seriam ainda muito altas, e o ambiente muito redutor. O acentuado teor de CO₂ na atmosfera provavelmente os tornava ligeiramente ácidos.
Na foto, rochas do cinturão móvel de Nuvvuagittuq , Quebéc, Canadá, que teriam sido formadas nesta época (Fonte: Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, Nuvvuagittuq Belt. Quebec Stratigraphic Lexicon).
4,28 - 3,77 Ga - Surge a vida?

Algumas feições encontradas em rochas da Província do Québec, no Canadá, foram interpretadas como fósseis de bactérias hipertermofíilicas (organismos que suportam ambientes com temperaturas superiores a 60°C) e alguns organismos termoacidófilos (aqueles que suportam altas temperaturas e baixos pH, como algumas bactérias e representantes do domínio Archaea). Estes seriam organismos que provavelmente representam as formas mais primitivas de vida até hoje conhecidas no planeta (Fonte: Dodd et al., 2017).
4,0 - 2,5 Ga - Arqueano

O Arqueano é o segundo éon da história da Terra. Quanto mais "descemos no tempo", mais difícil é reconstruir a paleogeografia do planeta e entender como os vários eventos aconteceram.
Esta imagem mostra uma proposta de como seriam os "continentes" - isso se baseia no que restou de rochas dessa idade na superfície da Terra (Fonte: Liu et al., 2021). No Brasil temos representantes de rochas dessa idade no "cráton do São Francisco", que afloram, p. ex., em Salvador e Belo Horizonte.
3,5 Ga - Surgem as cianobactérias!

No Arqueano tornam-se comuns estruturas atribuídas à ação de cianobactérias filamentosas, que trapeiam sedimentos entre os filamentos orgânicos, formando estruturas denominadas de “tapetes microbiais”, estromatólitos ou trombolitos, conforme suas geometrias e características internas. Os registros mais antigos conhecidos datam de cerca de 3.5 Ga, tendo sido encontrados na Austrália. Estas construções predominam como formas da vida ao longo de todo o Pré-Cambriano, declinando no Paleozoico provavelmente pelo surgimento de metazoários pastadores, como alguns moluscos.
A foto ilustra uma dessas construções do final do Proterozóico (Ediacariano) da Bahia. Fonte: ©2009, Wagner Souza-Lima.
2.45 - 1.85 Ga - A oxigenação da atmosfera e dos oceanos

Interpreta-se que as formações ferríferas bandadas (foto), que correspondem a mais de 60% das reservas globais de ferro, tenham sido formadas pelos eventos que causaram a oxigenação da atmosfera e dos oceanos. Isto deve-se ao fato de que foram formadas apenas entre o final do Arqueano e início do Proterozoico.
Supõe-se que seriam originadas pela reação entre águas anóxicas (redutoras, pobres em oxigênio), ricas em ferro, ascendentes das regiões mais profundas dos oceanos para a superfície, onde haveria oxigênio sintetizado por cianobactérias. O oxigênio então reagiria com o ferro, precipitando óxidos de ferro. O bandamento seria resultado das flutuações na população das cianobactérias decorrente de danos aos radicais livres por excesso de oxigênio e déficit de ferro a ser oxidado. A formação destes depósitos teria cessado no tempo geológico pela escassez de ferro em solução nos oceanos e abundância de oxigênio.
Foto: Graeme Churchard, 2013 (CC BY 2.0).
2,5 Ga - 541 Ma - Proterozóico

Embora o Proterozóico seja o mais longo éon na escala do tempo geológico (quase 2 Ga!) os registros fósseis conhecidos são, de certo modo, monótonos, sendo dominado pelas construções de cianobactérias, principalmente os estromatólitos. Contudo, novas formas de vida surgiam, e talvez muitos registros tenham sido perdidos ao longo da contínua movimentação das placas continentais, como se vê na reconstrução acima (Pesonen et al., 2012). Um grupo talvez polifilético de organismos microscópicos, os acritarcas, se diversificou no início do Proterozóico, bem como formas ancestrais do que hoje chamamos de fungos.
2 - 1,6 Ga - Surgem os eucariotas!

O aparecimento dos eucariotas (organismos cujas células possuem um núcleo envolto por uma membrana) foi um novo marco na evolução dos seres vivos. O momento e como ocorreu esta transformação é ainda incerto, mas estima-se entre 2 e 1,6 Ga atrás. A imagem ilustra alguns desses organismos encontrados em vários pontos do planeta (Knoll et al., 2006).
2,2 - 2,1 GA - Os primeiros multicelulares

Outro grande passo foi o surgimento dos organismos multicelulares. Entre 2,2 e 2,1 Ga, surgiram, em alguns pontos do planeta, seres que representariam as formas mais primitivas desses organismos. Grypania (A; Han & Runnegar, 1992), encontrada em Michigan, EUA, foi interpretada como uma alga eucariota. Diskagma (B; Retallack et al., 2013), interpretada como um possível fungo, foi encontrada em paleossolos da África do Sul. Já no Gabão, uma biota mais diversificada, denominada de “francevilleana” (C, D; El Albani et al., 2014), apresenta várias formas de afinidades desconhecidas.
O fato da idade desses achados antecederem aquela estimada para os primeiros eucariotas já é indicador que estes últimos surgiram há mais tempo que 2,2 Ga.
Nem todos os grupos desenvolveram a capacidade de ser constituído por muitas células. Porém, aqueles que alcançaram este patamar puderam avançar mais passos na etapa evolutiva, desenvolvendo estruturas mais especializadas e formas mais complexas. Isso foi possível porque as novas células que compunham cada um desses organismos poderiam desempenhar tarefas diferentes, adquirindo especializações que os ajudavam a suportar condições cada vez mais variadas. Isso resultou no desenvolvimento dos órgãos e na diferenciação dos tecidos nos organismos multicelulares.
750 - 633 Ma - A ruptura de Rodínia

Formada em torno de 2 Ga atrás, a ruptura de Rodínia, a partir de 750 Ma, causou a migração das diferentes placas para o sul, que culminaria na formação de um novo grande continente, Panotia (que significa “todas as terras para o sul”). Durante o período Criogeniano (o penúltimo do Proterozóico, 720 – 635 Ma), a Terra esteve submetida as mais baixas temperaturas de toda sua história, tendo sua superfície quase que totalmente congelada (a hipótese da “Terra bola de neve, snowball Earth”).
Esta figura mostra uma reconstrução de Rodínia no início da sua ruptura (Scotese, 2009). Interessante notar que o Cráton do São Francisco, que engloba, p. ex., a região de Salvador a Belo Horizonte, formava outro continente, nela denominado “Congo”. Já a região da Amazônia compunha Rodínia Sul.
635 - 541 Ma - o Ediacariano

