Cap 2 Proceso de Fosilizacion

7/23/2019 Cap 2 Proceso de Fosilizacion

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Universidad Nacional de San AgustnArea de Paleontologia

Proceso de fosilizacion

Fosilizacin La fosilizacin es el

conjunto de procesosmediante los cuales un

organismo Alguna parte de l, sushuellas o los productos desu metabolismo, pasan aformar parte del registrofsil.

Es decir, abarca desde lamuerte del organismohasta el hallazgo de susrestos en un yacimientopaleontolgico.

Ing. Vilma Garcia Flores


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g


Proceso de Fosilizacin Cuando un organismo muere, sus restos se

descomponen y disgregan rpidamente por la

accin de las bacterias, otros animales, elviento, la lluvia, o las olas del mar. Pero siese cadver es enterrado en poco tiempo porlos sedimentos, y se ve a salvo de la

intervencin de los agentes biolgicos ymecnicos crecen mucho las posibilidades deque fosilice.


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Proceso de Fosilizacin

Obviamente es mucho ms sencillo que lo hagan laspartes duras como conchas y huesos, que las partesblandas como los msculos y vsceras que a pesarde su enterramiento siguen expuestos a la accinde las bacterias. Todo depende de lo hermtico quesea el envoltorio protector que rodea al organismo.En casos excepcionales tambin se conservan esaspartes blandas, y se han encontrado insectosesquisitamente preservados en mbar, que es

resina fsil de rboles, vertebrados en minas deasfalto, o mamuts congelados en la turba deSiberia.


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Tipos de Fosilizacin

Reemplazo: Los componentes de la estructuraoriginal se van intercambiando molcula pormolcula por minerales. Este proceso puedecompletarse al 100% o conservar parte de lacomposicin qumica original.Molde: Vestigios de la presencia o actividad deun organismo. Dentro de esta clasificacinencontramos huevos, coprolitos, pisadas, moldes

de vegetales, excavaciones, etc. Preservacin:La capacidad que tienen algunas sustancias deaislar y proteger los tejidos orgnicos.

Preservacin: La capacidad que tienen algunassustancias de aislar y proteger los tejidosorgnicos. Ejemplos: mbar, asfalto, hielo, etc.


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I. Momificacin

El organismo o alguna parte del mismo seconserva con muy pocos cambios en la

composicin, forma y/o estructuraoriginales, debido a la ausencia o accinreducida de los

procesos destructivos. El factor decisivo

durante este proceso es el medioprotector que envuelve al organismo, el que impide su

putrefaccin.


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II. Carbonizacin

Este proceso se debe a la prdidade elementos voltiles tales como

el nitrgeno, oxgeno e hidrgenoen tejidos de soporte oesqueletos de naturaleza orgnica(e.g. plantas en general;

invertebrados tales comograptolites). stos materialesquedan representados por unaconcentracin o pelcula de

residuos carbonosos.


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III. Petrificacin omineralizacin

Consiste en el reemplazo molcula amolcula del esqueleto original mediante la

accinde soluciones circulantes en el medio. Laestructura interna puede permanecerintacta, aunquegeneralmente se destruye en cierta medida.Se conocen diversas sustanciasreemplazantes


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Variedades deMineralizacin Carbonato (carbonatizacin). Por lo general la

calcita reemplaza a la aragonita. Dolomita (dolomitizacin). El material original

es reemplazado por dolomita. Slice (silicificacin). La sustancia de reemplazo

es SiO2. La estructura original se conserva slo si el reemplazo es molcula a molcula. Es

muy comn en madera.

Sulfuros. El caso ms comn es el caso dereemplazo por FeS2 (piritizacin). Otras sustancias que pueden reemplazar la

composicin son el fosfato de calcio (apatita), silicatos y metales nativos (cobre, entre

otros).


