A mineralogia e composiçÃo química de fragmentos de cerâmicas arqueológicas em sítios de terra preta de índio



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A MINERALOGIA E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE FRAGMENTOS DE CERÂMICAS ARQUEOLÓGICAS EM SÍTIOS DE TERRA PRETA DE ÍNDIO
Marcondes Lima da Costa1; Marciléia Silva do Carmo1; Edivan Costa Oliveira2; Hedinaldo Lima3; Dirse Clara Kern4; Juergen Goeske5
1Universidade Federal do Pará, Belém-Pará, 66075-110, mlc@ufpa.br, marcileia@ufpa.br; 2Benevides Águas S/A, brookita@bol.com.br; 3Universidade Federal do Amazonas, Manaus-AM, hedinaldo@ufam.edu.br; 4Museu Paraense Emílio Goeldi, Belém-Pará, kern@museu-goeldi.br; 5Zentrum fuer Werkstoffanalytiklauf,, 91207 Lauf a.d. Pegnitz, Alemanha, juergen.goeske@werkstoffanalytik.de

INTRODUÇÃO

São inúmeras as ocorrências de sítios arqueológicos atualmente catalogados na Amazônia. Muitos deles se destacam pela presença de Terra Preta de Índio (TPI), ou Terra Preta Arqueológica (TPA), que tem sido motivo de muitos estudos nas últimas décadas, principalmente por conterem vestígios de material cerâmico e mesmo líticos (Smith, 1879; Balée, 1986; Kern & Kämpf, 1989, 1990). Estes são os poucos registros deixados por nossos antecessores, resquícios que subsistiram às intempéries tropicais e que podem contribuir para o entendimento da forma de vida e dos hábitos das populações pré-históricas que ocuparam a Amazônia. Os fragmentos cerâmicos espalham-se pela superfície das TPIs, estendendo-se até o horizonte AB. Eles são provenientes dos descartes de utensílios cerâmicos, certamente de uso diário para o preparo e a guarda de alimentos. Esses utensílios cerâmicos foram provavelmente confeccionados pelos ocupantes da região, que utilizavam as matérias-primas disponíveis nela e nas regiões vizinhas, segundo estudos etnográficos. As técnicas e as formas de acabamento são indicadores do grau de evolução de cada comunidade ou mesmo cultura (Lisboa, 2002).


Nas TPIs são encontrados também ossos, conchas, fogões etc., que servem de identificação dos grupos pré-históricos (Ranzani et al., 1962; Falesi, 1974; Eden et al., 1984).
Enquanto há milhares de anos, A China, a Grécia antiga, o Império Romano e muitos outros locais, inclusive os povos andinos, desenvolviam cerâmica de alta qualidade, na Amazônia os artefatos cerâmicos são dominantemente de cerâmica vermelha simples. Somente as culturas marajoara e tapajônica alcançaram grande desenvolvimento na tecnologia cerâmica, mas que desapareceu antes do contato com o europeu, ou mesmo em conseqüência dele. Embora a Região Amazônica venha experimentando um longo período de clima quente e úmido, os fragmentos cerâmicos têm sobrevivido nos solos TPIs (Costa et al., 2004a, b), certamente por conta de sua composição mineralógica. Contudo, esse clima permitiu que, nos antigos assentamentos humanos pré-históricos abandonados, houvesse a transformação dos terrenos da área ocupada em solos ricos em matéria orgânica com alta fertilidade, as terras pretas (Kern et al., 2003).
Ao contrário da terra preta, que é investigada em detalhe, pouca atenção é dada ainda à mineralogia, ao padrão textural e à composição química dos artefatos cerâmicos encontrados em grande quantidade nesses solos. Destacam-se os trabalhos de Costa et al.(1991; 1993; 2001; 2003; 2004a e 2004b) e Pinto et al. (1992) que enfatizam a mineralogia e a composição química de cerâmicas de Cachoeira-Porteira (Oriximiná, Pará); de Costa & Kern (1994), Kern & Costa (1997), Coelho et al. (1996) que abordam parcialmente as cerâmicas arqueológicas e caboclas de Caxiuanã; Latini et al. (2001), Nicoli et al. (2001) nas cerâmicas do Acre com dados apenas químicos; Lima et al. (2002) para cerâmicas próximas a Manaus e fronteira Amazonas-Colômbia com ênfase na química.

