Petrifaction - Petrifaction

Restos de árvores que sofreram petrificação, como visto no Parque Nacional da Floresta Petrificada

Em geologia , petrificação ou petrificação (do grego antigo : πέτρα , romanizadopétra , lit. 'rocha, pedra') é o processo pelo qual a matéria orgânica se torna um fóssil por meio da substituição do material original e do preenchimento dos espaços dos poros originais com minerais . Madeira petrificada tipifica esse processo, mas todos os organismos, de bactérias a vertebrados, podem se tornar petrificados (embora matérias mais duras e duráveis, como ossos, bicos e conchas, sobrevivam ao processo melhor do que restos mais macios, como tecido muscular, penas ou pele) . A petrificação ocorre por meio da combinação de dois processos semelhantes: permineralização e substituição. Esses processos criam réplicas do espécime original que são semelhantes até o nível microscópico.

Processos

Permineralização

Um dos processos envolvidos na petrificação é a permineralização. Os fósseis criados por meio desse processo tendem a conter uma grande quantidade do material original do espécime. Este processo ocorre quando a água subterrânea contendo minerais dissolvidos (mais comumente quartzo , calcita , apatita (fosfato de cálcio), siderita (carbonato de ferro) e pirita ), preenche os espaços dos poros e cavidades dos espécimes, particularmente osso, concha ou madeira. Os poros dos tecidos dos organismos são preenchidos quando esses minerais precipitam para fora da água. Dois tipos comuns de permineralização são silicificação e piritização.

Silicificação

A silicificação é o processo no qual a matéria orgânica fica saturada com sílica . Uma fonte comum de sílica é o material vulcânico. Estudos têm mostrado que neste processo, a maior parte da matéria orgânica original é destruída. A silicificação ocorre com mais frequência em dois ambientes - ou o espécime está enterrado em sedimentos de deltas e planícies de inundação ou os organismos estão enterrados em cinzas vulcânicas. A água deve estar presente para que a silicificação ocorra, pois reduz a quantidade de oxigênio presente e, portanto, reduz a deterioração do organismo por fungos, mantém a forma do organismo e permite o transporte e a deposição de sílica. O processo começa quando uma amostra é impregnada com uma solução aquosa de sílica. As paredes celulares da amostra são progressivamente dissolvidas e a sílica é depositada nos espaços vazios. Nas amostras de madeira, à medida que o processo prossegue, a celulose e a lignina, dois componentes da madeira, são degradadas e substituídas por sílica. O espécime é transformado em pedra (um processo chamado litificação) conforme a água é perdida. Para que a silicificação ocorra, as condições geotérmicas devem incluir um pH neutro a levemente ácido e uma temperatura e pressão semelhantes a ambientes sedimentares de baixa profundidade. Em condições naturais ideais, a silicificação pode ocorrer em taxas próximas às observadas na petrificação artificial.

Piritização

A piritização é um processo semelhante à silicificação, mas envolve a deposição de ferro e enxofre nos poros e cavidades de um organismo. A piritização pode resultar tanto em fósseis sólidos quanto em tecidos moles preservados. Em ambientes marinhos, a piritização ocorre quando os organismos são enterrados em sedimentos contendo uma alta concentração de sulfetos de ferro. Os organismos liberam sulfeto, que reage com o ferro dissolvido na água circundante, quando se decompõe. Essa reação entre o ferro e os sulfetos forma pirita (FeS 2 ). O material da concha de carbonato do organismo é então substituído por pirita devido a uma concentração mais alta de pirita e uma concentração mais baixa de carbonato na água circundante. A piritização ocorre em menor grau em plantas em ambientes argilosos.

Substituição

A substituição, o segundo processo envolvido na petrificação, ocorre quando a água contendo minerais dissolvidos dissolve o material sólido original de um organismo, que é então substituído por minerais. Isso pode ocorrer de forma extremamente lenta, replicando a estrutura microscópica do organismo. Quanto mais lenta a velocidade do processo, melhor definida será a estrutura microscópica. Os minerais comumente envolvidos na substituição são calcita , sílica , pirita e hematita . Restos bióticos preservados apenas por substituição (em oposição a em combinação com permineralização ) são raramente encontrados, mas esses fósseis apresentam significância para a paleontologia porque tendem a ser mais detalhados.