Passada a monotonia do Criogeniano, há cerca de 600 Ma, poucos milhões de anos antes do término do Proterozóico, um desenvolvimento inesperado de formas de vidas multicelulares ocorreu. Em 1946, nas colinas Ediacara, no sul da Austrália, foi descoberta uma fauna de organismos multicelulares semelhantes às medusas atuais, mas apenas 10 anos depois a comunidade científica se convenceu de que realmente correspondiam a rochas proterozoicas. Essas formas, reunidas no que ficou conhecido como a “fauna de Ediacara”, diferem das anteriores pela estrutura multicelular, dimensões centimétricas, e uma variada morfologia. Atualmente faunas desse tipo foram reconhecidas em várias localidades por todo o planeta e representa a diversidade da vida ao final do Proterozóico. Apesar dessa riqueza, esta fauna desapareceu completamente antes de acontecer outro importante evento na história dos seres vivos e que viria logo depois, a grande explosão cambriana da vida.
Na foto, em A, o exemplar original de Charnia masoni, descoberto na floresta de Charnwood, Leicestershire, Inglaterra (Leicester Museum & Art Gallery; Fonte: http://www.ediacaran.org/charnia-masoni.html); em B, Dickinsonia, das colinas de Ediacara, Austrália (Redpath museum, Montreal - ©2018 Wagner Souza-Lima).
541 - 485,4 Ma - O Cambriano

O Cambriano é o primeiro período da era Paleozoica. Seu início marca um dos mais espetaculares momentos na história da vida, o evento denominado de “explosão cambriana”. As causas dessa diversificação são ainda discutidas, envolvendo, principalmente, aspectos ambientais, genéticos e ecológicos.
Os primeiros fósseis descobertos em rochas cambrianas foram os trilobitas, um grupo de artrópodos marinhos que se desenvolveu tão bem durante esse período que o Cambriano é por vezes denominado “a idade dos trilobitas. Outros artrópodos também ocorriam nos oceanos, mas o esqueleto quitinoso de alguns deles não facilitou sua preservação, como ocorreria com a carapaça reforçada dos trilobitas. Dentre os vários novos grupos, destacam-se os moluscos, os braquiópodos, equinodermas muito primitivos e os crustáceos (também um artrópodo).
A figura mostra uma reconstrução da posição dos continentes no início do Cambriano (Scotese, 2017). O que hoje é a América do Sul está ao sudeste.
541 Ma - A explosão cambriana da vida marinha

A explosão da vida cambriana ocorreu em vários pontos do planeta, porém um dos achados mais espetaculares e importantes ocorre nos folhelhos Burgess (Burgess Shale), que ocorrem nas Montanhas Rochosas, Colúmbia Britânica, Canadá. Estas rochas são mundialmente reconhecidas pela excepcional preservação de tecidos moles. Datadas de meados do Cambriano, parte significativa da fauna é composta por artrópodos, seguidos pelas esponjas. Contudo muitos dos representantes apresentam características pouco usuais, tornando a classificação por vezes difícil, tendo gerado também muita controvérsia no meio científico.
Na figura, reconstrução do fundo marinho à época da fauna de Burgess Shale - Royal Tyrrell Museum (©2017 Ricardo Souza Lima).
485,4 - 443,8 - O Ordoviciano

O Ordoviciano sucedeu o Cambriano, estendendo-se por cerca de 42 Ma. Neste período, muitos continentes já estavam agrupados, mais ao sul, formando o Gondwana – no final do período ocorreram glaciações na região da Amazônia e no Paraná. Já Laurentia, Baltica e Sibéria estavam numa posição mais equatorial, o que permitiu o florescimento de uma rica fauna marinha às suas margens, em águas mais quentes.
A figura mostra uma reconstrução da posição dos continentes no início do Ordoviciano (Scotese, 2017).
485 - 460 Ma - O grande evento de diversificação do Ordoviciano

No Ordoviciano os invertebrados marinhos apresentaram uma grande diversificação, principalmente os moluscos e os artrópodos. Os cefalópodos, um grupo de moluscos, dominaram os mares, e os graptólitos, uma classe extinta de invertebrados, tornaram-se abundantes. Peixes muito primitivos, que surgiram no Cambriano, evoluíram, surgindo os primeiros peixes com mandíbulas, os Gnathostomata. E, um passo adiante na história da vida, surgem as primeiras plantas terrestres - musgos e briófitas. Esta grande diversificação marca um importante evento na história do planeta, denominado de “grande evento de diversificação ordoviciana”. Neste período surgiram os briozoários, um dos poucos filos de invertebrados marinhos secretores de esqueletos mineralizados que não surgiu na “explosão cambriana”.
Apesar de todo esse avanço no desenvolvimento biológico, o final do Ordoviciano é marcado pelo segundo maior evento de extinção da história da Terra, desaparecendo cerca de 85% das espécies marinhas. Supõe-se que o fenômeno tenha sido decorrente das grandes glaciações que afetaram o Gondwana ao sul, que causou uma acentuada queda no nível dos mares, dizimando as espécies que viviam principalmente nas regiões mais rasas dos oceanos.
Na figura, em A, aglomeração de fragmentos de briozoários (Chasmatopora) e trilobita (Flexicalymene; Redpath Museum, Montreal, Canadá) e em B, crinóide (Dendrocrinus?; Fund. Phoenix, Brasil). Foto: © 2018 Wagner Souza Lima.
443,8 - 419,2 Ma - O Siluriano

O Siluriano se estendeu por cerca de 25 Ma, sendo o período mais curto do Paleozoico. Durante este período, o Gondwana continuou sua lenta movimentação para o sul, porém os eventos glaciais foram reduzidos. Como as temperaturas permaneceram mais estáveis e quentes, a vida se desenvolveu plenamente nos mares rasos.
Na figura, reconstrução paleogeográfica para o início do Siluriano - 440 Ma (Scotese, 2017).
A vida no Siluriano

Após a grande extinção do final do Ordoviciano, muitos invertebrados marinhos conseguiram se recuperar nos primeiros 5 Ma deste período. As temperaturas mais quentes, porém, amenas, colaboraram certamente com isso. Surgiram as primeiras plantas vasculares, muitas ainda minúsculas! Apareceram também os primeiros peixes ósseos (Osteichthyes), e os euripterídeos, um grande artrópodo marinho, conhecido como escorpiões-do-mar, dominaram os mares. Surgiram os primeiros animais adaptados totalmente às condições terrestres, como as centopéias e aranhas, porém sem acentuada diversificação.
Na figura, A) Eurypterus remipes DeKay, 1825 (YPM 211408), um euripterídeo comum nos mares silurianos da região de Nova York, EUA (Tetlie et al., 2007); B) Fósseis silurianos do rio Trombetas, bacia do Amazonas (Clarke, 1899).
419,2 - 358,9 Ma - O Devoniano

O Devoniano foi um período com duração aproximada de 60 Ma. No final deste período, o Pangea estava praticamente consolidado, com o fechamento do Mar Rheico, situado entre o NW da África e a costa leste da América do Norte, o que ocasionaria a criação dos Apalaches e da cadeia Caledoniana. O Gondwana estava migrando lentamente para norte, em direção à região equatorial. Um enorme oceano, o Pantalassa, ocupava o restante do planeta. Com clima quente predominante, apresentava altas temperaturas no interior das grandes massas continentais, mas temperaturas mais amenas no litoral, o que favoreceu o desenvolvimento da fauna marinha.
Na figura, reconstrução paleogeográfica do final do Devoniano - 380 Ma (Scotese, 2017).
O Devoniano - a idade dos peixes