O FÓSFORO EM CERÂMICA ARQUEOLÓGICA

Um dos aspectos mais importantes das cerâmicas arqueológicas da Amazônia descoberto recentemente são os elevados conteúdos de fósforo (1% a 9 % de P2O5, em geral entre 1% e 3%). Teores acima de 0,2 %, portanto bem mais baixos, têm sido encontrados em vasos cerâmicos na Antiga Europa, Norte da África e Extremo Oriente (Duma, 1972; Dunnel & Hunt, 1990; Bollong et al. 1993; Freestone et al. 1994), que são interpretados como absorvidos dos solos adjacentes, e não como produto de preparo de alimentos. Os teores de fósforo nas TPIs da Amazônia alcançam até 9% de P2O5, e seus teores nos solos estão sempre abaixo de 0,1% independentemente da ocorrência de cerâmica. Ou seja, parece difícil explicar teores tão elevados de fósforo nas cerâmicas a partir desses solos. Enquanto o fósforo nas cerâmicas do Extremo Oriente Médio ocorre como apatita em grãos muito finos (Freestone & Middleton, 1987) ou até como um fosfato raro de Ca. nas cerâmicas encontradas nos sítios arqueológicos da Amazônia com TPI, normalmente não se identifica uma fase mineral fosfática. Localmente é possível caracterizar variscita-estrengita, (Al, Fe)(PO4). 2(H2O), tanto por DRX como por SEM/EDS, e recentemente se identificou por DRX e SEM/EDS crandallita, CaAl3(PO4)2(OH)5, em cristais romboédricos submicrométricos. Foram também identificados raros cristais de rhabdophana, CePO4.H2O, e apatita constituindo pequenos fragmentos de ossos. Esses dados indicam que o fósforo presente nas cerâmicas encontra-se na forma de fosfatos de alumínio amorfos e cristalinos, com predominância dos primeiros.


PRINCIPAIS SÍTIOS ARQUEOLÓGICOS DE TERRA PRETA COM CERÂMICA
Os sítios com TPI estão presentes em quase toda Amazônia. No Acre, e mesmo no sudoeste do Amazonas, são ainda desconhecidos. São freqüentes ao longo dos rios, principalmente do Amazonas-Solimões e seus afluentes, formando manchas de alguns hectares e podendo alcançar centenas de hectares. Destacam-se pela cor preta muito escura, não usual dos solos amazônicos, ricos em artefatos cerâmicos (fragmentos) e podendo conter líticos (Sombroek, 1966; Falesi, 1974; Eden et al., 1984; Kern & Kämpf, 1989). Sua fertilidade contrasta com a baixa fertilidade dos solos Amazônicos de terra firme. O processo de formação das TPI está provavelmente relacionado à recorrência de desmatamentos e queimadas, com habitação mais prolongada e adição de refugos domésticos (Ranzani et al., 1962; Smith, 1879; Pabst, 1985; Correa, 1987; Kern & Kaempf, 1989; Costa & Kern, 1999; Woods & McCann, 1999). Dados de datação por radiocarbono de diferentes sítios de TPI, a maioria com fragmentos cerâmicos, mostram que não são mais velhos do que 2000 anos (Eden et al., 1984; Andrade, 1986; Mora, 2001). A formação teria sido interrompida a partir dos Colombinos, por conta do gradual desaparecimento da população indígena (Moran, 1990). Isso mostra quão jovens são os artefatos cerâmicos da cultura ceramista na Amazônia.
Para a realização do presente trabalho, foram selecionados materiais cerâmicos de quatro regiões ricas em TPI na Amazônia: Alto Solimões no Estado do Amazonas; Cachoeira-Porteira no Rio Trombetas, Pará; entorno da Baía de Caxiuanã, Pará; Zona Litorânea do Nordeste Paraense - Salgado-Bragantina (Fig. 1).
FIGURA 1
Alto Solimões (inclui arredores de Manaus). É uma região rica em TPI com muitos fragmentos cerâmicos e que foi investigada por Lima (2001) e Lima et al (2002). Os primeiros viajantes descreviam a riqueza da região em termos de várzeas produtivas, com alta densidade populacional.
Cachoeira-Porteira. Região rica em TPI com grande riqueza em fragmentos cerâmicos e uma das regiões de TPI melhor estudada, principalmente no que concerne ao seu material cerâmico (Costa et al., 2004a, 2004b, 2003, submetido), bem como na caracterização e evolução de seus solos antropogênicos (Kern & Kaempf, 1989, 1990; Kämpf et al, 2003).

Baía de Caxiuanã. Região localizada na Amazônia com ampla ocorrência de TPI e grande riqueza em fragmentos cerâmicos. Também foi e continua sendo objeto de pesquisas continuadas sobre os solos e o conteúdo cerâmico, destacando os trabalhos de Kern (1996), Costa & Kern (1999), Kern & Costa (2001), Costa et al. (submetido).




Litoral Paraense (Zona Salgado-Bragantina). Embora ainda pouca estudada em termos de TPI e seus fragmentos cerâmicos, ela tem sido objeto de estudos arqueológicos há muitos anos (Corrêa, 1987). Manchas de terra preta são conhecidas sem grandes expressões, mas ocupações humanas foram freqüentes, atestadas por sambaquis e tesos, ou expressões similares contendo muitos fragmentos cerâmicos. Cerâmicas foram obtidas nos sítios da cidade de Quatipuru e nos arredores da cidade de Bragança. As Terras Pretas foram estudadas por Kern et al. (1999).

Este trabalho apresenta e discute dados mineralógicos e químicos de fragmentos cerâmicos encontrados nas TPI das regiões acima descritas.



