O que provocou a extinção dos Dinossáurios do Sistema Terra?

Transcrição

Escola Secundária de Estarreja
Biologia e Geologia 10ºAno
Tema 1 – A Geologia, os geólogos e os seus métodos
Setembro 2010
Guião de Exploração de Actividades
O que provocou a extinção dos Dinossáurios do Sistema
Terra?
Que características do Sistema Terra permitiram a expansão e o declínio dos Dinossáurios? Como era o
Sistema Terra, na Era dos Dinossáurios?
Em que rochas são encontrados os fósseis de dinossáurios? Como se formam e organizam essas rochas
no Sistema Terra?
Que informações podem ser obtidas através do estudo do registo fóssil dos Dinossáurios?
No sentido de encontrares resposta para estas e outras questões-problema, e compreenderes as
principais teorias defendidas pela Comunidade Científica, sobre a Extinção dos Dinossáurios, serão
propostas actividades desenvolvidas em torno de notícias, e artigos científicos. Algumas actividades
serão complementadas com técnicas de organização e de sistematização de dados que o/a irão ajudar a
compreender e a integrar a informação do Tema 1 de Geologia.
Nota importante: Este documento não se destina a substituir o manual adoptado na disciplina, nem qualquer
outro suporte de aprendizagem. Seguindo as linhas orientadoras gerais, propostas no Programa de Biologia e
Geologia, é um dos meios propostos pela equipa de professores como complemento na orientação e
contextualização das respectivas estratégias de ensino-aprendizagem e avaliação, quer na sala de aula, quer no
laboratório.
Bom trabalho!
© Rui Soares, Graciete Oliveira & Maria José Cardoso 2010
1
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A - Fala-se sempre no Fim. Como foi o princípio?...
(…) Há mais de 200 milhões de anos, uma
intensa actividade vulcânica desencadeou
uma extinção em massa e pôs ponto final
ao período Triásico (entre há 245 e 208
milhões de anos). E foi a partir daí que os
dinossauros floresceram e reinaram
sobre a Terra nos 135 milhões de anos
seguintes. É isso que confirmam os
resultados de uma série de análises a
sedimentos com 201,4 milhões de anos
recolhidos em diferentes zonas na Europa
Fig. 1 – Dinossáurio.
e na América. (…)
Primeiro era a Pangeia (o continente único na Terra), há mais de 200 milhões de anos. Depois iniciou-se
a separação entre as placas norte-americana e africana, que abriu espaço para o surgimento do Oceano
Atlântico e desencadeou uma intensa actividade vulcânica, que durou mais de 600 mil anos e alterou a
atmosfera, levando a superaquecimento do planeta.
Aquele vulcanismo intenso produziu um pico de dióxido de carbono e de outros gases com efeito de
estufa e causou a extinção em massa que marcou o final do período
Triásico.
Mais de metade das espécies de plantas e de animais então existentes
pereceram nessa altura e entre eles os crurotársios - antigos parentes
dos modernos crocodilos que então reinavam na Terra.
Acontece que estes crurotársios eram os principais competidores dos
dinossauros e não se adaptaram ao novo clima. Foi isso, explicam os
paleontólogos, que permitiu aos dinossauros florescerem e reinarem
durante 135 milhões de anos na Terra. (…)
Fig. 2 - Crurotársio.
Adaptado de Filomena Alves In : Diário de Notícias 24 Março 2010
1.
2.
3.
4.
Mencione elementos do Sistema Terra enumerados na notícia.
A atmosfera é um subsistema integrado na Terra.
2.1. Explique em que medida esse subsistema é aberto.
Transcreva uma frase do texto que evidencie uma relação Geosfera – Atmosfera.
Resolva as questões do anexo 1, relacionadas com a discussão da actividade diagnóstico.
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B – Uma “pista de Dança” de Dinossáurios…
A 20 de Outubro de 2008, geólogos da Universidade do Utah (E.U.A.)
identificaram uma incrível concentração de pegadas de dinossauros
que eles chamam de "um salão de baile dinossauro", localizado em um
deserto na fronteira com o Arizona, Utah, onde havia um oásis no
deserto de areia há 190 milhões anos atrás.