Durante o Devoniano ocorreu uma significativa expansão das formas de vida dos ambientes aquáticos para os terrestres - as plantas vasculares cobriram muitas áreas continentais formando expressivas “florestas” em miniatura. O avanço da vegetação sobre os ambientes terrestres permitiu a estabilização dos solos, o que favoreceu o avanço dos animais para esses ambientes, como aracnídeos e miriápodes. As primeiras formas ancestrais dos anfíbios surgiram ao final do Devoniano.
Nos ambientes aquáticos, os peixes alcançaram grande diversificação, de modo que o Devoniano é conhecido como a “idade dos peixes” Os placodermes, uma classe de peixes que surgiu no Siluriano, cujo corpo é, em parte, coberto por uma armadura de placas dérmicas, dominaram os mares. Surgiram os primeiros ancestrais dos tetrápodas e os primeiros amonóides, moluscos marinhos em geral com interessantes conchas espiraladas. Nas construções recifais destacaram-se, além das cianobactérias, os estromatoporóides (um tipo de esponja marinha) e os corais das ordens Tabulata e Rugosa.
Na figura, A) Cephalaspis dawsoni, um Agnatha do Devoniano inferior de Gaspé, Quebéc - Redpath Museum, Montreal, Canadá (© 2018 Wagner Souza Lima); B) Paraconularia ulrichana, um conulário da Formação Ponta Grossa, Devoniano da Bacia do Paraná (DNPM-3656-1; Leme et al., 2015); C) Mucrospirifer pedroanus (MCT 6870-Ib), Formação Cabeças, região de Picos, PI (© 2001 A.C.S.Fernandes); D) disco de Exaesiodiscus dimerocrinosus, um crinóide da Formação Pimenteiras, Devoniano da bacia do Parnaíba, Tocantins, Brasil (UFT153c; Scheffer et al., 2011); E) Diexallophasis remota, um acritarca da Formação Trombetas, Devoniano da bacia do Amazonas (Oliveira & Lima, 1990).
358,9 - 298,9 Ma - O Carbonífero

O Carbonífero foi um período que se estendeu por cerca de 60 Ma. Seu nome deriva do latim carbo (carvão), e reflete a abundância desse recurso mineral em rochas dessa idade. Isso pressupõe a existência de extensas florestas que se desenvolveram em clima ameno a quente – o que realmente aconteceu no hemisfério norte, mas não no sul. Nesse período ocorreu a formação do grande continente denominado Pangea, contudo sua porção mais ao sul, o Gondwana, manteve-se sob condições muito frias, com intensa glaciação, o que não favoreceu a formação dos depósitos de carvão.
Na figura, reconstrução paleogeográfica do início do Carbonífero - 340 Ma (Scotese, 2017).
Fauna e Flora no Carbonífero

A vegetação do Carbonífero se destaca pelo desenvolvimento de tecido lenhoso, rico em lignina, e do súber ou felema, a “casca” das plantas lenhosas, que oferece maior rigidez e estabilidade, além de proteção mecânica e impermeabilizante aos vegetais. Algumas plantas podiam atingir mais de 30 m de altura e diâmetro superior a 1,5 m.
A diversidade marinha foi grande entre os invertebrados. Entre os equinodermas, os crinoides constituem o grupo mais numeroso, ocorrendo também equinóides e blastóides. Os trilobitas mostram uma tendência de declínio, estando representados apenas por uma ordem. Entre os moluscos, os biválvios começam a crescer em número e em diversidade na biota marinha, sendo os gastrópodos e amonóides também numerosos. Como construtores recifais destacam-se ainda os corais rugosos e tabulados, além dos conulariídeos (um grupo com supostas afinidades com os cnidários). Os foraminíferos, organismos unicelulares com carapaça, ganham destaque na fauna marinha.
Dentre os peixes, predominam os elasmobrânquios (p. ex., tubarões) nos ambientes marinhos, provavelmente devido ao declínio dos placodermes. Alguns sarcopterígeos de água doce alcançaram grandes proporções, chegando a 7 m de comprimento!
Nos ambientes terrestres, além dos miriápodes e aracnídeos, ocorreu uma grande variedade de insetos. O que chama a atenção é que esses organismos, além de numerosos, poderiam adquirir grandes proporções, como foi o caso da Meganeura, um gênero de inseto semelhante às atuais libélulas, mas que podiam apresentar 75 cm de envergadura! No final do Carbonífero surgiram os Dictyoptera basais, ancestrais das atuais baratas. Os anfíbios foram os vertebrados dominantes nestes ambientes, com tamanho variando de poucos centímetros (como representantes da subclasse Lepospondyli) a alguns metros, como alguns representantes da subclasse Labyrinthodontia.
Na figura, alguns fósseis do Carbonífero - A) Pygocephalus, um crustáceo, Nova Scotia, Canadá (Calder, 1998); B) Adiantites, uma Ginkgoopsida, Nova Scotia, Canada (Joggins Fossil Cliffs); Anthracospirifer oliverirai, um braquiópodo, Itaituba, Brasil (Chen et al., 2005) e Favosites, um coral, Polônia (Zapalski et al., 2016).
298,9 - 251,9 - O Permiano

O Permiano, o último período da era paleozoica, estendeu-se por 47 Ma. Neste tempo o Pangea estava plenamente consolidado, margeado por um lado, pelo grande oceano, o Panthalassa, e pelo outro, pelo oceano Paleo-Tethys. Essa imensa massa continental reunida em um único bloco fazia com que as condições mais internas ao continente fossem muito mais secas e áridas do que em suas margens. Assim, enquanto condições mais frias, até polares, ainda ocorriam ao sul do Gondwana, grande parte do Pangea era dominada por clima desértico. O clima mais seco favoreceu o desenvolvimento e expansão das gimnospermas, que, por terem suas sementes protegidas, suportavam mais o clima seco, ao contrário das pteridófitas, briófitas e licopodiófitas, que necessitavam de umidade para a dispersão dos esporos. Surgem então as coníferas, os ginkgos e as Glossopteridales (que constituem uma importante flora dessa época no Gondwana – a flora de Glossopteris).
Na figura, reconstrução paleogeográfica do início do Permiano - 280 Ma (Scotese, 2017).
Fauna e flora do Permiano