MATERIAIS E MÉTODOS




Caracterização Mineralógica e Textural por Microscopia Óptica

Foi utilizado um microscópio ótico marca ZEISS, modelo AXIOLAB POL, com o objetivo de verificar aspectos texturais, espécies minerais e matéria orgânica, procurando distinguir fases primárias, neoformadas durante a queima e após esta, tanto durante a utilização, como após o descarte nas lixeiras.



Determinações Mineralógicas por Difração de Raios X

É a técnica mais adequada para a determinação dos minerais principais e acessórios, pois as cerâmicas contêm muito material micro a criptocristalino embora sem vitrificação, e ainda amorfo. Foram utilizados difratômetros de raios x diversos, em distintas instituições, mas prevaleceu aquele do Centro de Geociências-UFPA, PHILIPS, modelo PW 3710, equipado com anodo de cobre (CuK1= 1,54060 Å), e o difratômetro da Panalytical, X`Pert do Werkstoffanalytiklauf-WL. Para a identificação dos minerais utilizaram-se os softwares APD (Philips) e o X´Pert em Lauf, Alemanha.


Análises químicas

Consistiram na caracterização química total dos fragmentos cerâmicos, foram utilizados métodos de análises químicas clássicas por via úmida e Espectroscopia de Absorção Atômica. As análises; no entanto, foram realizadas nos laboratórios de Análises Químicas do Centro de Geociências-UFPA e também nos laboratórios ActLab no Canadá, que emprega ICP-MS. Também foram determinados os elementos-traço, tanto por espectrometria de absorção atômica como por ICP-MS.


Microanálises Químicas por Microscopia Eletrônica de Varredura/ Sistema de Energia Dispersivo (MEV/SED)
Empregou-se para identificar fases mineralógicas, como cristalitos ou microagregados de fosfatos, que não foram identificadas por DRX e nem microscopia ótica, embora os conteúdos de fósforo total fossem relativamente elevados. As análises de MEV foram realizadas no Laboratório de Microscopia Eletrônica de Varredura do Museu Paraense Emílio Goeldi, em Belém/PA, na CBMM em São Paulo, no Werkstoffanalytiklauf, em Lauf - Alemanha e ainda no Centro de Geociências/UFPA. As análises semiquantitativas foram obtidas através do sistema analítico de espectrometria de dispersão de raios-X (SED). As mais recentes análises de MEV têm demonstrado seu alto potencial para o estudo das cerâmicas arqueológicas, permitindo identificar a presença de fosfatos e outros minerais. Os fragmentos em geral foram metalizados com Au, sob atmosfera de Ar com pressão de 3x10-1 mbar e corrente de 25 mA, por 02’30”.

CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS CERÂMICAS

As cerâmicas arqueológicas, por conta de sua constituição física e mineralógica, resistem às severas condições do clima tropical quente e úmido, favorecidas, ainda, pelo pequeno espaço de tempo de exposição, pois ainda se encontram fragmentos com restos de pinturas e desenhos, quer soterrados ou não.


Além da matéria-prima constituída de argila, os ceramistas pré-históricos adicionavam temperos como: cariapé, cauixi, restos de cerâmicas e areia (Hilbert, 1955). O cauixi (Tubella reticulata e Parnula betesil), (Fig. 2a), é um espongiário de água doce que se aloja nos galhos e troncos das árvores, de barcos e nos sedimentos de fundo de lagos e rios. O cauixi é formado de SiO2 amorfa. O tempero era e continua sendo adicionado na confecção de utensílios cerâmicos, para melhorar a plasticidade, praticamente em toda Amazônia. No passado, a técnica conseguiu se alastrar por esta grande região, mostrando as conexões existentes entre os seus povos de então. A tradição do cauixi foi modificada com a introdução do tempero cariapé (Figura 2b), uma casca de árvore (Bignoniacea, Moquilea, Licania utilis e Turiuva) (Hilbert, 1955) que também se constitui de SiO2 amorfa. Antes de ser adicionada, a casca é calcinada para remoção dos componentes orgânicos não-silicosos (celulose), que prejudicam a durabilidade do utensílio. O cariapé é reconhecido pela forma alongada de plaquetas fibrosas dispersas na matriz aluminossilicata da cerâmica, principalmente com imagens de MEV (Fig. 3). O tempero areia corresponde à adição intencional desse material na massa de argila, representada por fragmentos de quartzo, feldspatos e rochas (Fig. 2c). Já os resíduos de cerâmica representam o reaproveitamento de vasos descartados, triturados e adicionados à matéria-prima principal argilosa (Fig. 2d).

