Modelação analógica nos processos estratigráficos, incluindo a

preservação de pegadas de dinossáurio

Pereira, G. [1], Deus, H. A. [1]; & Fonseca, P. E. [1]

[1] LabGEesp – Laboratório de Geologia Experimental do CeGUL - Centro

de Geologia da Universidade de Lisboa

Numa análise expedita, o reconhecimento de fósseis, em contexto

espeleológico, pode ser complexo devido à enorme variedade de estruturas

de difícil interpretação. É, por isso, conveniente que a formação em

Espeleologia inclua algumas referências simples aos processos e ambientes

de fossilização. Entretanto, a compreensão destes fenómenos pode ser

complementada pela realização de actividades de modelação analógica que

simulem, por exemplo, as condições necessárias para a preservação de

pegadas de dinossáurios. A actividade apresentada neste trabalho permite,

não só compreender os fenómenos acima enunciados, como também

desenvolver a capacidade de observar e registar o mesmo fenómeno nas

várias dimensões do espaço, capacidade esta que facilitará a

detecção/identificação de estruturas fósseis integradas na matriz da rocha de

uma cavidade em estudo.

Recognizing fossils inside a cave can be a real challenge due to the huge

variety of formations one can find in that context. Therefore, it is important

to include in Speleology Training a brief analysis about fossils, how they are

formed and in what kinds of environments fossils can occur. Meanwhile, the

comprehension of these phenomena can be complemented through the use of

an analogic modelling activity that simulates the preserving of, for example,

dinosaur’s footprints. The activity here presented aims, not only to explain

the conditions to preserve that type of fossil record, but also to helps students

to develop their skills to observe and take notes of the same phenomenon in

the three dimensions of space. That way, students can be more equipped to

find/identify fossil record trapped in the rock, inside a cave.

1. INTRODUÇÃO

Nas ciências Geológicas, a realização de actividades experimentais

(didacticamente correctas e materializando processos físicos bem conhecidos

e estudados), permitem numa grande maioria das vezes explicar melhor —

através de processos de visualização – ocorrências complexas e de

explanação intrincada. Estas explicações/demonstrações com modelos de

pequena escala de alguns processos naturais, podem e devem passar pela

elaboração de modelos analógicos, implicando, assim, a redução da

dimensão real, acompanhada sempre por uma concomitante redução

temporal (Prost, 1999). Paralelamente às actividades experimentais, em

Ciências da Terra, é essencial a valorização do trabalho de campo, pois este

permite o desenvolvimento de atitudes e valores subjacentes ao progresso

científico (Silva, Leite, Marques e Praia 1997). Deste modo, a experiência

aqui proposta deve ser complementada com saídas de campo a localizações

onde se possam observar pegadas (Cabo Espichel, Cabo Mondego, Fátima,

Praia Grande do Rodízio).

As pegadas são poderosos instrumentos para a compreensão da

locomoção e comportamento do animal. Elas podem permitir estimativas

precisas da velocidade bem como dar indicações quanto à postura, níveis de

actividade e metabolismo, e mesmo quanto ao seu comportamento social

(Prothero, 1998). Destacam-se as pistas de Dinossáurios da Pedreira do

Galinha, perto de Fátima, onde se podem observar a maior e mais importante

jazida mundial com pegadas de saurópode do Jurássico médio, com trilhos

de 142 e 172 metros (Santos, Lockley, Meyer, Carvalho, Carvalho e

Moratalia 1994). Em 1996 esta jazida foi classificada como Monumento

Natural das Pegadas de Dinossáurios de Ourém/Torres Novas (DR n.º 12/96,

de 22 de Outubro). Na Baía dos Lagosteiros - Cabo Espichel (Sesimbra)

podem-se observar testemunhos icnológicos de uma manada de, pelo menos,

sete saurópodes de pequenas dimensões, do Jurássico Superior (Lockley,

Meyer e Santos 1994; Figueiredo 2004). Em 1997 esta jazida foi classificada

como Monumento Natural da Pedra da Mua (DR n.º 20/97, de 7 de Maio).

Evidenciam-se ainda onze pistas de dinossáurios dos géneros Megalosaurus

e Iguanodon que ficaram preservadas numa camada calcária do Cretácico

inferior (Madeira e Dias 1983). A localização destas e de outras jazidas de

pegadas de dinossáurios em Portugal podem ser consultadas na página do

Museu Nacional de História Natural.

