Os paleodesertos são evidências geológicas, como rochas e paleossolos, indicam a existência de desertos em áreas onde, atualmente eles já não mais existem. Os paleodesertos também são chamados de desertos fósseis e são importante por ajudarem os cientistas a entenderem como era a superfície da Terra em diferentes fases de seu processo de desenvolvimento.
A superfície do Planeta Terra é dinâmica. Ao longo dos anos, a atmosfera terrestre passou por diversas transformações climáticas e geológicas, de forma que os lugares como o conhecemos hoje, possuíam diferentes feições no passado.
A deriva continental é um importante fator para a modificação da paisagem do planeta ao longo de bilhões de anos. O movimento das placas tectônicas é responsável pela formação de elevadas cadeias montanhosas, pela alteração do clima nas áreas continentais e pela alteração na distribuição de populações de seres vivos pela superfície terrestre. Ao longo desse processo, desertos foram formados e transformados como resultado das mudanças climáticas promovida pela alteração no arranjo das placas tectônicas.
A presença de paleodesertos em diferentes regiões do globo indica que no final da última glaciação, a Terra era um ambiente mais árido que é hoje. A aridez do planeta neste período não foi ocasionada pela falta de água, mas sim pelo expansão das geleiras, que concentraram a maior parte da água disponível na superfície.
Atualmente, 10% das áreas localizadas entre as latitude 30°N e 30°S são compostas por áreas desérticas, como o Saara. O estudos dos paleodesertos indicam que há 18 mil anos, 50% dessa região era composta de áreas desérticas. Atualmente, muitos desses antigos desertos são áreas com alta taxa de pluviosidade e recoberta de vegetação, inclusive por Florestas Tropicais.
Um exemplo de paleodeserto no Brasil é o deserto Botucatu. Entre o período Triássico e Cretáceo, a região do interior do Estado de São Paulo, estava sob clima árido tão quente e seco quanto o deserto do Saara. A área desértica da região recobria mais de 1 milhão de km².
Nos Estados Unidos, no estado de Nebraska, dunas de uma antiga área de deserto estão hoje recobertas por pradarias. O Deserto do Kalahari, por sua vez, apesar de ser um deserto atualmente, é considerado como um paleodeserto, uma vez que sua área foi mais extensa no passado e seu clima mais árido.
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