No Permiano ocorreu a diversificação de dois grupos de amniotas, os sinapsídeos (um grupo de animais que incluem os atuais mamíferos) e os sauropsídeos (inclui os répteis e as aves). Essa diversificação esteve relacionada às condições mais secas do planeta, visto que os amniotas poderiam melhor suportar estas condições do que os anfíbios, que foram o grupo predominante no Carbonífero.
O final do Permiano é marcado pelo maior evento de extinção em massa de toda a história do planeta, quando cerca de 80% da biota marinha e 70% das espécies de vertebrados terrestres sucumbiram. Foram extintos todos os euripterídeos (uma ordem de artrópodos conhecidos como “escorpiões-do-mar”), os trilobitas (que já vinham em declínio desde o Devoniano), os acantódios (uma classe de peixes também em declínio desde o Devoniano), os blastóides (um tipo de equinoderma) e quase a totalidade das espécies de braquiópodos, briozoários, antozoários, crinoides, amonóides, gastrópodos, foraminíferos e radiolários. Os insetos sofreram sua maior extinção ao longo de toda sua história. Em relação aos vertebrados, sucumbiram muitos grupos de anfíbios, sauropsídeos e sinapsídeos, neste último, os terapsídeos, em particular, que incluem os ancestrais dos atuais mamíferos. Os grupos de vertebrados de hábitos herbívoros foram os que sofreram as maiores perdas, provavelmente reflexo no impacto do evento sobre a vegetação. Em relação às plantas terrestres, o evento causou profundas modificações entre os grupos dominantes antes e depois do mesmo.
Na figura, alguns fósseis do Permiano do Brasil A) esponja, Mafra, SC, bacia do Paraná (Mouro et al., 2014); B) anfíbio (Temnospondyli, Dvinosauria), Timon, MA, bacia do Parnaíba (Cisneros et al., 2015); C) tronco de Psaronius, uma pteridófita, Igreja Nova, AL, bacia de Sergipe-Alagoas (Iannuzzi et al., 2002).
251,9 - 201,3 Ma - O Triássico

O Triássico é o primeiro período da era mesozoica, tendo se estendido por cerca de 50 Ma. Neste tempo, o Pangea ainda mantinha-se íntegro, porém movimentos tectônicos já estavam ocorrendo na região entre a América do Norte e o norte da África, que levariam à sua posterior ruptura. O Oceano Paleo-Tethys estava sendo progressivamente fechado pela movimentação das placas continentais, causando a expansão do Neo-Tethys. O clima mantinha-se ainda quente e seco, principalmente no interior do continente, e a ausência de registros de glaciações sugere que o clima mais ameno e localmente úmido favoreceu o desenvolvimento da vegetação, que se recuperava da crise do final do Permiano.
Na figura, reconstrução paleogeográfica do final do Triássico - 220 Ma (Scotese, 2017).
Fauna e flora do Triássico

No Triássico, a vegetação seria dominada por cicadófitas e ginkgófitas (com representantes até os nossos dias), com um acentuado desenvolvimento das coníferas e pteridófitas. Dicroidium, um gênero de fetos com sementes (Pteridospermatophyta), ocorria em grandes extensões do Pangea. Além dessas, ocorriam também plantas vasculares (licófitas).
Nos ambientes terrestres, os peixes pulmonados (dipnoicos) tornam-se abundantes. Temnospondyli, anfíbios primitivos que ocorriam desde o Carbonífero ainda eram abundantes, embora, de uma maneira geral, os ambientes terrestres estivessem sendo dominados pelos répteis. Os cinodontes, um grupo que engloba os mamíferos atuais, surgido no Permiano, desenvolveu-se bem no Triássico – Cynognathus, era um dos principais predadores no hemisfério sul durante meados do Triássico, papel realizado pelos Ecteniniidae no final do Triássico. Um fato marcante é o surgimento dos terópodos, os primeiros dinossauros, que atingiriam seu ápice de desenvolvimento e expansão no Jurássico. Surgem também as primeiras tartarugas. Os Lepidosauromorpha, que contém as serpentes e lagartos (Squamata) surgiram também ao final do Triássico.
Nos ambientes marinhos, alguns organismos recuperaram-se da grande extinção permiana com novas formas, como os corais e os amonóides. No final do período surgiram importantes répteis marinhos, como os plesiossauros e os ictiossauros.
Nesse período o céu é também conquistado – surgem os pterossauros, os famosos répteis voadores.
O final do período foi marcado por um evento de extinção, que afetou principalmente os organismos marinhos, desaparecendo os conodontes (pequenos vertebrados marinhos sem mandíbula), a maior parte dos répteis marinhos (exceto os plesiossauros e os ictiossauros), com queda significativa nas espécies de braquiópodos, gastrópodos e outros moluscos. Nos ambientes terrestres, este evento provavelmente auxiliou a expansão dos dinossauros, que dominariam estas áreas durante o Jurássico.
Na figura, alguns exemplos de fósseis do Triássico brasileiro: A) Dicroidium zuberi, uma Pteridospermatophyta, Santa Maria, RS, bacia do Paraná (Da Rosa et al., 2009); B, C) Crânio de Teyujagua paradoxa e Prestosuchus sp., Archosauromorpha, Santa Maria, RS, bacia do Paraná (Schultz et al., 2020).
201,3 - 145 Ma - O Jurássico

O Jurássico é o segundo período da era mesozoica. No início do Jurássico o Pangea começou a separar-se em dois grandes blocos continentais, a Laurásia, ao norte, e o Gondwana, ao sul. O clima permaneceu quente, sem registro de calotas de gelo nos polos.
Na figura, reconstrução paleogeográfica do final do Jurássico - 160 Ma (Scotese, 2017).
Fauna e flora no Jurássico

A flora jurássica foi essencialmente dominada pelas coníferas, que formavam densas florestas nas regiões mais temperadas. Nas regiões mais áridas, costeiras, abundaram coníferas arbustivas da família Cheirolepidiaceae. Ao final do Jurássico surgiram as formas ancestrais dos atuais pinheiros. As Ginkgoales tornaram-se mais diversificadas, e as Cycadaceae atingiram seu ápice. Muitas das famílias atuais de pteridófitas se diversificaram.
Nos ambientes terrestres, a fauna já está bastante diversificada, com vários grupos de répteis. Os crocodilomorfos avançaram para novos nichos ecológicos, sendo alguns, inclusive, adaptados ambientes marinhos. As tartarugas, os rincocéfalos, os ictiossauros e os plesiossauros apresentaram ampla distribuição, adquirindo suas maiores diversidades morfológicas, e os pterossauros tornam-se senhores dos céus. Mas nenhum outro grupo de vertebrados representa melhor o Jurássico do que os dinossauros. Com a extinção de vários grupos de arcosauromorfos (um grupo de répteis que inclui os lagartos e as serpentes) e terápsidas (um clado que inclui os mamíferos) no final do Triássico, os dinossauros tiveram melhores oportunidades de conquistar os ambientes terrestres. No início do Jurássico predominou uma fauna de Coelophysoidea carnívoros e sauropodomorfos herbívoros, depois destacaram-se os ceratossauros, megalossauroídeos e alossauroídeos como carnívoros e os estegossaurídeos e os grandes saurópodos herbívoros.
Um outro evento de destaque foi o surgimento das formas transicionais entre os dinossauros e as aves, sendo o exemplo mais famoso o gênero Archaeopteryx. Entre os anfíbios, surgiu o grupo que engloba os grupos modernos, os lissanfíbios. Os mamíferos, cujas origens remontam ao final do Triássico, se diversificam. Os peixes sarcopterígeos expandem-se em ambos os hemisférios, porém os actinopterígeos constituem os principais representantes das faunas de água doce e marinhas. Tubarões hibodontídeos ocorriam em ambientes de água doce ou marinhos, declinando nos ambientes marinhos no final do Jurássico, quando destacam-se os neosseláquios. Depois da extinção do Permo-Triássico, apenas ao final do Jurássico os insetos apresentam uma diversificação significativa.
Na figura, alguns exemplos de fósseis do Jurássico: A) Lenho de Agathoxylon sp., uma Gimnosperma, Sergipe (FPH, © 2018 Wagner Souza Lima); B) Amonóides e belemnitas, Jurassic Coast, Inglaterra (https://jurassiccoast.org/); C) Chilesaurus diegosuarezi, um dinossauro do Chile (Novas et al., 2015); D) Adeopapposaurus mognai, um dinossauro da Argentina (Martínez, 2009); E) Ofiuróides, Jurassic Coast, Inglaterra (https://jurassiccoast.org/); F) Archaeopteryx lithographica, um Theropoda emplumado, Solnhofen, Alemanha; G) Crânio de Adeopapposaurus mognai (Martínez, 2009).
145 - 66 Ma - O Cretáceo