A saída de campo a uma jazida de pegadas pode ser realizada antes

ou depois da realização da experiência laboratorial. Se for realizada

previamente, a saída de campo pode ser utilizada para despoletar o problema

a ser investigado por via experimental. Esta perspectiva já foi usada com

sucesso pelos autores em várias estratégias pedagógicas (Pereira, Deus e

Capelo 2004). Nos sítios descritos, as camadas onde ficaram preservadas as

pegadas não se encontram na horizontal. A resolução dos problemas por

estes levantados podem ser de tal modo complexos que podem exigir o

recurso a várias disciplinas da Geologia para além da Paleontologia, como

por exemplo a estratigrafia e a geologia estrutural. O trabalho dos cientistas,

em geral, e dos geólogos, em particular, tem uma natureza multidisciplinar e

interdisciplinar (Orion, Ault 2007). É esta perspectiva da Geologia que tem

sido valorizada pelo grupo LabGExp (Laboratório de Geologia Experimental

do Centro de Geologia da Universidade de Lisboa - CeGUL) em vários

trabalhos anteriores (Moita de Deus, Araújo, Bolacha, Costa, Pereira,

Caranova, Vicente e Fonseca 2007).

A aprendizagem das Ciências da Terra implica a compreensão de

sistemas complexos, em várias escalas espácio-temporais, as interacções

mútuas entre esses sistemas e ainda as interacções desses sistemas connosco

(Orion, Ault 2007). Na modelação analógica que aqui propomos, para a

simulação de preservação de pegadas, temos que ter em conta os vários

constrangimentos a ele subjacentes. Neste trabalho foram utilizados vários

materiais simples e baratos (caixa de sapatos, pó de pedra, óxido de ferro,

entre outros). A utilização de materiais de baixo custo e acessíveis a todos

tem sido apanágio do nosso grupo de forma a permitir a máxima divulgação

destas actividades para a aprendizagem da Geologia.

2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Os procedimentos que a seguir se apresentam pretendem simular o

processo de preservação de pegadas, desenvolvendo as metodologias

propostas por vários autores (Inácio, Oliveira, Cachão, Pires e Cordeiro,

2003; Pereira, Deus e Capelo, 2004). Para a realização desta experiência são

necessários quatro caixas de sapatos (ou outra embalagem com tamanho

equivalente), quatro tabuleiros, quatro garrafões de cinco litros de forma

paralelepipédica, pó de pedra, areia fina, óxido de ferro, bacia, espátula,

colher de sopa, x-acto, régua, marcadores, duas patas de galinha (uma direita

e uma esquerda). Na preparação da experiência é necessário ser feita uma

preparação prévia, nomeadamente todos os procedimentos devem ser

devidamente experimentados antes de ser apresentada a experiência. Na

descrição que se segue não serão dadas indicações precisas das quantidades

pois elas podem variar consoante os materiais utilizados. Por exemplo, a

quantidade de água utilizada para humedecer o pó de pedra que se pretende

que simule a vasa e os tempos de secagem podem variar. Em relação ao pó

de pedra é preciso ter atenção à sua constituição que deve ser calcária (note-

se que, por vezes, o gesso também é vendido como pó de pedra).

A actividade aqui apresentada engloba quatro grupos experimentais

para simular o processo de simulação das pegadas, o que permite o estudo de

várias variáveis que podem estar envolvidas no processo. A quantidade a

utilizar de sedimento para cada camada pode corresponder a cerca de um

terço da altura da caixa de sapatos, sendo que a espessura de cada camada

não deve ser inferior a 2 cm. Em cada caixa serão aplicadas duas camadas de

sedimento, sendo que a segunda deve ser corada com óxido de ferro (cerca

de 2 colheres de sopa). As variáveis a serem estudadas serão o tipo de

sedimento, a existência ou não de paragem de sedimentação. A quantidade

de água a adicionar aos sedimentos deverá permitir a humidificação dos

mesmos mas não deve ficar água livre. É preferível ir adicionando a água

pouco a pouco até que os sedimentos constituam uma massa espessa.

Na caixa A deve ser depositada uma camada de areia não corada, na

qual se imprimem várias pegadas de galinha (não esquecer de, previamente,

passar a pata por água), deixar repousar durante uma semana, aplicar uma

segunda camada corada. Na caixa B deve ser depositada uma camada de pó

de pedra não corada, na qual se imprimem várias pegadas de galinha (não

esquecer de, previamente, passar a pata por água), e aplicar logo a seguir

uma segunda camada corada. Na caixa C deve ser depositada uma camada

de pó de pedra não corada, na qual se imprimem várias pegadas de galinha

(não esquecer de, previamente, passar a pata por água), aplicar uma camada

fina de vaselina líquida (aquando da aplicação pode-se colocar também

folhas de plantas sobre a primeira camada) e aplicar logo uma segunda

camada corada. Na caixa D deve ser depositada uma camada de pó de pedra

não corada, na qual se imprimem várias pegadas de galinha (não esquecer

de, previamente, passar a pata por água), deixar repousar durante uma

semana (esta paragem de uma semana pode ser substituída pela aplicação de

uma camada fina de pó de pedra seco após a realização das impressões),

aplicar uma segunda camada corada.