FIGURAS 2 e 3

MINERALOGIA

Os fragmentos de cerâmica foram investigados por Costa et al. (1991, 1993, 2001, 2003, 2004a e 2004b) e Pinto et al. (1992) em Cachoeira-Porteira (Oriximiná, Pará); Costa & Kern (1994), Kern & Costa (2001), Coelho et al (1996), Kern & Costa (1997), Costa et al (2003) e Costa et al (in prelo) na Baía de Caxiuanã; Latini et al (2001) e Nicoli et al (2001) no nordeste do Acre e Lima et al (2002) nos sítios próximos a Manaus e na fronteira Amazonas-Colômbia. Embora ainda sejam proporcionalmente poucos, eles já permitem dar uma idéia geral de suas composições mineralógicas, as quais se concentram, principalmente, na presença de feldspatos, micas e por vezes anfibólio, o que certamente tem a ver com a procedência da matéria-prima, dos melhoramentos dos utensílios e com a diversidade de seus usos. Os fosfatos de alumínio, que até agora parecem ser uma característica de todas cerâmicas investigadas, mostram-se em teores variáveis, em geral abaixo de 6 %, porém em Bragança observou-se mais de 25 %.



Alto Solimões

Os fragmentos cerâmicos, situados principalmente nos horizontes Ap e AB, são maiores que 5 mm. Eles são formados principalmente de quartzo, uma massa argilosa denominada de filossilicática por Lima et al. (2002), interpretada como sendo tipo argila 2:1 por conta do Ki de 2,26 a 5,08; porém, o destaque deve-se à expressiva presença de mica em suas plaquetas, não especificada por Lima et al. (2002). Provavelmente não se trata de argila 2:1, mas de caulinita modificada, já que o índice Ki não é um critério seguro, pois sílica sempre foi adicionada intencionalmente. Embora não identificado o mineral de fósforo, análises de microssonda feita por Lima et al. (2002) mostram teores locais elevados de P2O5, sem correlação com CaO, podendo assim tratar-se de fosfatos de alumínio, por correlação com as outras cerâmicas amazônicas (Costa & Kern, 1999; Costa et al., 2004a, 2004b) . A mica nos sítios de TPI, muscovita de Quatipuru (encontrada em grande quantidade nos granitos das proximidades), está sempre associada à superfície externa das cerâmicas, indicando uma localização intencional, provavelmente como isolante e até mesmo decoração.



Cachoeira-Porteira

Os fragmentos são formados principalmente por quartzo, mineral de argila parcialmente cristalino, modificados pela queima, aqui denominado de caulinita calcinada, illita, feldspatos (albita e talvez microclíneo), muscovita, anatásio, bem como oxi-hidróxidos de ferro como maghemita (γ-Fe2O3) ou hematita (α-Fe2O3) e às vezes anfibólio (Tabela 1). Albita é encontrada com freqüência nos temperos areia.



TABELA 1

As análises por MEV/SED permitiram a localização de fosfatos, interpretados como variscita-estrengita, (Al, Fe)(PO4).2(H2O). Alguns espectros de DRX indicam a presença desse mineral (Figura 4). Verifica-se, por sua vez, uma preferência dos fosfatos para a zona de contato matriz e tempero. (Figura 5).



FIGURAS 4 e 5

Baía de Caxiuanã


Os fragmentos cerâmicos têm a mesma composição daqueles de Cachoeira-Porteira: quartzo, argilominerais parcialmente cristalinos e modificados pela queima (caulinita calcinada), illita, feldspato (albita e talvez microclíneo), anatásio, além de óxidos de ferro como maghemita (-Fe2O3) ou hematita (- Fe2O3 ) e, por vezes, anfibólio (Figura 6, Tabela 1). A albita é encontrada na grande maioria dos fragmentos de cerâmica e sua abundância é praticamente independente do tempero (Figura 7a). As análises químicas sugerem a presença também de variscita, encontrada em todas as amostras, especialmente naquelas com tempero cariapé (Figuras 7b, c).
FIGURA 6

Os elevados ruídos de fundo dos difratogramas de raios-x, observados principalmente nas amostras de cerâmicas, foram interpretados como indicativos de fases amorfas ou de baixa cristalinidade, como os argilominerais modificados termicamente (caulinita calcinada), cauixi e cariapé (Costa et al., 2003). Os fragmentos com tempero cariapé tendem a ser mais ricos em argilominerais (Figuras 7b, d, e).


FIGURA 7

Litoral Paraense (Zona Salgada-Bragantina-Quatipuru)


Esta região é rica em objetos arqueológicos como as cerâmicas; contudo estas ainda não foram devidamente investigadas. Os primeiros dados obtidos em cerâmicas de Quatipuru e arredores de Bragança mostram que elas além dos constituintes convencionais, quartzo e argila calcinada (caulinita queimada), contêm muita muscovita, especialmente em Quatipuru. Os fosfatos de alumínio, em Bragança, estão representados por grande quantidade de crandallita. São dessa região as cerâmicas com os mais altos teores de P2O5 até então encontrados, numa pequena faixa de terra preta. A crandallita forma cristais romboédricos micrométricos nos microvazios da massa criptocristalina de argila calcinada (Figura 8).
FIGURA 8

COMPOSIÇÃO QUÍMICA




Alto Solimões

Ainda não há análises totais de amostras de cerâmicas dessa região. As análises realizadas são pontuais, obtidas com microssonda eletrônica (Tabela 2) por Lima et al. (2002). Mesmo sendo análises específicas pontuais, elas incluem dados da matriz e também de domínio micáceo. Em todos os casos, os teores de P2O5 são elevados, e não se correlacionam com os teores de cálcio, e são interpretados como fosfatos de alumínio. Em termos gerais destacam-se os altos teores de SiO2 e Al2O3 que caracterizam as cerâmicas arqueológicas estudadas, além dos altos conteúdos de K2O na zona de micas (Tabela 2).