O sítio inclui raras marcas de caudas de dinossauros e fornece mais
provas de que houve intervalos húmidos durante o início do Período
Jurássico, quando a parte SO dos E.U.A. estava coberta com um campo
de dunas de areia maior que o deserto do Saara.
Localizado dentro do Cliffs Vermilion National Monument, a superfície
(...) [da rocha] tem mais de 1.000, talvez, milhares de pegadas de
dinossauros, com a média de uma dúzia por metro quadrado em alguns lugares. (…)
Arenito Navajo: rochas brancas, cinzas,
amarelas, beges, rosadas, de grão fino a
médio, com estratificação cruzada mais
evidente no topo da sequência arenítica.
Representa depósitos eólicos.
Formação Kayenta:
argilitos, siltitos
castanhoavermelhados, e
arenito. Representa
depósitos fluviais.
Fig. 3 - Contextualização geológica simplificada do Vermilion National Monument.
Marjorie Chan visitou pela primeira vez o local em 2005 e pensou que as marcas deixadas na rocha
arenítica tinham sido formadas a partir da erosão do vento. Mas na altura a investigadora suspeitou de
algo mais, “eu sabia que isto não era toda a história, havia uma alta concentração de marcas e não
existiam em mais local nenhum na região”.
A variedade de formas e tamanhos das pistas revela que pelo menos quatro espécies de dinossauros se
tenham reunido no bebedouro, com animais que vão desde os adultos a jovens.
Vários argumentos deram força à teoria: o tamanho dos trilhos é o indicado para animais grandes e as
pegadas estão limitadas a uma única camada rochosa; encontraram-se quatro tipos diferentes de trilhos
que incluíam marcas de garras, dedos e calcanhares; as marcas tinham uma orientação, o que indica
uma direcção na caminhada. (…)
Adaptado de http://www.publico.pt/Ci%C3%AAncias/descoberto-um-oasis-do-jurassico-com-mil-trilhosde-dinossauros_1346801
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1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Identifique em qual das unidades geológicas destacadas na figura foram descobertas as pistas de
dinossáurios descritas no texto.
Mencione a estrutura comum observável nos depósitos da Formação de Kayenta e nos Arenitos
Navajo.
Identifique o grupo de rochas em que são incluídos os arenitos, siltitos e argilitos.
Construa um mapa de conceitos, em grupo, seguindo as instruções do Anexo 2.
Solicite ao professor amostras de areia de duna, arenitos e de outras rochas componentes da
Geosfera.
Proceda à observação e estudo desse material de acordo com as actividades propostas no Anexo 3.
Pesquise informação referente aos métodos de datação que permitem quantificar a idade das
rochas em milhões de anos. (Resolva a actividade do manual que melhor lhe permita
compreender esse método de datação.)
7.1. Escreva em grupo um pequeno texto ilustrado a fim de o dar a conhecer à turma, de acordo
com critérios a serem fornecidos posteriormente pelo professor.
7.2. Discuta com o professor o trabalho produzido.
Identifique, na escala do tempo geológico, apresentada nas páginas 42 e 43 do manual adoptado as
Eras representadas nas rochas do Cliffs Vermilion National Monument.
8.1. Discuta essa escala com os seus colegas de turma, com a orientação do professor.
C - Eu corro, tu corres, eles (também) corriam…
A velocidade aproximada de um animal pode ser calculada, partindo das pegadas que este deixa para
trás. Em 1976, o zoólogo inglês R. McNeill Alexander usou elefantes, aves e pessoas e muitos outros
animais para formular uma equação, relacionando as pegadas à velocidade, comprimento da perna e da
passada. Usando a fórmula de Alexander, os cientistas podem determinar a velocidade da marcha ou da
corrida de um dinossáurio. Os cientistas calcularam que o comprimento da perna é aproximadamente
quatro vezes o comprimento do pé.
Equações para determinar a altura do quadril e a velocidade do animal:
Velocidade (V)=0,25g0,5.SL1,67.h-1,17
-2
g- aceleração da gravidade 9,8ms
Altura do quadril (h)= 4.Comprimento do pé (FL)
SL – Comprimento da passada
(todas as medidas de comprimento são expressas
em metro (m))
1.
2.
Comprimento do pé (FL) é a distância medida
entre a extremidade do dedo mais longo e a
extremidade posterior do “pé”.