a) Medição da quantidade de sedimento b) Humidificação do sedimento

c)Recorte do cartão d) Pegadas impressas e) Montagem final

Figura 1 – Montagem da experiência

Depois de ser aplicada a segunda camada, deve-se recortar a caixa de

modo a eliminar o cartão que está acima das camadas, com o auxílio de um

x-acto. As sobras de cartão podem ser colocadas sobre o sedimento como

forma de protecção. De seguida colocar um garrafão de 5l deitado de forma

exercer peso sobre a sequência. Ao fim de uma semana observar os

resultados.

3. RESULTADOS

A Caixa A permite demonstrar que um sedimento grosseiro do tipo

arenoso não será o ideal para a preservação das pegadas. Note-se os

contornos pouco definidos e a fraca coesão das partículas que são bons

indicadores da difícil preservação de pegadas em sedimentos desta natureza.

A existência de um hiato de sedimentação, com secagem do sedimento, vem

provar que, mesmo nestas, condições dificilmente as pegadas ficarão

preservadas neste sedimento.

Quadro I – Quadro síntese das condições da experiência e dos resultados

Na caixa B pretende demonstrar-se que o tipo de sedimento

utilizado, simulando a vasa carbonatada original onde se encontram as

pegadas, é o ideal para mimetizar o ambiente natural propício para a

ocorrência deste tipo de impressões. Este facto decorre da baixa

granularidade do sedimento e ao seu comportamento plástico. No entanto,

uma vez que neste caso a deposição será contínua, as pegadas muito embora

bem preservadas, ficam no interior das camadas que são indissociáveis.

Nesta fase pode-se realizar um corte transversal e outro longitudinal para que

seja possível constatar que a pegada está presente, não sendo porém possível

separar as duas camadas pela superfície de contacto.

Na caixa C, o tipo de sedimento é também o pó de pedra, mas existe

uma camada de gordura (vaselina) que poderá simular resíduos da

decomposição de materiais orgânicos, que podem constituir uma superfície

de descontinuidade entre as duas camadas, permitindo assim a sua separação

e consequentemente a preservação das pegadas.

Na caixa D, o tipo de sedimento é também o pó de pedra. Mas o

aspecto determinante é que neste caso existe um hiato, que corresponde a um

lapso temporal ou de sedimentação, que permitiu o sedimento consolidar

mantendo a forma da pegada, ao que sucedeu um segundo episódio de

sedimentação. Logo, a deposição seguinte irá adquirir a forma da camada

subjacente. Desta forma a pegada fica preservada.

a) Caixa B b) Caixa D

Figura 2 – Resultados da experiência

4. INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS

Quando um animal terrestre se desloca sobre um sedimento não

consolidado, fino e com comportamento plástico, pode originar pegadas. De

facto, quanto maior o grau de plasticidade do sedimento, mais fiéis à

realidade serão as impressões nele produzidas. A própria granularidade do

sedimento vai condicionar o pormenor de determinada pegada. Deste modo,

em sedimentos finos, por exemplo vasas carbonatadas ou argilosas, ficam

impressos os contornos das garras, as próprias rugosidades da pele, as

almofadas da superfície plantar, entre outros detalhes. Por outro lado, se

estivermos na presença de sedimentos mais grosseiros como as areias

(testadas nesta actividade), os pormenores, como as estruturas mais finas,

não ficam registadas, preservando-se apenas um contorno grosseiro da

pegada. A coesão do sedimento, após a formação da pegada, é um factor

determinante para a sua fossilização. Este factor é muito importante pois o

sedimento tem de ser suficientemente consistente e coeso para permitir que a

pegada resista sem se desvanecer, quer enquanto está exposta à erosão, até

ser coberta por novos sedimentos que constituirão a camada suprajacente,

quer durante o processo de litificação do sedimento (fossilização

propriamente dita). Nessa altura passa a constituir o que se designa por

icnofóssil (marca de actividade biológica preservada por processos

geológicos). Como podemos constatar todos estes factores condicionam a

qualidade e quantidade de detalhes que ficam registados numa pegada

fossilizada. Será interessante salientar que, quando um animal produz uma

pegada no substrato plástico, ele vai produzir não apenas uma impressão,

mas sim várias, uma em cada camada infrajacente, as denominadas

subimpressões. As subimpressões são, geralmente, menos detalhadas do que

a pegada produzida à superfície do sedimento, mas em contrapartida têm

maior probabilidade de fossilizar, pois não estão sujeitas à erosão.