O Cretáceo é o último período do Mesozoico e o de maior duração – cerca de 80 Ma. Já no final do Jurássico, o processo de fragmentação do Pangea e de sua porção sul, o Gondwana, havia sido iniciado. Durante o Cretáceo este processo avançou, culminando com a ruptura final do Gondwana, separando as placas sul-americana e africana, dando origem ao que hoje denominamos de Atlântico Sul. Os continentes como hoje conhecemos foram, de certo modo, individualizados nesse período. Em geral foi um período de clima ameno e temperaturas quentes, mas não extremas.
Na figura, reconstrução paleogeográfica de meados do Cretáceo - 100 Ma (Scotese, 2017).
Fauna e flora no Cretáceo

A flora até então dominada por grupos de gimnospermas e pteridospermas, ganhou um novo componente com o surgimento das angiospermas primitivas, entre o final do Jurássico e o início do Cretáceo. Estas progressivamente começaram a se diversificar, tornando-se dominantes até o final do período, com o declínio das gimnospermas.
A fauna terrestre, em geral dominada por répteis arcossaurianos (principalmente os dinossauros), em alguns locais era sobrepujada pelos pequenos mamíferos roedores da ordem Multituberculata, com diversos outros grupos de mamíferos em menor número. Os pterossauros dominaram os céus até meados do Cretáceo, quando entraram em declínio. Surgem as aves “verdadeiras”. Os répteis rincocéfalos declinaram abruptamente até o final do Cretáceo. Vários crocodilomorfos se diversificaram.
Nos ambientes marinhos, tubarões e peixes teleósteos dominam. Os ictiossauros, originados no Triássico, extinguem-se antes do final do Cretáceo. Os plesiossauros seguiram até o fim, convivendo com os mosassauros, que surgiram em meados do Cretáceo, quando todos foram extintos. Uma grande variedade de amonóides, moluscos cefalópodos com concha externa, se desenvolveu, alguns atingiram quase 2 m de diâmetro! As águas em geral quentes e o clima ameno favoreceram o desenvolvimento de uma abundante e diversificada fauna, abundante até mesmo no registro fóssil.
Na figura, alguns fósseis do Cretáceo: A) Pseudaspidoceras flexuosus, amonóide, bacia de Sergipe-Alagoas, Sergipe, (© 2018 Wagner Souza Lima); B) Archaefructus liaoningensis, uma das mais antigas macro-angiospermas do limite Barremiano-Aptiano da Formação Yixian, China (Museu de História Natural de Pequim, 2016 Shizhao, CC BY-SA 2.5); C) Holosalenia bahiensis, bacia de Camamu, Bahia (© 2002 Wagner Souza Lima); D) Bisulcocypris postangularis binodosa, um crustáceo, bacia do Recôncavo, Bahia (© 2003 Wagner Souza Lima); E) Neithea alpina, bacia de Camamu, Bahia (© 2002 Wagner Souza Lima); F) Cratoavis cearensis, um pássaro dda bacia do Araripe (Carvalho et al., 2015); G) Brachyphyllum aff. crucis, gimnosperma (conífera), bacia de Sergipe-Alagoas, Sergipe (© 2003 Wagner Souza Lima); H) Ellimma branneri, peixe, bacia de Sergipe-Alagoas, Alagoas (© 2013 Wagner Souza Lima).
66 Ma - A grande extinção do final do Cretáceo

No final do Cretáceo aconteceu não o maior, porém o mais conhecido evento de extinção da Terra. Cerca de 75% das espécies de plantas e animais foram extintas. Nenhum grande tetrápoda sobreviveu: todos os dinossauros, os pterossauros, os plesiossauros, mosassauros, muitos mamíferos, aves, lagartos. Insetos, plantas, todos os amonóides, muitos grupos de moluscos biválvios e gastrópodos. Enfim, todos os organismos foram afetados.
As causas do evento são ainda debatidas, mas acredita-se que uma série de fatores associados culminaram com a dramaticidade do evento: um grande impacto de meteoro na região que hoje chamamos de Golfo do México, uma série de gigantescas erupções vulcânicas, mudanças climáticas...
A figura mostra o limite K-Pg, entre o Cretáceo (abaixo da seta) e o Paleogeno (acima) na Pedreira Poty, em Paulista, PE (© 2004 Wagner Souza Lima). Acima deste ponto ocorre uma anomalia de sedimentos ricos em irídio, interpretada como decorrente da deposição poeira gerada pelo impacto do meteoroide no final do Cretáceo.
66 - 23,3 Ma - O Paleogeno

O Paleogeno é o primeiro período da era Cenozóica. Constitui a base do que era anteriormente denominado de “Terciário”, que passou a um status informal.
O grande evento de extinção do final do Cretáceo eliminou muitos dos grupos até então dominantes, possibilitando que novos grupos conquistassem estes nichos, levando a uma grande diversificação dos grupos sobreviventes.
Em relação à movimentação das placas tectônicas, destaca-se a colisão da placa da India com a da Ásia, entre o Paleoceno e o Eoceno, começando a soerguer a cadeia dos Himalaias.
O clima foi, em geral, um pouco mais frio do que no Cretáceo, além de mais seco, com eventos episódicos de máximos termais, como o que marca o limite entre o Paleoceno e o Eoceno.
Há uma rápida diversificação dos mamíferos, tornando alguns grupos inclusive adaptados aos ambientes marinhos, como os cetáceos.
Na figura, reconstrução paleogeográfica de meados do Eoceno - 40 Ma (Scotese, 2017).
23,3 - 2,58 Ma - O Neogeno

O Neogeno é o penúltimo período da escala do tempo geológico. Sua paleogeografia é muito semelhante à atual, mas destaca-se a conexo entre a América do Norte e do Sul pelo istmo do Panamá.
O clima apresentou uma tendência global de resfriamento, dando início à formação das calotas de gelo nos polos norte e sul.
Os primeiros Hominini, uma tribo de primatas que inclui o homem moderno, surgiria próximo ao final do período.
Na figura, reconstrução paleogeográfica para o início do Mioceno - 20 Ma (Scotese, 2017).
2,58 - 0 Ma - O Quaternário

O Quaternário é o último período do Cenozoico e aquele no qual vivemos. Formalmente é dividido em duas épocas, o Pleistoceno (2,58 – 0,012 Ma) e o Holoceno (0,012 – atual). Na década de 1980, o biólogo Eugene F. Stoermer utilizou o termo “Antropoceno” para se referir à época em que vive o homem moderno. O termo se popularizou após 1995, através de Paul Crutzen, prêmio Nobel de Química naquele ano. A justificativa seria que o mundo moderno difere bastante do restante incluído no Holoceno. Posteriormente foi sugerido adotar a denominação para o tempo iniciado após a revolução industrial, porém até o momento não foi formalizado.
O Antropoceno e o Futuro...

