Fossiilit ovat perusta sille, että tutkijat ymmärtävät maapallon historian ja kaiken sen elämän. Kaikki, mitä ihmiset tietävät dinosauruksista, aikaisemmista hominidilajeista ja kaikista muista sukupuuttoon kuolleista lajeista, alkoi fossiilien löytämisestä. Suuri osa antropologien ymmärtämästä ihmisten varhaisesta muuttoliikkeestä tulee fossiileista. Tutkijoiden tieto joukkojen sukupuuttoon ja heidän kykynsä ennustaa planeetan tulevaisuutta perustuu pitkälti fossiileihin. Vaikka vallitseva kuva fossiileista on paleontologi, joka kaivaa huolellisesti massiivisen dinosaurusluurangan syrjäiseen autiomaan, fossiileja on useita erilaisia, ja ne muodostavat yhdessä selkeän kuvan elämästä maapallolla ennen nykyajan ihmisen tuloa olla.
Kivettyneet fossiilit
Petrifikaatio, joka tunnetaan myös nimellä mineraalien muodostuminen, on prosessi, jolla solut ovat erittäin huokoiset orgaaniset materiaalit, kuten luut, pähkinät ja puu, korvataan vähitellen mineraaleilla. Tämä prosessi tapahtuu esimerkiksi tulivuorenpurkauksissa. Kun puu tai eläin haudataan niin äkillisesti, ettei sillä ole mahdollisuutta mädäntyä tai saalistaja syö sitä, tuhka ja lämpö muuttavat organismin ajan myötä kiveksi säilyttäen sen vuosituhansien ajan. Kivettyneet fossiilit ovat niitä, joita useimmat ihmiset ajattelevat fossiileina, koska ne ovat suuria ja kovia ja koostuvat enimmäkseen arkeologisista kaivauksista löytyvistä luista. Kivettyneet fossiilit ovat yleisimpiä fossiileja, ja ne ovat antaneet paleontologeille paljon tietoa esihistoriallisista lajeista, mukaan lukien dinosaurukset.
Hiilifossiilit
Toisin kuin kivettyneet fossiilit, hiilifossiilit ovat herkkiä ja säilyttävät elämän hyvin yksityiskohtaisesti, mukaan lukien kasvien ja eläinten pehmytkudokset. Hyönteiset ja kalat, jotka ovat pudonneet vesimuodostumien pohjaan, ovat siellä loukussa sedimenttikerroksilla, kuten tulivuorenpurkauksen tuhkalla, joka suojaa niitä syömiseltä tai hajoamiselta. Miljoonien vuosien aikana niiden päälle putoaa lisää kerrostumia, ja kasvavien kerrosten kuluva aika ja paino puristavat tuhkan tai muun materiaalin kiveksi, jota kutsutaan liuskekiveksi. Hyönteiset ja kalat hajoavat tänä aikana. Kaikki elävät olennot sisältävät hiiltä, ja hiili pysyy liuskekivessä jättäen ohuen mutta yksityiskohtaisen kerroksen kalliolle. Joissakin hiilifossiileissa näkyvät hyönteisen ruumiinosat, perhosen siipien kuviot tai lehden suonet.
Valu- ja homefossiilit
Muotifossiileista puuttuu paljon hiilifossiilien yksityiskohtia. Niitä esiintyy yleensä eläimillä, joilla on kovia ruumiinosia, kuten eksoskeletit, hampaat tai kuoret. Organismi on loukussa huokoisessa, sedimenttikivessä, jossa vesi virtaa sen läpi ja liuottaa kehon pehmeän kudoksen. Ajan myötä muotti muodostuu. Sisämuotti voi tapahtua fossiilin kanssa, jolla on tyhjä ontelo, kuten kuorella. Sedimentti täyttää ja kovettuu kuoren sisällä, kun taas kuori liukenee ajan myötä. Kuoren sisätilat jäävät sisätilaan täyttyneelle sedimentille. Ulkopuolinen muotti tapahtuu samalla tavalla, mutta sedimentti kovettuu kovien rungon osien ympärillä, jotka liukenevat ja jättävät onton ontelon, jossa organismi kerran oli.
Muotofossiileihin törmänneille tutkijoille jää negatiivinen tila, joka edustaa kerran siellä olleita eläimiä. Casting tulee kuvaan joko luonnollisesti tai synteettisesti. Joissakin tapauksissa luonto luo eläimen tai ruumiinosan valun sijoittamalla mineraaleja fossiilin jättämiin onttoihin tiloihin. Jos näin ei käy, paleontologit voivat luoda synteettisen valun Pariisin lateksilla tai rappauksella. He käyttävät tätä saadakseen käsityksen fossiilisen eläimen muodoista, koosta ja muista yksityiskohdista.
Todellisen muodon fossiilit
Todellisen muodon fossiilit ovat organismeja, jotka säilyvät kokonaan luonnollisessa muodossaan. Tämä voi tapahtua muutamalla tavalla, mutta tyypillisesti siihen liittyy organismin tarttuminen ja säilyminen. Keltainen on hartsi havupuusta varhaiselta kolmannekselta. Hyönteiset putoavat puuhartsiin ja pysyvät jumissa tarttuvuutensa takia. Ajan myötä niiden päälle pääsee enemmän hartsia. Miljoonien vuosien ajan hartsi kovettuu ja muuttaa molekyylirakennettaan polymeroinniksi kutsutulla prosessilla, kunnes siitä tulee keltainen. Kovettuvan hartsin tarttuminen suojaa kivettynyttä hyönteistä sieppaajilta ja hajoamiselta.
Kuivaus on toinen todellisen muodon fossiilityyppi. Sitä kutsutaan myös muumioinniksi. Jotkut eläimet indeksoivat jääkaudella luoliin Pohjois-Amerikan lounais-aavikoilla ja kuolivat. Heidän ruumiinsa kuivattiin autiomaassa, ja ne säilyivät täydellisesti tuhansien vuosien ajan. Muumioituneet jäänteet ovat niin hyvin säilyneitä, että hiusten väri ja vaatteet ovat edelleen näkyvissä, mutta nämä fossiilit hajoavat usein pienimmälläkin kosketuksella.
Jäätyminen on yksi parhaiten säilyneistä fossiilien muodostumisprosesseista. Organismin pehmytkudokset pysyvät täysin ehjinä. Jäädytettyyn fossiiliin johtava olosuhde on usein eläimen äkillinen tarttuminen jäätymispaikkaan. Tämä ei ollut harvinaista Siperian ja Alaskan suurilla nisäkkäillä myöhään jääkaudella, etenkin villamammuttien kohdalla.