Pesquise, no manual adoptado, o princípio do raciocínio geológico que possibilita estimar a
velocidade dos dinossáurios, partindo de uma equação matemática estabelecida a partir do estudo
da locomoção de animais contemporâneos. (Resolva a actividade do manual que melhor lhe
permita compreender esse princípio geológico.)
Partilhe com os seus colegas de turma e o professor as ideias e conclusões obtidas.
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D - Observando as pegadas mais de perto…
Fig. 4 - Diagrama mostrando diferentes aspectos de um trilho natural produzido por um Dinossáurio.
Adaptado de Lockley (1991).
TPC
1.
2.
Identifique o processo de fossilização posto em evidência.
Formule uma hipótese que possa responder ao seguinte problema: “Qual foi a causa mais provável
que possa explicar o diferente aspecto das pegadas produzidas pelo Dinossáurio?”
2.1. Sugira uma experiência em que pudesse testar a sua hipótese.
2.2. Partilhe com a turma e o professor as suas ideias.
2.3. Registe as principais ideias discutidas e as conclusões obtidas.
Trabalho de Verificação de Aprendizagem
•
•
Prepara-se para uma actividade de avaliação individual a ser aplicada em tempo de aula.
A actividade será cotada para 100 pontos e terá a duração de 45 minutos.
Palavras-chave: Conceito, Princípio, Teoria, Rocha, Fóssil, Mapa de Conceitos e Sistema Terra
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E- Complicando mais um bocadinho…
Agora que sabe as ideias-chave relacionadas com a planificação do trabalho experimental na Geologia (e
na Biologia), suponha que pretende:
a) determinar avelocidade de locomoção dos animais do “Salão de baile” do Arenitos Navajo, no Utah;
b) responder às seguintes questões : Como se formaram os estratos sedimentares? Estratos com a
mesma espessura correspondem a intervalos de tempo idênticos? Qual é a relação de idade entre
conjuntos de estratos horizontais? Qual é o efeito da salinidade na sedimentação?
1.
2.
Identifique as variáveis que teriam de estar em jogo para efectuar o procedimento a).
Planifique uma actividade experimental em que possa solucionar as questões-problema b).
2.1. Discuta com os seus colegas de turma e professor as principais ideias e procedimentos
formulados.
2.2. Ponha em acção as propostas definidas na aula, através da leitura do anexo 4.
F- Então e por cá, não há nada?
Portugal é um país rico em pegadas de Dinossáurios. As pegadas da praia Grande do Rodízio, no
concelho de Sintra, é um exemplo de um trilho observável na superfície de estratificação de rocha
calcária do Cretácico inferior.
Fig. 5 – Estratos Cretácicos da Arriba da Praia Grande do Rodízio e foto das pegadas fósseis (algumas
indicadas pelas setas).
TPC
1.
Pesquise informação sobre outros sítios com interesse geológico onde ocorram pegadas de
dinossáurios em Portugal. (Para a realização esta actividade ser-lhe-á dado um prazo. Será ligada ao
conceito “geomonumento” a ser abordado na Unidade 2 – A Terra, um planeta muito especial.
Solicite ao professor em que molde será elaborado e avaliado o trabalho)
2.
Partilhe a informação obtida com os seus colegas de turma e o professor em data a ser acordada
com o professor.
Explique por que razão as pistas da Praia Grande do Rodízio, ao contrário das encontradas nos
Arenitos Navajo (E.U.A.) têm uma posição subvertical.
3.
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G- Geologia: uma ciência histórica de mãos dadas com a Biologia
Os registos de trilhos com pegadas sugerem que a designação Idade dos Dinossáurios está bem aplicada.
À medida que o estudo de trilhos em rochas mesozóicas vai sendo implementado, fica cada vez mais
claro que a maioria das pegadas é inequivocamente atribuída a Dinossáurios. O número total de
pegadas atribuídas a anfíbios, lagartos, crocodilos, tartarugas, pterossáurios, mamíferos e répteis
semelhantes a mamíferos é consideravelmente pequeno. A distribuição destas pegadas no registo fóssil
está condicionada por um elevado número de factores, nomeadamente condicionantes paleobiológicas,
relacionadas com o comportamento dos animais e a sua evolução, bem como com a configuração dos
ambientes antigos (paleoambientes). Por exemplo, muitas pegadas com origem em mamíferos e em
outros répteis, são relativamente comuns no início da Era dos Dinossáurios, enquanto a proporção de
pegadas originadas por estes é relativamente baixa. À medida que nos aproximamos do final desta Era,
no período Cretácico, não se conhecem as pegadas originadas por animais semelhantes a mamíferos. As
pegadas com origem em verdadeiras Aves são desconhecidas ou raras no início da Era dos Dinossáurios.