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Factores que inciden en lafosilizacin

Naturaleza del organismo

Ambiente y modo de vida

Condiciones de sepultamiento

Procesos de reemplazo demateriales de origen biolgico por

substancias inorgnicas


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Factores que inciden en lafosilizacin A. Naturaleza del organismo I. Sin partes duras (generalmente preservados

en yacimientos excepcionales).

II. Con partes duras. El esqueleto original puedeser: a) Inorgnico (carbonato de calcio,

calcita/aragonita; slice). b) Orgnico (esponjina; quitina;

escleroprotena). c) Inorgnico+orgnico (quitinofosftico;quitinocalctico; calcita o apatita con materia

orgnica).


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B. Ambiente y modo de vida (e.g. tipode sedimento y energa del ambiente;procesos

bioestratinmicos destructivos tales comodesarticulacin; fragmentacin; abrasino desgaste; bio-erosin; transporte post-mortem; modo de vida libre, fijo o ssil,enterrado, etc.).


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C. Condiciones de sepultamiento (e.g.enterramiento rpido u obrusin; accinde soluciones).

La preservacin ptima tendr lugar bajolas siguientes condiciones: ambienteacutico

(marino o continental) relativamente

estable, con un sedimento de grano finoy/o una tasa de depsito rpido, y sin retrabajo luego de

su enterramiento.

d d l d


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D. Procesos de reemplazo de materiales deorigen biolgico por substanciasinorgnicas

(fosilizacin) I. Momificacin (restos inalterados). Medios

protectores: mbar; hielo; suelo congelado (permafrost); hidrocarburos (brea); guano. II. Petrificacin o reemplazo (calcificacin;

silicificacin; piritizacin; carbonizacin;Fosfatizacin) (restos alterados). Importancia del

U i id d N i l d S A


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Geoqumica de lafosilizacin Putrefaccin Oxidacin

Reduccin Materia rica en Sapropeles=

hidrocarburos Materia rica en Humus=

Carbones Sustancia qumicas fosilizantes:

carbonato calcico, slice y sulfurode hierro.

Y en menor frecuencia: fosfatocalcico, sulfato calcico y ciertossilicatos

U i id d N i l d S A t


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Procesos qumicos de fosilizacin

Cuando los organismos quedanenterrados en el sedimento, lo primeroque sucede es la destruccin de lamateria orgnica blanda. Si esta es de

origen animal se forma una masa rica ennutrientes que es consumida por lasbacterias, y que ocasionalmente puededar lugar a la formacin de petrleo. Y si

es de origen vegetal forma humus, quebajo ciertas circunstancias puede llegar aconvertirse en carbn.



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Las partes duras como los huesos yconchas sufren un proceso de

mineralizacin por intercambio yaporte de sustancias qumicas conel sedimento que los contiene, estosprocesos pueden ser muy variados,

pero los principales son: Carbonatacin, Silicificacin, Piritizacin,Fosfatacin y Carbonificacin



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Universidad Nacional de San Agustn


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Procesos qumicos defosilizacin

procesos pueden ser muyvariados, pero los principales

son:Carbonatacin, Silicificacin,Piritizacin, Fosfatacin yCarbonificacin.



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Carbonatacin Los corales tienen su

esqueleto formado porcalcita, lo que hace posibleuna rpida fosilizacin y laconservacin

extraordinaria de susdetalles. Tambin muchosmoluscos tienen su conchaformada por carbonatoclcico en forma dearagonito, este se

transforma en calcita quees la estructura msestable para el carbonatoclcico



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Silicificacin En determinadas situaciones el

slice da lugar a solucionesqumicas que actan comoagente fosilizante, su formams habitual y estable es lacalcedonia.

Se pueden encontrar fsilessilceos incluso en rocascalizas, siendo frecuente enforaminferos, equnidos,ammonites, braquipodos ygasterpodos, hay quedestacar tambin loshermosos jaspes xiloides

procedentes de la fosilizacinde troncos y ramas derboles.