Geralmente, as pegadas fossilizadas correspondem, não à pegada real, mas

sim a subimpressões.

A sequência de eventos que conduz à preservação de trilhos de

dinossáurios é explicada na figura 3. Em primeiro lugar, um dinossáurio teria

atravessado uma área de sedimento macio, deixando as suas pegadas

(diagramas a e b). Este pode, por exemplo, ter passado por vasas de um

antigo raso de maré de uma laguna confinada ou estuário, deixando as suas

pegadas no sedimento molhado exposto pela maré baixa. Entre a camada

onde são impressas as pegadas e a camada que a cobre tem que existir uma

superfície de descontinuidade que pode ter como origem a descrita nas

Caixas C e D. A maré alta seguinte (ou um período mais prolongado de

imersão) poderia ter depositado mais areia ou lama sobre as pegadas recém-

formadas (diagrama c), e quando estas ficaram enterradas neste meio, estas

estariam bastante protegidas dos efeitos destrutivos do Sol, vento e água. A

continuada acumulação de sedimentos resultaria numa acomodação das

pegadas a profundidades mais elevadas, e as consequentes mudanças de

pressão, temperatura, e características químicas da água, resultariam num

processo complexo de litificação, ou a transformação de um sedimento

molhado e macio em rocha mais rígida e seca. As camadas de sedimento

serão comprimidas e reduzidas em espessura; a água será expulsa de entre os

grãos de areia e lama, que seriam empacotadas com mais força e, por vezes,

cimentadas por depósitos minerais. Por último, os sedimentos litificados

seriam agora trazidos à superfície por movimentos tectónicos e/ou acção dos

agentes erosivos. As camadas de rocha contendo as pegadas poderiam agora

estar expostas em vertentes, colinas, penhascos, rios, ou, mesmo

hipoteticamente, em estratificações presentes em cavernas. Finalmente, essas

camadas teriam a possibilidade de serem separadas através dos agentes

meteóricos ou por um paleontólogo, e revelar as antigas pegadas (diagrama

d). Repare-se que cada pegada será representada por dois fósseis – a

impressão, ou molde, na superfície do substrato (diagrama e), e o seu contra-

molde (diagrama f).

Figura 3 – Modelo simplificado que explica a formação e preservação de

trilhos de dinossáurios: (a) uma pegada de dinossáurio impressa no

substrato; (b) o pé é retirado deixando a sua impressão; (c) a pegada é

preenchida e enterrada pela acumulação de sedimento; (d) após litificação as

duas unidades separam-se para revelar a impressão e o seu preenchimento;

(e) a impressão originalou molde natural; (f) o preenchimento da impressão,

ou molde, mostrado invertido. (Extraído de Thulborne, T. 1990)

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Com a actividade apresentada tem-se a percepção do processo que

está subjacente à preservação de pegadas. Mas se quiséssemos enquadrar

esta actividade como uma proposta de resolução dos problemas geológicos,

levantados pelas localizações de trilhos referenciados na introdução,

poderíamos realizar outras experiências para explicar a não horizontalidade

dos estratos onde estão preservadas as camadas, como por exemplo a

instalação de um diapiro magmático (como no caso do Maciço de Sintra) ou

a deformação em regime compressivo e distensivo (Pereira, G., Deus, H.,

Capelo, M. 2004 e Bolacha, Moita de Deus, Caranova, Silva, Costa, Vicente,

Fonseca 2006). Os problemas geológicos podem ser complexos exigindo por

vezes a associação de várias disciplinas geológicas e por vezes de outras

áreas para a resolução dos mesmos.

No âmbito da espeleologia, esta experiência apresenta um carácter

formativo de sensibilização para preservação do património geológico e

possibilita que espeleólogos, quando equipados com conhecimentos simples,

mas rigorosos, de paleontologia venham a contribuir para o avanço da

ciência, partilhando com a comunidade científica possíveis achados

paleontológicos efectuados durante a sua actividade exploratória quer de

prospecção de superfície, quer de exploração de grutas. Recorde-se que a

geoconservação é fundamental dado que a geodiversidade apresenta um

valor intrínseco, cultural, estético, económico, funcional, científico e

educativo (Gray 2004 citado por Brilha 2005).

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