TABELA 2



Cachoeira-Porteira

Aqui os fragmentos são classicamente formados por de SiO2 e Al2O3 (Tabela 3). Os altos conteúdos de SiO2 refletem os elevados valores de quartzo, além de cauixi e cariapé, que associados aos de Al2O3 também explicam a abundância de aluminossilicatos como matriz, interpretados como caulinita calcinada, além de feldspatos e micas. Na2O e K2O respondem por albita e illita+muscovita, respectivamente. A reidratação da caulinita está indicada pelos altos valores de perda ao fogo. Os teores de P2O5 denunciam os fosfatos de alumínio amorfos.


A composição química das cerâmicas varia muito pouco e; portanto, não mostra qualquer relação com os horizontes de solo, nem mesmo os teores de fósforo, contrapondo-se à premissa de Freestone et al. (1994) que propõe que o enriquecimento em fósforo vem da adsorção daquele contido nos solos. O diagrama Al2O3-Fe2O3-P2O5 (Figura 9b), mesmo mostrando um grande espalhamento, não discrimina tempero e nem indica alguma tendência para o fósforo.

Baía de Caxiuanã

Os fragmentos cerâmicos (Tabela 3) são constituídos dominantemente por SiO2 (71,35 %), contendo ainda Al2O3 (8,6%), Fe2O3 (4,54%), P2O5 (1,31%), Na2O (0,98%), K2O (0,59%), TiO2 (0,4%), MgO (0,26%), CaO (0,19%).


TABELA 3
Os altos teores de SiO2 respondem pelos altos conteúdos de quartzo, além de cauixi e cariapé, e quando associados a Al2O3 representam os minerais de argilas (dominantemente caulinita) calcinados e os feldspatos. Os valores ainda relativamente elevados de Na2O e K2O confirmam a presença expressiva de albita e illita, respectivamente. Os altos valores de PF refletem: a presença de argila parcialmente calcinada e, portanto, com desidratação parcial (queima incompleta já demonstrada pela oxidação parcial); a reidratação das argilas calcinadas durante a residência nos depósitos de lixos e sua inserção na terra preta, com neoformação de caulinita (origem pedogenética da terra preta); a presença de materiais orgânicos como cauixi, principalmente, e, em parte, cariapé (este calcinado previamente, sendo portanto desidratado), com alto conteúdo de água segundo Costa et al. (1999); e os oxi-hidróxidos de ferro e sua reidratação.
Torna-se explícito que a composição química dos fragmentos cerâmicos independe dos horizontes do solo (A ou B) de terra preta e também do tempero, segundo os principais componentes nos diagramas SiO2, Al2O3 e PF (Figura 9a) e Al2O3-Fe2O3-P2O5 (Figura 9b) que constituem as fases minerais e orgânicas dominantes. No diagrama MgO-P2O5-TiO2 (Figura 9c), observa-se maior espalhamento da composição química, com ligeira tendência a discriminar os fragmentos com domínio do tempero cariapé. Por sua vez, os diagramas elaborados a partir dos metais alcalinos e alcalinos terrosos (Na2O, K2O, CaO e MgO) discriminam claramente o campo de mais altos de Na2O (Figuras 9d, f), onde está a maioria das amostras de fragmentos e dos teores mais altos de K2O (Figuras 9f, e).

FIGURA 9


Litoral Paraense (Zona Salgado-Bragantina)
As análises químicas parciais disponíveis mostram que as cerâmicas da região de Bragança também contêm fósforo, e são as cerâmicas, até agora conhecidas, mais ricas nesse elemento. Até 9 % P2O5 foram determinados. Análises de DRX e MEV/SED, como as já apresentadas anteriormente, mostram que o principal fosfato é a crandallita. Este teor corresponde a quase 27 % desse mineral.

OS CONTRASTES MINERALÓGICOS E QUÍMICOS DAS CERÂMICAS ARQUEOLÓGICAS DA AMAZÔNIA

Na produção de cerâmica, principalmente cerâmica vermelha simples, como aquelas encontradas nas TPIs da Amazônia, a matéria-prima é a clássica, argilas constituídas de caulinita e quartzo, além de um pouco de illita e/ou esmectita, quer de rochas sedimentares, quer de rochas intemperizadas, tipo saprolito, como mostram os dados aqui expostos e os já demonstrados por Costa et al (2003, 2004a, b, in prelo). Entretanto, elas se distinguem das demais pela presença de cauixi e/ou cariapé, e ainda pelos teores de fósforo normalmente acima de 1 %, e quase sempre na forma de fosfatos de alumínio amorfos ou microcristalinos. Enquanto cauixi e cariapé, que são materiais orgânicos ricos em SiO2 e amorfos aos raios X, foram colocados intencionalmente, o fósforo não parece ter sido colocado intencionalmente como amplamente discutido por Costa et al (2003, 2004a, b, in prelo). Estes aspectos são discutidos a seguir.


