Burgess Shale

O Burgess Shale é um depósito de fósseis exposto nas Montanhas Rochosas Canadenses da Colúmbia Britânica, Canadá. É famosa pela preservação excepcional das partes moles de seus fósseis. Com 508 milhões de anos (Cambriano médio), é um dos primeiros leitos fósseis contendo impressões de partes moles.

A unidade rochosa é um folhelho preto e aflora em várias localidades perto da cidade de Field no Parque Nacional Yoho e no Kicking Horse Pass. Outro afloramento está no Parque Nacional Kootenay, 42 km ao sul.

História e significado

O primeiro completo Anomalia fósseis encontrados.

O Burgess Shale foi descoberto pelo paleontólogo Charles Walcott em 30 de agosto de 1909, no final do trabalho de campo da temporada. Ele voltou em 1910 com seus filhos, filha e esposa, estabelecendo uma pedreira nos flancos de Fossil Ridge. A importância da preservação de corpos moles e a variedade de organismos que ele reconheceu como novos para a ciência o levaram a retornar à pedreira quase todos os anos até 1924. Nessa época, aos 74 anos, ele havia reunido mais de 65.000 espécimes. Descrever os fósseis foi uma tarefa vasta, perseguida por Walcott até sua morte em 1927. Walcott, liderado pela opinião científica da época, tentou categorizar todos os fósseis em táxons vivos e, como resultado, os fósseis foram considerados pouco mais que curiosidades. no momento. Não foi até 1962 que uma reinvestigação em primeira mão dos fósseis foi tentada, por Alberto Simonetta. Isso levou os cientistas a reconhecer que Walcott mal havia arranhado a superfície das informações disponíveis no Burgess Shale e também deixou claro que os organismos não se encaixavam confortavelmente em grupos modernos.

As escavações foram retomadas na Walcott Quarry pelo Geological Survey of Canada sob a persuasão do especialista em trilobitas Harry Blackmore Whittington, e uma nova pedreira, a Raymond, foi estabelecida cerca de 20 metros acima de Fossil Ridge. Whittington, com a ajuda dos estudantes de pesquisa Derek Briggs e Simon Conway Morris, da Universidade de Cambridge, iniciou uma reavaliação completa do Burgess Shale e revelou que a fauna representada era muito mais diversa e incomum do que Walcott havia reconhecido. Muitos dos animais presentes tinham características anatômicas bizarras e apenas a menor semelhança com outros animais conhecidos. Exemplos incluem Opabinia, com cinco olhos e um focinho como uma mangueira de aspirador de pó e Hallucigenia, que foi originalmente reconstruída de cabeça para baixo, andando sobre espinhos bilateralmente simétricos.

Com o Parks Canada e a UNESCO reconhecendo a importância do Burgess Shale, coletar fósseis tornou-se politicamente mais difícil a partir de meados da década de 1970. As coleções continuaram a ser feitas pelo Royal Ontario Museum. O curador de paleontologia de invertebrados, Desmond Collins, identificou uma série de afloramentos adicionais, estratigraficamente tanto mais altos quanto mais baixos do que a pedreira Walcott original. Essas localidades continuam a produzir novos organismos mais rapidamente do que podem ser estudados.

O livro Wonderful Life de Stephen Jay Gould, publicado em 1989, chamou a atenção do público para os fósseis de Burgess Shale. Gould sugere que a extraordinária diversidade dos fósseis indica que as formas de vida da época eram muito mais díspares na forma corporal do que as que sobrevivem hoje, e que muitas das linhagens únicas eram experimentos evolucionários que se extinguiram. A interpretação de Gould da diversidade da fauna cambriana baseou-se fortemente na reinterpretação de Simon Conway Morris das publicações originais de Charles Walcott. No entanto, Conway Morris discordou fortemente das conclusões de Gould, argumentando que quase toda a fauna cambriana poderia ser classificada em filos modernos.

O Burgess Shale atraiu o interesse de paleoclimatologistas que desejam estudar e prever mudanças futuras de longo prazo no clima da Terra. De acordo com Peter Ward e Donald Brownlee no livro de 2003 A Vida e a Morte do Planeta Terra, os climatologistas estudam os registros fósseis no Burgess Shale para entender o clima da explosão cambriana. Ele pode ser usado para prever como seria o clima da Terra 500 milhões de anos no futuro, como um Sol em aquecimento e expansão, combinado com níveis decrescentes de CO2 e oxigênio, eventualmente aquecendo a Terra a temperaturas não vistas desde o Arqueano Eon 3 bilhões de anos atrás (antes do surgimento das primeiras plantas e animais). Isso, por sua vez, aumenta a compreensão de como e quando os últimos seres vivos na Terra poderiam desaparecer. Veja também Futuro da Terra.

Depois que o local de Burgess Shale foi registrado como Patrimônio Mundial em 1980, ele foi incluído na designação WHS do Canadian Rocky Mountain Parks em 1984.

Em fevereiro de 2014, foi anunciada a descoberta de outro afloramento de Burgess Shale no Parque Nacional Kootenay, ao sul. Em apenas 15 dias de coleta de campo em 2013, 50 espécies de animais foram desenterradas no novo local.