Elas começam a aparecer abundantemente no Cretácico. (…) A confusão entre pegadas de Dinossáurios
e Aves foi um dos maiores obstáculos ao progresso da Ciência das pegadas de Dinossáurios por muitos
anos. Esta confusão só recentemente foi resolvida. Não é apenas a evolução a determinar o tipo de
pegadas e trilhos documentados no registo fóssil. (…) Se a Mãe Terra não quiser cooperar os trilhos
podem ser destruídos sem qualquer contemplação (…).
In: MARTIN LOCKLEY (1991): Tracking Dinosaurs A new look at an ancient world
Fig. 6 - A evolução de Dinosauria.
1.
2.
Discuta com o seu par/colegas de trabalho a importância dos fósseis de Dinossáurios para a
Geologia e a Biologia a nível do espaço e do tempo.
Partilhe com os outros colegas e o professor as principais conclusões obtidas.
H- Faziam travessias através de continentes imóveis ou deslocavam-se com estes?...
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Foi encontrado o crânio fóssil de um dinossauro carnívoro, designado “o primeiro cara enrugada” –
Rugops primus, por uma equipe liderada pelo paleontólogo da Universidade de Chicago Paul Sereno.
Os parentes deste carnívoro, encontrado no deserto do Saara, viviam em locais actualmente tão
distantes como a América do Sul e Índia. A descoberta oferece novas informações sobre como e quando
estas massas continentais se separaram.
A nova espécie, tem 95 milhões de anos, e é a segunda de um carnívoro encontrado por Sereno numa
expedição independente, ajuda a preencher lacunas críticas na evolução dos dinossauros carnívoros em
África.
A segunda espécie nova de
dinossauro,
chamado
Spinostropheus gautieri, foi
encontrada no Níger, em
rochas com 135 milhões de
anos. O fóssil representa uma
relação antiga com Rugops e
outros Abelisaurideos. Este
grupo existiu em maior
número durante o período
Cretácico,
no
antigo
supercontinente austral de
Gondwana, e hoje em dia os
seus restos fósseis podem ser encontrados nos actuais continentes da África e América do Sul, bem
como na Índia e em Madagáscar. Caracterizavam-se pelos fortes membros posteriores e pelos crânios
extensivamente ornados, com sulcos e depressões. Nos abelisaurídeos mais tardios, como Carnotaurus,
os membros anteriores tornaram-se vestigiais, o crânio ficou mais curto e desenvolveram-se cristas
ósseas acima dos olhos. Antes da descoberta, os Abelisaurídeos desse período tinham sido encontrados
na América do Sul, Madagáscar e Índia, mas nenhuma havia sido confirmado em África, apoiando a
teoria de que a África se separou do primeiro super-continente meridional de Gondwana há cerca de
120 milhões de anos atrás. Ambos Rugops e Spinostropheus vieram do período Cretácico, quando esta
área da África apresentava grandes rios e planícies verdejantes.
Adapato de http://www.sciencedaily.com/releases/2004/06/040609071516.htm 5/09/2010 e de
http://africascience.blogspot.com/2007/07/two-dinosaurs-from-africa-give-clues-to.html 5/09/2010
1.
2.
3.
4.
Escreva a evidência relatada no texto para a mobilidade dos continentes.
Pesquise outras evidências para além dos fósseis que apoiem esse Mobilismo. (Resolva as
actividades do manual necessárias à compreensão da tarefa)
Partilhe a informação encontrada e discuta-a com os seus colegas de turma e o professor.
Mencione a teoria mobilista mais aceite pela Comunidade Cientifica.
8
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5.
6.
Escreva os princípios mais relevantes dessa teoria.
Considere a frase sublinhada no último parágrafo do texto.