Cauixi e Cariapé
O cauixi é típico dos rios de água preta e esverdeada, como o Negro e Trombetas. Esse tempero é essencialmente silicoso e amorfo aos raios X (Costa et al., 2002; Gomes, 2001). Cerâmicas confeccionadas com ele são de uso diário. O cariapé é também rico em sílica e amorfo aos raios X. Cauixi e/ou cariapé são adicionados para melhorar a plasticidade da matéria-prima total.

Fósforo e Fosfatos de Alumínio

Os fosfatos constituem uma classe mineral rica em espécies, dentre as quais, algumas são abundantes na crosta terrestre. Eles são minerais formados sob vários ambientes, encontrados em rochas ígneas desde ultramáficas até félsicas, nas rochas metamórficas em geral, nos veios pegmatitos e hidrotermais e ainda nas rochas sedimentares, químicas ou detríticas, e o mineral em geral é a apatita. Os fosfatos também podem ser encontrados nos solos e em lateritos, quando são representados pelos fosfatos de alumínio, Al-Fe, Al-Ca-Sr-ETR, que também se fazem presentes nos veios pegmatitos e hidrotermais.


Destarte, os fosfatos originam-se preferencialmente em ambiente de baixa temperatura, do hidrotermal às condições de superfície (Kittrick & Jackson, 1955; Kafkafi et al., 1967; Hsu, 1968, Costa, 1997). Nos perfis lateríticos, os fosfatos mais comuns são crandallita-goyazita, variscita-estrengita, wardita, senegalita e wavellita (Costa, 1990). Os solos TPIs nada têm de comum com lateritos. Mas, em se admitindo a origem do fósforo a partir do cozimento de alimentos em panelas de cerâmica, aí as condições de cozimento podem ser perfeitamente comparáveis a um ambiente hidrotermal, temperatura mediana, pressão baixa e muita água quente.
Como mostrado anteriormente, um fato muito intrigante das cerâmicas arqueológicas da Amazônia são os altos teores de P2O5 ocorrendo como fosfatos de alumínio, tal qual mostrados por Costa et al. (1991, 1993, 2001), Costa & Kern (1999), Latini et al. (2001), Nicoli et al. (2001) e mais recentemente por Lima et al. (2002) e Costa et al. (2004a e 2004b). Esses fosfatos devem ter sido formados nos vasos cerâmicos durante o cozimento, com o fósforo provindo dos alimentos (ossos, carnes e raízes) e o alumínio das argilas amorfas e microcristalinas utilizadas na confecção das cerâmicas. Enquanto Duma (1972) e, em parte, Bollong et al. (1993) admitem que o fósforo esteja ligado a um tipo de uso das cerâmicas, Freestone & Middletone (1985), Dunnel & Hunt, (1990), Freestone et al. (1994), entre outros, supõem que o fósforo seja oriundo da contaminação com o ambiente ao redor, ao tempo do descarte, através da adsorção do solo vizinho. Essa hipótese é perfeitamente realizável do ponto de vista geoquímico e pedogenético (Hsu, 1968; Kittrick & Jackson, 1955; Wada, 1989), no entanto não é capaz de explicar os altos valores a partir de conteúdo de fósforo em solos que, embora altos para agricultura, são muito baixos, no máximo 0,28% (normalmente entre 0.036 e 0.05%), para elevar-se até 9 % nos fragmentos cerâmicos. Além disso, não explica por que especificamente nas cerâmicas. Também o conteúdo de fósforo nestas não mostra qualquer relação com a sua distribuição no perfil de solo, que diminui drasticamente do horizonte A para AB (fósforo disponível).
A ausência de vitrificação nessas cerâmicas também mostra que fósforo não foi empregado com essa finalidade, e assim não contribui para explicar a origem dele. Elementos-traços como Zn, Mn, Cu, e (Sr, Ba), (Ca), (Mg) enriquecem-se preferencialmente no horizonte A da TPI relativo ao horizonte B ou aos latossolos adjacentes, que são os mesmos valores encontrados nas cerâmicas. Por que então apenas o fósforo teria sido adsorvido pelas cerâmicas? A dieta dos povos da Amazônia baseada no consumo de mandioca (Manihot esculenta), vários tipos de batatas, frutas de distintas palmeiras, assim como alimentos de origem animal, muita proteína e gordura devem ter contribuído com P, além de Ca, Ba, Mg, Mn, Ba, Zn, Pb, entre outros, encontrados tanto nas cerâmicas como nos solos TPI. O preparo de alimentos nos utensílios cerâmicos, em particular usando aquecimentos (cozimento) diários, propiciou as condições mais favoráveis à incorporação do P, limitando a maioria dos elementos por conta da estrutura do fosfato formado, variscita-estrengita.