Falar no Antropoceno faz todo sentido. O surgimento do homem moderno mudou muito da história pretérita do planeta. O homem surgiu talvez como um mero acaso. Qualquer outro caminho ao longo da evolução do planeta poderia ter levado a um mundo completamente diferente, sem a nossa presença. Mas não, surgiu um ser que aprimorou sua capacidade de adaptar-se a praticamente qualquer ambiente. A subjugar todas as demais espécies como seres inferiores. Declara-se senhor da Terra, dos ares e mares. E com isso pode tudo. Inclusive destruir o planeta.
Você pensa nas suas ações do dia-a-dia? Preocupa-se em preservar a natureza, os seres vivos? Minimizar os impactos ambientais indissociáveis à nossa existência?
O que você pensa em deixar para o futuro?
Na figura, alguns impactos ambientais desnecessários à nossa existência (©2021, Rosana Souza-Lima).

3 de outubro de 20218 de outubro de 2021

A origem da vida

Por Wagner Souza-Lima

Misture hidrogênio, amônia, metano e vapor d’água. Submeta a mistura a descargas elétricas e destile o líquido obtido. Isso, que parece uma receita, foi uma experiência química realizada em 1952 pelos químicos Stanley Miller (1930-2007) e seu professor, Harold Urey (1893-1981). Baseada na hipótese do bioquímico russo Aleksandr Oparin (1894-1980) de que a atmosfera primitiva da Terra seria fortemente redutora, e constituída destes compostos, o experimento tentava reproduzir processos que teriam ocorrido na Terra durante as etapas iniciais de resfriamento logo após a sua formação. As descargas elétricas simulavam as frequentes tempestades com raios – o processo forneceria energia para que algumas moléculas da atmosfera se unissem, gerando moléculas maiores e mais complexas, que seriam as primeiras moléculas orgânicas do nosso planeta. Ao final do experimento, que ficou conhecido como de “Miller-Urey”, a análise da solução mostrou a presença de alguns aminoácidos que seriam precursores da origem da vida. Os aminoácidos inicialmente identificados foram a glicina, alanina e o ácido aspártico. Muito tempo depois, a análise dos líquidos destes experimentos, guardados em recipientes selados, mostraram a existência de mais de 20 aminoácidos, número superior àquele que ocorre naturalmente no código genético.

Stanley Miller em seu laboratório na University of California San Diego (1970). Fonte: SIO Photographic Laboratory records. SAC 0044. Special Collections & Archives, UC San Diego [https://library.ucsd.edu/dc/object/bb5359436b].

Os processos hipotéticos que sugerem que o surgimento da vida ocorreu como um processo natural ocorrido por reações entre composto inorgânicos são agrupados na “ABIOGÊNESE”. Na verdade, existem várias hipóteses acerca do surgimento da vida na Terra. Estas hipóteses abrangem desde fontes extraterrestres – a hipótese da panspermia, através da qual a vida microscópica teria se desenvolvido fora da Terra e trazida para o planeta por meteoroides e outras partículas celestes, até modelos essencialmente abstratos, como o que sugere que as associações ao acaso de diversos compostos químicos competissem entre si, até que a mais viável conseguisse estabelecer funções essenciais de um sistema vivo primitivo. Mas até o momento, a hipótese da origem baseada nas ideias de Miller-Urey e outras derivadas e relacionadas, é ainda bastante plausível e aceita pela comunidade científica.

Evidências mais recentes sugerem que a composição da atmosfera primitiva da Terra seria ligeiramente diferente da avaliada no experimento, contudo experimentos prebióticos seguem produzindo compostos simples e outros complexos, o que valida o experimento.

Hoje sabemos que, para que haja a vida, alguns elementos químicos, denominados de “biogênicos”, são essenciais: carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. Além disso, é fundamental que as temperaturas que ocorriam no início da história do nosso planeta, mesmo que extremas, permitissem a existência de água no estado líquido.

Ambientes deste tipo são encontrados em sistemas hidrotermais ricos em ferro em águas ultra-profundas dos oceanos, associados às cadeias meso-oceânicas e denominados de “suspiros submarinos” (submarine vents). Estas feições constituem fontes termais onde foram descobertas ricas comunidades biológicas vivendo na mais completa escuridão, a profundidades superiores a 2500 m. Estas comunidades se alimentam de bactérias quimiolitoautotróficas, ou seja, de organismos que produzem substâncias nutritivas (trophos) a partir da energia liberada por reações químicas entre componentes inorgânicos, neste caso as rochas (litos) e os gases (chimios) liberados por estas estruturas, normalmente ricos em sulfetos de hidrogênio.

Exemplos de suspiros submarinos e das comunidades biológicas que ocorrem associadas a esses ambientes. Em A, chaminés de fumarolas brancas situadas na região do arco da Mariana, adjacente à fossa de mesmo nome, no Oceano Pacífico. Em B, tubos de poliquetas (um anelídeo) gigantes (*Riftia pachyptila*) que se desenvolvem em torno destes suspiros próximos às ilhas Galápagos. Em C, mexilhões com alguns pequenos caranguejos, camarões e gastrópodos, também da região do arco da Mariana. Fonte: *National Oceanic and Atmospheric Administration*, NOAA, EUA, domínio público.

A compreensão destas feições deu suporte à hipótese de que os primeiros seres vivos seriam autotróficos, ou seja, produziriam seu próprio alimento a partir da reação de substâncias orgânicas, como o gás carbônico, com a energia proveniente do ambiente, como se observa ainda hoje com alguns tipos de bactérias e com as plantas (p. ex., o processo de fotossíntese). Trata-se de uma hipótese muito provável, pois apenas com o progresso da vida sobre o planeta é que começou a haver moléculas orgânicas suficientes para sustentar uma maior quantidade e diversidade de seres vivos. Surgiriam então os organismos heterotróficos, que obteriam alimento a partir dessas moléculas orgânicas (heteros, diferente).

Diagrama esquemático dos processos físicos e químicos que ocorrem nas fontes hidrotermais submarinas (*submarine vents*). Estas fontes ocorrem nas cadeias que se originam nos limites das placas oceânicas, a grandes profundidades, de onde o magma ascende em direção ao fundo do mar sob a forma de lava e gases. A lava se solidifica rapidamente em contato com as águas frias, ao passo que os gases reagem com as rochas e com a água do mar, formando compostos químicos que ficam em solução e/ou se precipitam como minerais. Fonte: adaptado de *National Oceanic and Atmospheric Administration*, NOAA, EUA, domínio público.