6.1. Explique à luz da Teoria da Tectónica de Placas a mudança climática experimentada no Níger
desde o Cretácico.
I- Agora é mesmo o fim… O que sabemos?
A extinção K-T ou evento K-T foi uma extinção em massa, ocorrida há mais ou menos 65 milhões de
anos, que marca o fim do período Cretácico (K, abreviação tradicional) e o início do período Terciário (T).
Este evento teve um enorme impacto na biodiversidade da Terra e vitimou boa parte dos seres vivos da
época, incluindo os dinossauros e outros répteis gigantes.
Existem na Paleontologia duas correntes principais, com diferentes pontos de vista sobre o que poderá
ter causado a extinção dos Dinossáurios e de outros organismos no limite C-T (Cretácico – Terciário). As
duas teorias podem ser classificadas em "gradualistas intrínsecos" e "catastrofistas extrínsecos". (…)
Mas primeiro, vamos definir os aspectos gerais com os quais os cientistas em geral concordam
relativamente ao limite KT.
O contexto comum para o limite KT
I.
Ocorreu uma alteração climática global; o clima quente e ameno do Cretácico mudou para mais
frio e variado no Cenozóico.
II.
Assim como ocorreu a mudança climática global permanente, há a evidência de que houve
alterações menos duradouras no final do Cretácico. Estas alterações podem ter sido o resultado
de uma perturbação terrestre maciça, a qual lançou poeiras para o ar, causando uma chuva ácida,
emissão de gases venenosos e uma queda da temperatura (semelhante a um Inverno Nuclear).
III.
Muitos organismos, quer marinhos, quer terrestres, vertebrados e invertebrados extinguiram-se.
A razão para esta extinção em massa foi provavelmente a mudança climática.
IV.
No limite KT, ou próximo deste, em vários locais da Terra, acumulou-se uma fina camada de argila
com teores anormalmente elevados de Irídio. (…)
Não houve nenhuma resolução do problema até agora (…). Ambos os lados reivindicam deter a maioria
dos cientistas; parece, contudo, que muitos paleontólogos inclinam-se para o lado intrínseco, ao passo
que muitos astrónomos e físicos estão a favor do lado extrínseco, e os geólogos provavelmente
divididos em proporções iguais entre os dois.
Extraído e adaptado de
http://www.ucmp.berkeley.edu/diapsids/extinction.html
(31/08/2010)
1.
Elabore um diagrama de Venn que lhe permita estabelecer a comparação entre Catastrofismo e
Gradualismo, de acordo com os critérios de avaliação a serem fornecidos oportunamente pelo
professor.
2.
Solicite ao professor uma cópia de três artigos da Imprensa escrita onde vem descrita a polémica
focada entre as duas linhas de raciocínio na explicação da extinção dos Dinossáurios (Anexo 5).
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3.
Tenha em atenção dois excertos de uma das notícias em relação à polémica assumida por dois
cientistas de naturalidade holandesa:
“Gerta Keller, da Universidade de
Princeton, nos EUA, analisou sedimentos
recolhidos na cratera Chicxulub e disse ter
observado neles microfósseis, que provam
que muitas formas de vida microscópicas
sobreviveram centenas de milhares de anos
depois da colisão do meteorito.”
Gerta Keller
“O geólogo Jan Smit, da Universidade Livre
de Amesterdão, na Holanda, é um dos
defensores da tese do meteorito. Discorda
de Gerta Keller, dizendo que aquilo a que
esta chama fósseis são apenas esferas de
cristal.”
Jan Smit
3.1. Prepare-se para um debate a realizar em data acordada com o professor em que tenha de
assumir uma posição fundamentada.
3.2. Escreva um documento escrito a ser entregue até à hora do debate, sobre a sua posição em
relação à:
•
•
•
polémica, fundamentando os seus argumentos para os DOIS modelos de extinção KT em
causa.
discussão pessoal estabelecida entre os dois cientistas na Conferência de cientistas
realizada em Nice .
“resolução” do conflito em que Jan Smit afirma: “O debate está terminado por agora.” e
em que a sua adversária científica questiona: “Debate Chicxulub – o que vem a seguir?”
10

O que provocou a extinção dos Dinossáurios do Sistema Terra?

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