CONCLUSÕES

Os fragmentos de cerâmicas encontrados nos sítios de TPI são um dos principais registros deixados pelos povos pré-históricos da Amazônia e podem conter muitas informações a cerca das formas de vida e dos costumes desses povos. Os primeiros estudos mineralógicos e geoquímicos parecem contribuir para esse entendimento. A sua reconstituição pelos arqueólogos mostra que eles, em geral, correspondem a utensílios de uso utilitário, para guarda e preparação de alimentos. Em termos gerais, os fragmentos são constituídos fundamentalmente de quartzo em uma massa de composição filossilicatada, correspondente à caulinita desidratada através da calcinação, quase amorfa, aqui denominada de caulinita calcinada. Porém, nessa massa cimentando os grãos de quartzo, por vezes de feldspatos e fragmentos de rocha, encontram-se muitos outros materiais, denominados de temperos, onde se destacam cauixi e cariapé, que são produtos orgânicos, ricos em sílica. Em todos sítios estudados, cobrindo uma boa área da Região Amazônica, foram encontrados fragmentos tanto com cauixi quanto com cariapé, ou seja, a tecnologia de produção de cerâmica na Amazônia conhecia a necessidade de incorporar tais componentes. Também o reuso de vasos descartados ou inutilizados parecia uma tradição comum em toda região. Deu-se assim também com a incorporação de areia (na verdade rocha ou feldspatos triturados). Por sua vez, a mica foi utilizada mais restritamente, seja por sua indisponibilidade, seja por ignorarem sua existência. Em Quatipuru a muscovita ocorre não tão distante do sítio estudado. A presença de feldspatos também parece condicionada à disponibilidade destes. Enquanto em Cachoeira-Porteira, onde não distantes dos sítios estudados ocorrem muitos corpos graníticos e riolíticos, as cerâmicas normalmente contêm muitos feldspatos, já em Caxiuanã, eles são muito menos freqüentes.


Os fosfatos também parecem ser uma expressão comum nesses fragmentos cerâmicos, sendo em geral amorfos, relativamente bem distribuídos na massa de argila amorfa à microcristalina, porém preferindo a zona de contato com cauixi ou cariapé. São preferencialmente fosfatos de alumínio, interpretados como variscita à variscita-estrengita. A Crandallita foi encontrada, vez por outra, nos demais sítios, mas, na Região Litorânea, encontra-se bem desenvolvida e em grande quantidade. O teor de fósforo tende a ficar entre 1% e 2 %, mas parece que varia de sítio para sítio, com os valores mais altos no litoral paraense e mais baixos em Caxiuanã, dentro do quadro atual das análises disponíveis. A maior disponibilidade de Ca na região litorânea poderá ter contribuído para formação de crandallita. O maior ou menor grau de cristalização pode estar relacionado com o tempo de formação, ou o uso continuado dos vasos em cozimentos. A crandallita, por si só, constitui um grupo de minerais, cuja capacidade diadóquica é fantástica, podendo se constituir num mineral, em cerâmica arqueológica, capaz de refletir a composição dos alimentos preparados nos vasos cerâmicos, principalmente no que concerne a Ca, Sr, ETR, Pb, Ba, K, Cd, Hg, U, Cu, entre outros, e assim auxiliar na identificação da dieta alimentar dos povos que as utilizaram.
As reações de formação de fosfatos de alumínio em solos e ambiente hidrotermal são bem conhecidas (Kittrick & Jackson, 1955; Hsu, 1968; Kafkafi et al., 1967; Yariv & Cross, 1979), e Costa et al. (2003, 2004a,b, in prelo) mostram que os fosfatos nas cerâmicas arqueológicas da Amazônia formaram-se num ambiente equivalente ao hidrotermal, durante o cozimento de alimentos. Outra possibilidade dessa formação, seria dentro das urnas mortuárias, onde a temperatura é a ambiental. As principais reações de formação durante o cozimento são:
Al2Si2O5(OH)4 (s) + 2H3PO4(aq) + 3H2O  2AlPO4.2H2O(s) + 2Si(OH)4(aq)

(caulinita) (variscita)


3Al2Si2O5(OH)4 (s) + 4H3PO4(aq) + 5H2O + 2Ca2+  2CaAl3(PO4)2(OH)5(s) + 6Si(OH)4(aq).

(caulinita) (crandallita)


O percurso mineralógico e geoquímico das transformações que possivelmente ocorrem nas cerâmicas de TPI até seu descarte pelas comunidades antigas e sobrevida nas áreas de TPI é mostrado na Figura 10 (Costa et al. 2004a)

FIGURA 10

Os resultados aqui apresentados e discutidos mostram que, de fato, os estudos mineralógicos e geoquímicos das cerâmicas arqueológicas contribuem para mais informações a respeito dos povos que as confeccionaram e delas fizeram uso, e, ao mesmo tempo, demonstram que ainda há muito por fazer. Por exemplo, como subtrair mais informações a partir dos fosfatos, e como de fato se deu a formação destes? Será que, além do cozimento, outros processos estão envolvidos, e de fato todos os fragmentos são de vasos utilitários? Acreditamos ser possível a partir do fósforo e dos fosfatos identificar processos, costumes e transformações durante o descarte e a formação da TPI.