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Piritizacin

Cuando la materia orgnica sedescompone en un ambiente carentede oxgeno se produce cidosulfhdrico, que reacciona con lassales de hierro del agua marinaproduciendo sulfuros de hierro,

generalmente marcasita y pirita, quesustituyen a la materia orgnica delas conchas y esqueletos.

Si la pirita se conserva inalterada losfsiles presentan un aspectometlico, pero esto no sucedehabitualmente sobre todo con losfosilizados en marcasita, suelen

aparecer limonitizados, y se oxidan ydestruyen rpidamente en contactocon la atmsfera.



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Fosfatacin Es una de las formas

frecuentes de fosilizar losrestos de vertebrados, sobretodo cuando se produce granacumulacin de ellos.

El fosfato clcico que es el

principal componente de loshuesos y dientes, hace deagente fosilizante, vindosereforzado por el aporte decarbonato clcico delsedimento que rellena losporos internos de los huesos.

Las minas de fosfatos

explotadas comercialmenteson autnticas graveras defsiles, formadas porinfinidad de huesos y dientes



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Carbonificacin Es la forma ms habitual de

fosilizacin de los restos vegetalesformados por celulosa , y de losartrpodos que su esqueleto estformado por quitina.

La acumulacin de troncos y hojas en

un ambiente con ausencia de oxgenoen primer lugar produce humus, si elproceso contina, aumentando lapresin, y con una progresivasustitucin del resto de loscomponentes orgnicos por carbono,acaba formndose carbn.

Durante el perodo carbonfero la

Tierra estaba poblada por densosbosques que propiciaron que esteproceso se produjera durante 60millones de aos, dando nombre aeste perodo, de l proceden la mayorparte de las minas de carbn

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Color de los Fsiles Son muy raros los

casos en que losfsiles conservan sucolor inicial

En general el color sedebe a la materia

Fossilizante

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Importancia del estudio delos fsiles 1. Certifican la existencia

de vida en pocasgeolgicas pasadas

2. Proporcionaninformacin con respectoal ambiente dondehabitaron

3.Evidencian los cambiosambientales y geogrficos

4.Indican la edad relativade las rocas que loscontienen

5. Los restos de muchosorganismos pueden tenerimportancia econmica



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Tafonomia

Es la disciplina de la paleontologa que estudialos cambios morfolgicos y estructurales quetienen lugar en cualquier material de origenbiolgico durante los procesos de fosilizacin.

Est integrada por dos subdisciplinas:- Bioestratinoma. Se ocupa del estudio de latransformacin de los restos biolgicos una vezproducida la muerte del organismo hasta su

enterramiento final.- Fosildiagnesis. Estudia la transformacinque tiene lugar en dichos materiales una vezsepultados y hasta su hallazgo.



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Diagnesis.

Mediante este proceso geolgico elsedimento es transformado en roca(deposicin, compactacin, litificacin),donde inciden factores tales como presin,temperatura, accin de soluciones

inorgnicas y el tiempo geolgicoinvolucrado, todos los cuales influyen en lapreservacin de los restos biolgicos allpresentes.



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El material original que constituye elesqueleto generalmente es reemplazado,molcula a molcula, por minerales talescomo calcita, slice, fosfato o pirita(originando una petrificacin).

Cuando dicho esqueleto es objeto de unadisolucin, permanecen indicios desuestructura que reciben el nombre demoldes (evidencias de organismos).

Un tipo especial de fsiles se generacuando el organismo quedatempranamente aislado del ambiente por

medios protectores (e.g. mbar, hielo),pudiendo preservarse incluso laestructura de las partes blandas.



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Factores biolgicos

Positivos Dinmica de las poblaciones,condiconan la concentracin de

seres vivos: alimentacin, clima, binmicos.

Negativos Destruccin sistemtica de cadveres por los animales

carnvoros. Procesos bacterianos sin dar lugar a la fosilizacion



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gArea de Paleontologia

Factores Geolgicos Positivos Que los restos orgnicos se

acumulen en una rea determinada. Que la sedimentacin se realice con

cierta velocidad.

