I fossili sono la base per la comprensione da parte degli scienziati della storia della Terra e di tutta la vita su di essa. Tutto ciò che gli umani sanno sui dinosauri, sulle prime specie di ominidi e su tutte le altre specie estinte è iniziato con la scoperta dei fossili. Molto di ciò che gli antropologi ora capiscono della prima migrazione umana deriva dai fossili. Le conoscenze degli scienziati sulle estinzioni di massa e la loro capacità di fare previsioni sul futuro del pianeta si basano in gran parte sui fossili. Mentre l'immagine prevalente dei fossili è quella di un paleontologo che dissotterra faticosamente un enorme scheletro di dinosauro in un deserto remoto, ci sono diversi tipi di fossili e insieme formano un'immagine chiara della vita sulla Terra prima che arrivassero gli umani moderni modern essere.
Fossili pietrificati
La pietrificazione, nota anche come permineralizzazione, è il processo mediante il quale le cellule altamente i materiali organici porosi come ossa, noci e legno vengono gradualmente sostituiti nel tempo con minerali. Questo processo avviene in situazioni come le eruzioni vulcaniche. Quando un albero o un animale viene seppellito così all'improvviso da non avere la possibilità di marcire o di essere mangiato da un predatore, la cenere e il calore nel tempo trasformano l'organismo in pietra, conservandolo per millenni. I fossili pietrificati sono quelli che la maggior parte delle persone tende a pensare come fossili perché sono grandi e duri e sono costituiti principalmente da ossa trovate negli scavi archeologici. I fossili pietrificati sono i fossili più comuni e hanno fornito ai paleontologi una grande quantità di informazioni sulle specie preistoriche, compresi i dinosauri.
Fossili di carbonio
A differenza dei fossili pietrificati, i fossili di carbonio sono delicati e preservano la vita nei minimi dettagli, compresi i tessuti molli di piante e animali. Insetti e pesci caduti sul fondo dei corpi idrici vi sono intrappolati da strati di sedimenti, come la cenere di un'eruzione vulcanica che li protegge dall'essere mangiati o dalla decomposizione. Nel corso di milioni di anni, più strati di sedimenti cadono su di essi e il tempo e il peso che trascorrono degli strati in aumento comprimono la cenere o altro materiale in una roccia chiamata scisto. Gli insetti e i pesci si disintegrano durante questo periodo. Tutti gli esseri viventi contengono l'elemento carbonio, e il carbonio rimane nello scisto, lasciando uno strato sottile ma dettagliato sulla roccia. In alcuni fossili di carbonio sono visibili i segmenti del corpo di un insetto, i motivi sulle ali di una farfalla o le vene di una foglia.
Fossili colati e modellati
I fossili di muffa mancano di molti dettagli dei fossili di carbonio. Tendono a verificarsi in animali con parti del corpo dure, come esoscheletri, denti o conchiglie. L'organismo è intrappolato in una roccia sedimentaria porosa, dove l'acqua scorre attraverso di essa e dissolve i tessuti molli del corpo. Nel tempo, si forma uno stampo. Uno stampo interno potrebbe verificarsi con un fossile che ha una cavità vuota, come una conchiglia. Il sedimento si riempie e si indurisce all'interno del guscio, mentre il guscio si dissolve nel tempo. I contorni interni del guscio sono lasciati sul sedimento che ha riempito l'interno. Una muffa esterna avviene in modo simile, ma il sedimento si indurisce attorno alle parti dure del corpo, che si dissolvono e lasciano una cavità vuota dove un tempo si trovava l'organismo.
Gli scienziati che si imbattono in fossili di muffe rimangono con uno spazio negativo che rappresenta l'animale che c'era una volta. Il casting entra in scena in modo naturale o sintetico. In alcuni casi, la natura crea un calco dell'animale o di una parte del corpo depositando minerali negli spazi vuoti lasciati dalla muffa fossile. Se ciò non accade, i paleontologi possono creare un calco sintetico usando il lattice o il gesso di Parigi. Lo usano per avere un'idea dei contorni, delle dimensioni e di altri dettagli dell'animale che ha creato il fossile.
Fossili in vera forma
I fossili in vera forma sono organismi che vengono conservati interamente nella loro forma naturale. Questo può accadere in alcuni modi, ma in genere implica che l'organismo venga intrappolato e preservato. L'ambra è la resina di una conifera del primo periodo terziario. Gli insetti cadono nella resina dell'albero e vi rimangono attaccati a causa della sua viscosità. Nel tempo, più resina cade su di loro. Nel corso di milioni di anni, la resina si indurisce e cambia la sua struttura molecolare in un processo chiamato polimerizzazione fino a diventare ambra. L'intrappolamento nella resina indurente protegge l'insetto fossilizzato dagli spazzini e dalla decomposizione.
L'essiccazione è un altro tipo di fossile di vera forma. Si chiama anche mummificazione. Alcuni animali strisciarono nelle caverne nei deserti sud-ovest del Nord America durante l'era glaciale e morirono. I loro corpi sono stati asciugati dall'aria del deserto e si sono conservati perfettamente per migliaia di anni. I resti mummificati sono così ben conservati che il colore dei capelli e i vestiti sono ancora visibili, ma questi fossili spesso si sfaldano al minimo tocco.
Il congelamento è uno dei processi di fossilizzazione meglio conservati. I tessuti molli dell'organismo rimangono completamente intatti. La circostanza che porta a un fossile congelato è spesso l'improvviso intrappolamento di un animale in un luogo gelido. Questo non era raro per i grandi mammiferi in Siberia e Alaska durante la tarda era glaciale, in particolare i mammut lanosi.