Sítio do patrimônio geológico da IUGS

Em relação ao local ser 'caracterizado por preservação excepcional de tecidos moles, [e contendo] o registro fóssil mais completo dos ecossistemas marinhos do Cambriano (Wuluian)', a União Internacional de Ciências Geológicas (IUGS) incluiu o 'Burgess Shale Cambrian Paleontological Record' em seu conjunto de 100 'locais de patrimônio geológico' em todo o mundo em uma listagem publicada em outubro de 2022. A organização define um 'IUGS Geological Heritage Site' como 'um lugar chave com elementos geológicos e/ou processos de relevância científica internacional, usados como referência, e/ou com uma contribuição substancial para o desenvolvimento das ciências geológicas ao longo da história.'

Ambiente geológico

Imagem por satélite da área.

Os depósitos fósseis do Folhelho Burgess se correlacionam com a Formação Stephen, uma coleção de argilitos escuros levemente calcários, com cerca de 508 milhões de anos antigo. Os leitos foram depositados na base de uma falésia com cerca de 160 m de altura, abaixo da profundidade agitada pelas ondas durante as tempestades. Esta falésia vertical era composta pelos recifes calcários da Formação Catedral, que provavelmente se formou pouco antes da deposição do Burgess Shale. O mecanismo preciso da formação não é conhecido com certeza, mas a hipótese mais amplamente aceita sugere que a borda do recife da Cathedral Formation se separou do resto do recife, caindo e sendo transportada a uma certa distância – talvez quilômetros – da borda do recife. A reativação posterior de falhas na base da formação levou à sua desintegração há cerca de 509 milhões de anos atrás. Isso teria deixado um penhasco íngreme, cujo fundo seria protegido da descompressão tectônica porque o calcário da Formação Catedral é difícil de comprimir. Essa proteção explica por que os fósseis preservados mais longe da Formação Catedral são impossíveis de trabalhar – a compressão tectônica das camadas produziu uma clivagem vertical que fratura as rochas, de modo que elas se dividem perpendicularmente aos fósseis. A pedreira de Walcott produziu fósseis tão espetaculares porque estava muito perto da Formação Stephen – de fato, a pedreira foi escavada até a beira do penhasco do Cambriano.

Pensava-se originalmente que Burgess Shale foi depositado em condições anóxicas, mas pesquisas crescentes mostram que o oxigênio estava continuamente presente no sedimento. Pensava-se que o ambiente anóxico não apenas protegia os organismos recém-mortos da decomposição, mas também criava condições químicas que permitiam a preservação das partes moles dos organismos. Além disso, reduziu a abundância de organismos escavadores – tocas e rastros são encontrados em leitos contendo organismos de corpo mole, mas são raros e geralmente de extensão vertical limitada. As infiltrações de salmoura são uma hipótese alternativa; veja a preservação do tipo Burgess Shale para uma discussão mais completa.

Estratigrafia

Walcott Quarry do Burgess Shale mostrando o Walcott Quarry Shale Membro. As manchas verticais paralelas brancas são remanescentes de furos feitos durante as escavações em meados da década de 1990.

A Formação Burgess Shale compreende 10 membros, sendo o mais famoso o Walcott Quarry Shale Member, que compreende o maior leito de filópodes.

Tafonomia e diagênese

Existem muitos outros lagerstätten cambrianos comparáveis; de fato, tais conjuntos são muito mais comuns no Cambriano do que em qualquer outro período. Isso se deve principalmente à extensão limitada da atividade escavadora; como tal bioturbação tornou-se mais prevalente em todo o Cambriano, ambientes capazes de preservar a vida dos organismos. partes moles tornaram-se muito mais raras. (O registro fóssil pré-cambriano de animais é esparso e ambíguo.)

Biota

A biota do Burgess Shale parece ser típica dos depósitos do Cambriano médio. Embora os organismos portadores de partes duras representem apenas 14% da comunidade, esses mesmos organismos são encontrados em proporções semelhantes em outras localidades do Cambriano. Isso significa que não há razão para supor que os organismos sem partes duras sejam excepcionais de alguma forma; muitos aparecem em outros lagerstätten de diferentes idades e locais.

A biota consiste em uma variedade de organismos. Organismos de natação livre (nectônicos) são relativamente raros, com a maioria dos organismos vivendo no fundo (bentônicos) — movendo-se (vagabundos) ou permanentemente presos ao fundo do mar (sésseis). Cerca de dois terços dos organismos de Burgess Shale viviam alimentando-se do conteúdo orgânico do fundo do mar lamacento, enquanto quase um terço filtrava partículas finas da coluna de água. Menos de 10% dos organismos eram predadores ou necrófagos, embora, como esses organismos eram maiores, a biomassa foi dividida igualmente entre cada um dos organismos de alimentação por filtro, alimentação de depósito, predadores e necrófagos.

Muitos organismos de Burgess Shale representam membros do grupo tronco dos filos animais modernos, embora representantes do grupo coroa de certos filos também estejam presentes.

Uma lista abrangente pode ser encontrada em Paleobiota of the Burgess Shale.

Trabalhando com Burgess Shale

Os fósseis de Burgess Shale são preservados como filmes de carbono preto em folhelhos pretos e, portanto, são difíceis de fotografar; no entanto, várias técnicas fotográficas podem melhorar a qualidade das imagens que podem ser adquiridas. Outras técnicas incluem SEM retrodifusão, mapeamento elementar e desenho de camera lucida.

Assim que as imagens forem adquiridas, os efeitos da deterioração e da tafonomia devem ser considerados antes que uma reconstrução anatômica correta possa ser feita. Uma consideração da combinação de caracteres permite aos pesquisadores estabelecer a afinidade taxonômica.