Usos

Não só os fósseis produzidos pelo processo de petrificação são usados ​​para o estudo paleontológico, mas também têm sido usados ​​como peças decorativas e informativas. A madeira petrificada é utilizada de várias maneiras. Lajes de madeira petrificada podem ser transformadas em tampos de mesa ou as próprias lajes às vezes são exibidas de maneira decorativa. Além disso, pedaços maiores de madeira foram esculpidos em pias e bacias. Outras peças grandes também podem ser transformadas em cadeiras e banquetas. Madeira petrificada e outros organismos petrificados também têm sido usados ​​em joias, esculturas, relógios, cinzeiros e fruteiras, além de decorações de jardins e jardins.

Arquitetura

A madeira petrificada também tem sido usada na construção. O posto de gasolina de madeira petrificada, localizado em Main St Lamar, Colorado , foi construído em 1932 e consiste em paredes e pisos construídos com pedaços de madeira petrificada. A estrutura, construída por WG Brown, foi convertida em um espaço para escritórios e uma concessionária de carros usados. Glen Rose, Texas, fornece ainda mais exemplos do uso de madeira fossilizada na arquitetura. No início da década de 1920, os fazendeiros do Condado de Somervell, Texas, começaram a descobrir árvores petrificadas. Artesãos e pedreiros locais construíram mais de 65 estruturas dessa madeira petrificada, 45 das quais ainda estavam de pé em junho de 2009. Essas estruturas incluem postos de gasolina, canteiros de flores, cabanas, restaurantes, fontes e postes de portão. Glen Rose, Texas, também é conhecido pelo Parque Estadual do Vale do Dinossauro e pela Formação Glen Rose , onde pegadas fossilizadas de dinossauros do período Cretáceo podem ser vistas. Outro exemplo do uso de madeira petrificada na construção é o Agate House Pueblo no Parque Nacional da Floresta Petrificada no Arizona. Construído por ancestrais Pueblo cerca de 990 anos atrás, este edifício de oito quartos foi construído quase inteiramente de madeira petrificada e acredita-se que tenha servido como uma casa de família ou centro cerimonial.

Petrificação artificial

Em 2005, cientistas do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) relataram que haviam petrificado com sucesso amostras de madeira artificialmente. Ao contrário da petrificação natural, porém, eles infiltraram amostras em soluções ácidas, difundiram-nas internamente com titânio e carbono e as queimaram em um forno de alta temperatura (cerca de 1400 ° C) em uma atmosfera inerte para produzir um composto de matriz de cerâmica artificial de titânio carboneto e carboneto de silício ainda mostrando a estrutura inicial da madeira. Os usos futuros veriam esses materiais cerâmicos de madeira petrificados artificialmente substituir as superligas à base de metal (que são revestidas com cerâmicas ultraduras) na indústria de ferramentas. Outra matéria vegetal pode ser tratada em um processo semelhante e produzir pós abrasivos. Os cientistas tentaram petrificar artificialmente os organismos já no século 18, quando Girolamo Segato afirmou ter supostamente "petrificado" restos humanos. Seus métodos foram perdidos, mas a maior parte de suas "peças" está em exibição no Museu do Departamento de Anatomia em Florença , Itália. Tentativas mais recentes foram bem-sucedidas e documentadas, mas devem ser consideradas como semi-petrifação ou petrificação incompleta ou pelo menos como produzindo algum tipo novo de compósito de madeira, já que o material de madeira permanece até certo grau; os constituintes da madeira (celulose, ligninas, lignanas, oleorresinas, etc.) não foram substituídos por silicato, mas foram infiltrados por soluções ácidas especialmente formuladas de sais de aluminossilicato que gelificam em contato com matéria de madeira e formam uma matriz de silicatos dentro do madeira depois de ser deixada para reagir lentamente por um determinado período de tempo na solução ou curada por calor para resultados mais rápidos. Hamilton Hicks de Greenwich, Connecticut , recebeu uma patente para sua "receita" para petrificação artificial rápida de madeira sob a patente dos EUA 4.612.050 em 1986. A receita de Hicks consiste em água altamente mineralizada e uma solução de silicato de sódio combinada com um ácido diluído com um pH de 4,0-5,5. Amostras de madeira são penetradas com esta solução mineral por meio de repetidas submersões e aplicações da solução. A madeira tratada desta forma é - de acordo com as reivindicações da patente - incapaz de ser queimada e adquire as características de madeira petrificada. Alguns usos deste produto, conforme sugerido por Hicks, incluem o uso por criadores de cavalos que desejam estábulos à prova de fogo construídos com material não tóxico que também sejam resistentes à mastigação da madeira por cavalos.

Veja também

Referências