Estudos recentes de algumas das rochas da Terra, com idade em torno de 3,2 bilhões de anos, mostraram um padrão de proporção de átomos leves e pesados de nitrogênio apenas conhecido quando oriundo das atividades realizadas por organismos unicelulares que sintetizam enzimas que permitem a fixação desse elemento. Outros estudos, efetuados em rochas com idades entre 3,8 e 4,3 bilhões de anos, provenientes da província de Québec, no Canadá, constataram a presença de filamentos tubulares microscópicos que foram interpretados como bactérias oceânicas que metabolizavam ferro em ambientes submarinos hidrotermais do início do Arqueano ou ainda mais antigos.

Tubos de hematita (A, B) e rosetas de carbonato (C, D) encontradas em rochas do início do Arqueano no Canadá. Estas feições foram interpretadas como fósseis de micro-organismos filamentosos e outros microfósseis gerados em ambientes de suspiros submarinos semelhantes aos atuais. Fonte: Dodd *et al*., 2017 – © 2017 Macmillan Publishers Limited, part of Springer Nature.

Ambientes geotermais superficiais modernos também reproduzem, de certo modo, condições semelhantes às que podem ter existido no começo da história do nosso planeta. Nestes ambientes, ocorrem fontes com altas temperaturas, ricas em compostos minerais em solução, e gases em abundância. E, onde menos se esperaria vida, se encontram bioconstruções associadas à atividade de cianobactérias e/ou outras bactérias hipertermófilas (organismos que suportam ambientes com temperaturas superiores a 60°C).

Campo geotermal moderno exibindo uma série de suspiros semelhantes, em forma, àqueles encontrados nas grandes profundidades das cadeias oceânicas submarinas. Em A, um aspecto geral da área; em B, um detalhe de uma dessas construções, e em C, uma curiosa construção microbial que se desenvolve nas áreas em que a água, sob alta temperatura, se acumula. Campo geotermal “El Tatio”, deserto de Atacama, Chile. Fonte: Wagner Souza-Lima, 2021 (CC BY-NC 4.0).

Quatro grupos principais de compostos químicos regem as funções vitais: os lipídios (que constituem, p. ex., a membrana celular), os carboidratos (uma fonte de energia, representada, p. ex., pelos açúcares), os aminoácidos (fundamentais na síntese proteica) e os ácidos nucléicos (os “famosos” DNA e RNA). Assim, independente da hipótese acerca do surgimento da vida, quaisquer teorias devem explicar a origem e interação entre estas moléculas.

Porém certamente a transição de formas não viventes para os seres vivos não ocorreu como um evento único, sendo um processo evolutivo de complexidade crescente ao longo de todo o tempo geológico. Destes processos, talvez um dos mais importantes foi o do desenvolvimento da membrana plasmática, uma delicada película que envolve os componentes internos às células, mantendo condições físico-químicas diferenciadas e adequadas aos processos químicos fundamentais à existência da vida.

Estes e outros eventos, quando, como e onde ocorreram, é o que veremos no tópico “Os principais eventos na história da vida na Terra”.

23 de julho de 20213 de outubro de 2021

Orville Adelbert Derby

Por Wagner Souza-Lima

Orville Adelbert Derby, mais conhecido na geologia brasileira como “Derby”, nasceu em 23 de Julho de 1851 no pequeno povoado de Kellogsville, na zona rural da cidade de Niles, no Estado de Nova York, Estados Unidos.

Ingressou aos 17 anos, em 1869, na Cornell University, em Ithaca, onde logo chamou a atenção de Charles Frederic Hartt, professor naquela instituição. Hartt, que encantara-se pela Geologia do Brasil desde que havia participado da “Expedição Thayer” (1855-1856), organizada por Louis Agassiz, percebeu em Derby um grande potencial, e como preparava-se para sua primeira expedição independente ao Brasil, convidou-o para participar da “Expedição Morgan”. Esse fato influenciaria definitivamente a carreira e vida de Derby.

Partiram para o Brasil em 23 de Junho de 1870, desembarcando em Belém do Pará. Daí exploraram o vale do rio Amazonas, quando foram descobertas a rica fauna carbonífera do rio Tapajós e os fósseis devonianos de Monte Alegre e da serra do Ererê. Além de Hartt e Derby, participaram da expedição o Prof. Albert Nelson Prentiss (1836–1896), botânico, e mais 12 estudantes da Cornell University.

Derby, aos 19 anos, com Charles Frederick Hartt, durante a expedição Morgan (acervo de Derby, no Museu de Ciências da Terra, Rio de Janeiro).

O sucesso da primeira expedição Morgan propiciou uma segunda expedição, também financiada principalmente pelo empresário e político Edwin Barber Morgan (1806–1881). Na segunda Expedição Morgan, realizada entre Julho e Dezembro de 1871, Hartt e Derby, este com 20 anos, retornaram ao vale do Amazonas , e examinaram também diversos pontos entre a costa do Pará e de Pernambuco, estudando pela primeira vez os fósseis cretáceos de Pernambuco.

Regressando para os EUA em Janeiro de 1872, Derby graduou-se em Geologia em 1873 e obteve o título de “Master of Science” em 1874, com sua tese “On the Carboniferous Brachiopoda of Itaituba, Rio Tapajos, Prov. of Pará, Brazil“, orientada por Hartt. Em 1874, com a partida de Hartt para o Brasil, o substituiu como instrutor de Geologia na Cornell University.

Devido ao prestígio adquirido em suas pesquisas no Brasil, Hartt foi convidado ao Brasil em 1874 a fim de apresentar sua proposta de criação de um serviço geológico para o Império. Acompanhou-o seu assistente e aluno John Casper Branner (1850-1922). Em meados de 1875 conseguiu, finalmente, a aprovação de sua proposta, criando-se a “Commissão Geologica do Imperio do Brasil”, assumindo a sua direção. Assim, chamou para participar da comissão, quatro antigos alunos dentre os quais Derby e Richard Rathbun (1852-1918). Integrariam também a comissão, Elias Fausto Pacheco Jordão (o primeiro brasileiro a estudar em Cornell), Francisco José de Freitas, John Casper Branner, Luther Wagoner, Franck G. Carpenter, Herbert Huntington Smith (1851–1919), e o fotógrafo Marc Ferrez (1843–1923).

Comissão Geológica do Império (1875) – ao centro, sentados, Charles Frederick Hartt, Derby e Marc Ferrez (acervo de Derby, no Museu de Ciências da Terra, Rio de Janeiro).

Em Dezembro de 1875, Derby chegou ao Brasil, onde viveria até o fim da sua vida. Seus primeiros estudos nesta nova fase foram dedicados ao Cretáceo da Bahia e Sergipe, e também à geologia do rio São Francisco. Posteriormente dedicou-se a estudos no Pará, Paraná e Amazonas.

Além do amplo conhecimento adquirido acerca da geologia do Brasil, pelos trabalhos da comissão, um riquíssimo acervo geológico, paleontológico, zoológico e arqueológico foi coletado. Por motivos mais políticos do que econômicos, contudo, o destino da comissão foi selado pelo ministro da Agricultura (órgão à qual estava vinculada), o conselheiro João Lins Vieira Cansanção de Sinimbu. Apesar de todo o êxito dos trabalhos realizados pela comissão e da vasta coleção obtida, ela foi suspensa temporariamente em 1877 e extinta em 1878, com a morte de Hartt. A morte de Hartt causou um grande impacto em Derby, que lhe fez companhia até os seus últimos minutos de vida.