Que los sedimentos sean de talnaturaleza que permitan laconservacin



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Factores Geolgicos

Negativos Diagenesis de los sedimentos

,simultneos al proceso defosilizacin Diastrofismo Tectonismo Metamorfismo



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Etapas de formacin de unyacimiento



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Etapas de formacin de unyacimiento BIOSFERA 1.- Biocenosis biotopo 2.- Tanatocenosis cadveres 3.- Tantocenosis.- Acumulacion de restosen la biosfera LITOSFERA 4.- Tafocenois.- Transporte y

enterramiento 5.- Fosilizacin.- Petrificacin 6.- Orictocenosis o Yacimiento Fsil



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Tafonomia



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Area de Paleontologia

TafonomiaEl trmino tafonoma se debe a Efremov,que lo anunci en 1940 para denominar alestudio de todos los detalles de latransicin de los organismos muertos desde

la biosfera hasta la litosfera.En el campo de la disciplina paleontolgicaeste trmino ha sido poco usado, aunque s

lo han sido trminos tales comotransporte, disolucin, conservacin, queslo expresan ciertos procesos o

resultados de la alteracin tafonmica. Universidad Nacional de San Agustn


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Los estudios paleontolgicos debeninterpretar los fosiles teniendo muy encuenta los aspectos tafonmicos; esdecir, las condiciones en que han sidoproducidos, y las modificaciones que

han experimentado en suscorrespondientes ambientes geolgicos.

Universidad Nacional de San Agustnd l lLos microorganismos y organismos son


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Area de PaleontologiaLos microorganismos y organismos sonmuy abundantes en casi todos los mediosen que se produce sedimentacin, y esto,

unido a la resistencia que ofrecen algunosa cierto grado de metamorfismo, son lascausas principales de que logren fosilizar

tan frecuentemente.Ciertos procesos tales como la disoluciny la resedimentacin, que afectan

notablemente a los microfsiles, puedencausar problemas al interpretar los datosdel registro fsil para utilizarlos en lasolucin de problemas paleobiolgicos y

Universidad Nacional de San AgustnA d P l t l i


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PRODUCCION Y

ACUMULACION Los procesos tafonmicos pueden comenzar antes de la

muerte de los organismos, ya que la produccin puede serprevia As se considerara a la autolisis como un proceso de

produccin. La autolisis est muy bien documentada en el foraminferoplanctnico Hastigerina pelagica (dOrbigny), pues durantela reproduccin se pueden observar una serie de cambios,tales como el proceso de disolucin inducido porreabsorcin departe de la concha durante lagametognesis.

Este proceso tiene como resultado la reabsorcin de losseptos, regin apertural, espinas y la produccin de hoyosen la superficie externa de la concha.

.



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Consecuentemente, la estructura se hace inestable,desintegrndose la concha, lo cual es la causa delreducido nmero de conchas de dicha especie quefosilizan, a pesar de ser muy abundante en lasbiocenosis.

Este es un proceso ontogentico que tiene importantesconsecuencias en el proceso de fosilizacin. Por elcontrario, ciertos fenmenos de encostramiento que

son frecuentes en los microorganismos pueden darlugar a que fosilicen mejor. As, algunas cianobacteriasproducen costras estromatolticas como resultado de suactividad, al igual que ciertas algas calcreas, briozoos,foraminferos, etc



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Por otra parte, los ostrcodos durante suontogenia se desprenden varias veces de las

dos valvas que constituyen su caparazn(mudas), ya que al crecer se les quedanpequeas. As, en dichas mudas se iniciaranlos procesos tafonmicos antes de la muerte

del organismo. Algo equivalente ocurre cuandoel caparazn de un foraminfero es abandonadoal transformarse el citoplasma en esporas ogametos, pues habra un proceso de"realizacin" que es diferente de cuando laclula muere dentro de la concha.