As características mineralógicas e texturais também mostram que os povos pré-colombianos, mesmo diante da adversidade e das grandes distâncias, pareciam trocar informações entre si, pois os vasos cerâmicos apresentam várias semelhanças nos seus materiais, isso principalmente nos últimos dois milênios. Também as correlações com os vasos cerâmicos hoje elaborados pelos indígenas e caboclos parecem demonstrar que as técnicas sobreviveram aos colonizadores e vêm perpetuando-se, pelos menos em parte.

AGRADECIMENTOS

A CBMM pelo primeiro apoio incondicional nas análises MEV/EDS e ao CNPq pelo apoio com projetos de pesquisa, de bolsa de estudos e de produtividade de pesquisa.



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Fig. 1. Localização das principais regiões com TPI e fragmentos cerâmicos apresentados neste trabalho.

Fig. 2. Os distintos temperos das cerâmicas arqueológicas da Amazônia: a) cauixi; b) cariapé; c) areia; e d) caco moído.


Fig. 3. Cerâmica com estrutura vegetal fibrosa de cariapé em matriz argilosa (Costa et al., 2004b).


Fig. 4. Espectros de DRX de artefatos cerâmicos de Cachoeira-Porteira.
Fig. 5. Composição mineralógica de fragmentos cerâmicos nos diagramas caulinita-variscita-illita e hematita-anatásio-variscita e sua relação com os temperos cauixi, cariapé e areia.

Fig. 6. Difratogramas de raios-x dos fragmentos de cerâmica de Manduquinha mostrando a variação dos principais minerais segundo os horizontes de solo e os temperos.




Fig. 7. Composição mineralógica das cerâmicas em diagramas ternários e sua relação com os temperos cauixi, cariapé e areia.



Fig. 8. Imagens de MEV/EDS de crandallita. a) Massa esferolítica de crandallita; b) Cristais romboédricos micrométricos de crandallita; c) Espectro analítico obtido com MEV/SED para crandallita em (b).


Fig. 9. Composição química das cerâmicas em diagramas ternários (A=areia, Cp= cariapé, Cx= cauixi, Cm= caco moído).

Fig. 10. Evolução mineralógica e geoquímica para as cerâmicas das TPI da Amazônia.


Tabela 1. Composição média mineralógica (% em peso) das cerâmicas de Cachoeira-Porteira (Oriximiná) e Manduquinha (Caxiuanã).





quartzo +

(cauixi

+ cariapé)

caulinita

albita

illita

Óxidos de ferro (maghemita +hematita)

fosfatos (variscita)

Anatásio

*Cachoeira-Porteira

41,4

27,7

12,2

-

9,9

5,3

0,9

Manduquinha

57,2

10,4

8,3

6,5

4,5

2,9

0,4

*Costa et al. (2004b)


Tabela 2. Composição química do material cerâmico incorporado ao horizonte superficial da Terra Preta e do plasma argiloso contíguo ao material cerâmico (Lima, 2002).


Óxidos

Material cerâmico Ap borda

Material cerâmico Ap centro

Material cerâmico Ap zona micácea

Material cerâmico AB zona micácea

Material cerâmico AB borda

Plasma argiloso Ap externo à cerâmica

Plasma argiloso AB externo à cerâmica




------------------------------------------------------ % -------------------------------------------------------

P2O5

2,45

3,12

3,83

3,55

5,17

0,78

0,83

MgO

1,20

1,50

1,50

1,25

1,30

0,37

0,25

Al2O3

22,33

13,28

24,83

23,00

20,67

22,33

21,50

SiO2

36,83

39,70

38,50

37,17

31,83

24,17

23,50

K2O

6,55

2,90

13,28

10,42

3,30

0,22

0,33

CaO

0,75

2,13

0,72

0,92

0,57

0,37

0,40

TiO2

0,67

0,45

0,67

0,58

0,50

1,17

1,57

MnO

0,08

0,08

0,03

0,17

0,08

0,40

0,22

Fe2O3

4,25

7,70

4,08

7,00

7,60

13,50

11,90

CuO

0,17

0,00

0,68

0,33

0,17

0,00

0,00

ZnO

0,25

0,00

0,00

0,17

0,38

0,27

0,00


Tabela 3. Composição química média (% em peso) das cerâmicas arqueológicas de Cachoeira-Porteira e do Sítio Manduquinha.








SiO2

Al2O3

Fe2O3

P2O5

Na2O

K2O

TiO2

MgO

CaO

P.F

*Cachoeira-Porteira

65,55

16,37

5,79

2,37

0,69

0,90

0,86

0,63

0,43

7,54

Manduquinha

71,35

8,60

4,54

1,31

0,98

0,59

0,40

0,26

0,19

11,63

*Costa et al. (2004a)


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