Em 1876, com a reorganização do Museu Nacional, em 1876, Hartt havia se tornado diretor do departamento de Geologia, mas ficou pouco tempo no cargo devido aos afazeres que tinha na comissão. Em 1877, com a suspensão temporária da comissão, Derby, com 26 anos, começou a atuar como voluntário no museu. Com a extinção da comissão no ano seguinte, não mediu esforços em resgatar o enorme acervo e colocá-lo em salvaguarda no Museu Nacional, que à época funcionava no Campo da Aclamação (hoje Campo de Santana). A coleção de fósseis obtidos das duas expedições Morgan e da extinta comissão era tão expressiva que compunha 70% da coleção paleontológica daquele museu até o fatídico incêndio de 2018. Em 1879 foi efetivado como diretor da seção de Geologia, cargo em que permaneceu até 1886, quando iniciou sua colaboração na organização dos trabalhos dos levantamentos topográficos e geológicos de São Paulo.

No Museu Nacional publicou, à exceção de sua tese de mestrado, os primeiros trabalhos sobre a geologia do Brasil, no recém-criado “Archivos do Museu Nacional”. Sua produção científica foi imensa! Entre os anos de 1879 e 1890 publicou 42 trabalhos sobre a geologia, mineralogia e paleontologia do Brasil. Derby foi um dos principais pesquisadores envolvidos para o translado do enorme meteorito Bendegó desde o sertão da Bahia até o Museu Nacional, em 1888. Muitos dos aparelhos utilizados por Derby nas suas pesquisas (p. ex., três microscópios e um espectrômetro), comprados com seus próprios recursos, constavam no acervo do Museu Nacional até o incêndio de 2018.

Derby colaborou formalmente com o Museu Nacional até 1890, quando foi exonerado ao entrar em vigor um regulamento que impedia o acúmulo de cargos, já que ele chefiava a Comissão Geográfica e Geológica da Província de São Paulo.

Em todo o período que viveu no Brasil, entre 1875 e 1915, Derby apenas afastou-se do Brasil em três ocasiões, duas delas por motivos dos seus trabalhos no Museu Nacional, e uma pela Comissão de São Paulo.

Derby residiu em São Paulo a partir de 1886, e permaneceu no comando da Comissão Geográfica e Geológica da Província de São Paulo até o início de 1905. Neste ano desligou-se da comissão devido a uma série de desentendimentos que já vinham acontecendo desde 1900, através de críticas à sua metodologia criteriosa, redução de verbas e redução de salários. Assim como acontecera com Hartt, em relação à Comissão do Império, Derby sucumbia por motivos políticos.

Comissão Geográfica e Geológica de São Paulo – De pé, atrás, estão Antônio Avé Lallemant, Luiz Felipe Gonzaga de Campos, Eugen Hussak, Axel Frick, Antônio Lacerda e Alberto Löfgren. Sentados, Francisco de Paula Oliveira, Orville Adelbert Derby, Theodoro Fernandes Sampaio e João Frederico Washington Aguiar. Fotografia publicada no Boletim do Instituto Geográfico e Geológico.

Tão logo saiu da Comissão de São Paulo, Derby foi convidado por Miguel Calmon du Pin e Almeida (1879-1935), Secretário da Agricultura do Estado da Bahia, para reorganizar, com plenos poderes, o “Serviço de Terras e Minas do Estado da Bahia”. Derby permaneceu no cargo por dois anos, quando foi novamente convidado por Miguel Calmon, agora Ministro da Indústria, Viação e Obras Públicas do governo de Affonso Penna, para instalar o “Serviço Geológico e Mineralógico do Brasil”. Este órgão foi criado em 10 de Janeiro de 1907, tendo Derby como seu primeiro diretor.

Mesmo envolvido ao longo de sua vida profissional com atividades administrativas e, muitas vezes, burocráticas, Derby teve uma imensa produção científica, totalizando 175 publicações versando sobre a geologia em geral, mineralogia, geologia econômica, geografia física, cartografia, paleontologia, meteorologia e outros temas, dos quais 125 foram voltados à Geologia do Brasil. Considerado pelos seus colaboradores como uma pessoa extremamente polida, educada e respeitosa, nunca se deixou levar a ações grosseiras, mesmo tendo sido alvo de várias críticas por adversários invejosos, tanto no meio político como científico.

Foi entre 1912 e 1915 que a paleontóloga norte-americana Carlotta Joaquina Maury (1874-1938) colaborou, por convite de Derby, com o Serviço Geológico do Brasil, deixando importantes contribuições à Paleontologia do Brasil, em especial à de Sergipe. Além dela, vários respeitados pesquisadores estrangeiros estiveram envolvidos na pesquisa científica do país, todos a convite de Derby, como John Casper Branner, Roderic Crandall, Franz Eugen Hussak, Horace Elbert Williams e Milton Underdown.

Derby dedicou a maior parte de sua vida ao Brasil, onde viveu por 40 dos seus 64 anos de vida. Em Abril de 1915, solicitou finalmente sua naturalização brasileira, oficializada em Julho do mesmo ano.

Desde 1910 o “Serviço Geológico e Mineralógico do Brasil”, onde atuara por mais de oito anos, passava por momentos difíceis, com cortes de verbas e, como conseqüência, das suas atividades. Não se sabe exatamente quais os verdadeiros motivos que levaram Derby, em 27 de Novembro de 1915, a cometer suicídio, com um tiro de revólver à cabeça. Morava há nove anos no “Hotel dos Estrangeiros”, na Praça José de Alencar, no Catete, Rio de Janeiro. Nada deixou de pista, apenas uma carta iniciada para João Pandiá Calógeras, ex-ministro da Agricultura, Indústria e Comércio, onde apenas se lia “My dear Dr. Calogeras…“. Sabe-se apenas que Calógeras, quando ministro, no início de 1915, reduzira de forma ainda mais drástica o orçamento do Serviço Geológico, mudando também as diretrizes estabelecidas por Derby.

Derby sempre teve uma vida solitária, sem família no Brasil, longe dos seus laços originais americanos. Nunca se casou. Morou sempre em quartos de hotel. Teve fiéis amigos, que foram seus colaboradores no Museu Nacional ou pelos serviços geológicos por onde passou. De certo modo, sua vida foi dedicada exclusivamente a destrinchar a geologia do Brasil. Sua dedicação foi fundamental ao avanço do conhecimento geológico do Brasil, tornando-o um dos mais importantes geólogos que o país já teve.

Para saber mais:

Tosatto, P. 1998. Imagens do Brasil no tempo de Derby. DNPM, Rio de Janeiro, 128 pp.
Tosatto, P. 2001. Orville A. Derby – “O pai da Geologia do Brasil”. CPRM, DNPM, Rio de Janeiro, 126 pp.
Mahl, M. L. 2012. Orville Adelbert Derby: Notas para o Estudo de sua Atuação Científico-Intelectual em São Paulo (1886-1905). Revista de História, São Paulo, 167: 295-320.
A Noite, 1915. Suicida-se o eminente scientista Orville Derby. 1413, p. 1.

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