Estos ejemplos de produccin biognica tienen

un cierto carcter ontogentico o



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PROCESOSBIOESTRATINOMICOS

Son los que experimentan los restos deorganismos y seales de su actividad vitaldesde el momento de su produccin o muerte

hasta su enterramiento inicial. En este sentido, tras la muerte de los

organismos se produce un proceso debiodegradacin y descomposicin que tiene

como consecuencia inmediata, especialmenteen medios muy oxigenados, la rpidadestruccin de las partes

blandas. Sin embargo, en medios reductorespuede haber una conservacin de restos de

naturaleza orgnica tales como los



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La bioerosin La bioerosin es un proceso cuyos resultados

se han observado en los microfsiles y fosiles;as algunos presentan microperforacionesproducidas principalmente por bacteriasmicroendolticas, hongos, algas, gusanos,esponjas, etc., y depende de la naturaleza yestructura de los organismos en que sonproducidas.

Estos fenmenos pueden haberse desarrolladoen vida o durante el proceso inicial debiodegradacin, aunque tambin puedenproducirse posteriormente, cuando slo

quedan las partes duras.



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La necrocinesis

La necrocinesis es uno de los primeros mecanismos dealteracin tafonmica y afecta de forma importante a losmicroorganismos, pues los desplazamientos horizontales(deriva necroplanctnica) que sufren pueden ser muy

considerables, debido a su pequeo tamao, lo cual permiteque puedan ser fcilmente arrastrados por cualquier tipo decorriente acutica o area.

As, los granos de polen son frecuentemente arrastrados porel viento a muchos kilmetros de su lugar de produccin, y

pueden de esta forma llegar a depositarse en medios marinos.



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En los medios acuticos, las corrientes producen elmismo efecto de dispersin; por ejemplo, en lasuperficie de los ocanos se ha estimado una velocidadde deriva microplanctnica de 05 a 32 km/hora,pudiendo arrastrar a los restos de microorganismosplanctnicos a otras reas, ya que los foraminferos,radiolarios y pterpodos tardan algunos das en caer alfondo, mientras que las diatomeas, silicoflagelados y

cocolitofridos, debido a su menor tamao puedentardar incluso aos y ser depositados a mayoresdistancias, ya que los cocolitos descienden a unavelocidad media de 150 m/da (Honjo, 1976).



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La disolucin

La disolucin es un proceso que puede tener unos efectos muydestructivos y, consecuentemente, provocar una gran prdidade informacin.

El grado de disolucin depende de la estabilidad de los

constituyentes minerales frente a los factores del medioambiente. Adems, el reducido tamao de los microorganismostiene, como consecuencia, una ms rpida disolucin que enlos fsiles de mayor Tamao.

Esta disolucin puede ser especialmente rpida en medios

tales como turberas, manglares estuarios, en los cuales puedehaber descensos del pH que tengan como consecuencia ladisolucin de las pequeas conchas calcreas en un slo da..



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Algunos investigadores como Boltovskoy (1991)han realizado experimentos de laboratorio conforaminferos actuales sometindolos a un pH de6,5 durante cuatro meses, observando que

algunas especies fueron totalmente disueltas,mientras que otras quedaron daadas yfragmentadas o se volvieron muy frgiles.Slo las conchas de la especie bentnica

Trochammina inflata se mantuvieron intactas, lo

cual es debido a que poseen una capa orgnicaenvolvente. Aunque por lo general, las formasplanctnicas mostraron ser ms resistentes quelas bentnicas



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En los medios marinos, ciertos restos y conchas de naturalezaaragontica ( pterpodos s, algunos foraminferos, etc.) son objeto de una

rpida disolucin, o bien, posteriormente se neomorfizan encalcita, la cual es ms estable.

En los ocanos, la disolucin depende fundamentalmente delcontenido de las aguas en CO2, el cual aumenta con las altaspresiones y bajas temperaturas. As, a partir de unasdeterminadas profundidades denominadas lisoclina y nivel decompensacin (variables en el espacio y en el tiempo), sedisuelven los restos de los organismos calcreos, sobre todo losplanctnicos en su cada hacia los fondos marinos.

Entre stos, los pterpodos son disueltos antes de alcanzar los3.000 m., mientras que los foraminferos calcticos, son disueltos apartir de 4.000 a 5.000 m. en latitudes medias y bajas.



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Estos son los valores medios ms generales, pero lasbajas temperaturas hacen que la lisoclina se site enniveles muy superficiales a medida que nos acercamosa los polos y, en consecuencia, en estas regiones se

disuelven casi todos los organismos calcreos, mientrasque los de naturaleza silcea no son afectados,originndose sedimentos ricos en radiolarios ydiatomeas, los cuales son menos solubles en las aguasprofundas que en las superficiales no saturadas deslice de naturaleza silcea no son afectados,originndose sedimentos ricos en radiolarios ydiatomeas, los cuales son menos solubles en lasaguas profundas que en las superficiales no saturadasde slice.



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En los foraminferos planctnicos, la disolucin es un procesobastante estudiado; gracias a ello sabemos que la disolucin esselectiva, afectando en diferente grado a las distintas especies yestadios ontogenticos, siendo las conchas juveniles las que msfcilmente se disuelven.

El proceso de disolucin puede comenzar durante la digestin, siel organismo es ingerido por un predador, o bien por reaccinqumica al adherirse a ciertos agregados, pero su principalcausante es el agua con alto contenido en CO2.

La disolucin de las conchas depende de la estructura y grosor delas mismas, siendo ms lenta en las paredes internas de los

poros y en las especies ms grandes y robustas que presentancostras calcticas.



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La resedimentacin

La resedimentacin penecontemporanea es tambin un procesotafonmico a tener muy en cuenta, ya que afecta notablementea los organismos de pequeo tamao. Los caparazones de losmismos pueden ser rpidamente enterrados y, por tanto,tienen mayores posibilidades de fosilizacin que los organismosgrandes, pero antes de su enterramiento definitivo, losorganismos pueden ser fcilmente arrastrados a otras reas,donde son finalmente enterrados.

Las corrientes que afectan a los fondos marinos arrastran a lasconchas a velocidades diferentes segn su forma y tamao,velocidades que han sido estimadas experimentalmente paralos foraminferos planctnicos por Kontrovitz et al.(1979).



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Un buen ejemplo de resedimentacin alctona

penecontemporanea acontece cuando loscaparazones de ciertos foraminferosendobentnicos son arrastrados por corrientesa medios ms profundos.

Este mecanismo se produce con msfrecuencia afectando a los microorganismos demenor tamao, pero es ms evidente en losmacroforaminferos y algas calcreas queviven en plataformas externas, siendo a veces

arrastrados por corrientes de turbidez yencontrndose intercalados con sedimentoshemipelgicos ms profundos



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PROCESOSFOSILDIAGENETICOS

Las tafocenosis son afectadas por una serie de procesos desde suenterramiento hasta que los microfsiles son encontrados en losyacimientos. En la superficie de los fondos marinos puedenencontrarse tanatocenosis muy diferentes de las tafocenosis

subyacentes. Este fenmeno es muy evidente y ha sido puesto de manifiestopor Loubere y Gary (1990) para los foraminferos bentnicos delGolfo de Mxico que se encuentran a profundidades entre 1020 y1170 m. As, se ha observado que

los procesos tafonmicos son muy activos en los 10 cmsuperiores de sedimento, sufriendo perdidas sustanciales en el

intervalo con bioturbacin. Estas perdidas son especialmente significativas para las especiesepifaunales que vivan en la superficie, mientras que sonmenores para las infaunales, lo cual indica que las posibilidadesde conservacin dependen tanto de la intensidad de los procesoscomo del modo de vida de los microorganismos, y que en estaetapa inicial pueden seguir actuando procesos bioestratinmicos.



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Cap 2 Proceso de Fosilizacion

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