Fosilijos yra pagrindas mokslininkams suprasti Žemės istoriją ir visą joje esančią gyvybę. Viskas, ką žmonės žino apie dinozaurus, ankstesnes hominidų rūšis ir visas kitas išnykusias rūšis, prasidėjo atradus fosilijas. Daugelis to, ką antropologai dabar supranta apie ankstyvą žmonių migraciją, kyla iš fosilijų. Mokslininkų žinios apie masinį išnykimą ir jų sugebėjimas prognozuoti planetos ateitį daugiausia remiasi fosilijomis. Nors vyraujantis fosilijų vaizdas yra paleontologas, kruopščiai iškasantis didžiulį dinozaurų skeletą tolimoje dykumoje, yra keletas skirtingų fosilijų tipų ir kartu jie sudaro aiškų vaizdą apie gyvenimą Žemėje, kol dar neatėjo šiuolaikiniai žmonės būti.
Suakmenėjusios fosilijos
Petrifikacija, kuri taip pat žinoma kaip permineralizacija, yra procesas, kurio metu ląstelės labai akytos organinės medžiagos, tokios kaip kaulai, riešutai ir mediena, laikui bėgant palaipsniui keičiamos mineralais. Šis procesas vyksta tokiose situacijose kaip ugnikalnio išsiveržimai. Kai medis ar gyvūnas palaidojamas taip staiga, kad neturi galimybės pūti ar plėšrūnas jo nesuvalgė, pelenai ir šiluma laikui bėgant organizmą paverčia akmeniu, išsaugodami jį tūkstantmečius. Suakmenėjusias fosilijas dauguma žmonių linkę laikyti fosilijomis, nes jos yra didelės ir kietos ir dažniausiai susideda iš kaulų, randamų archeologiniuose kasinėjimuose. Suakmenėjusios fosilijos yra labiausiai paplitusios fosilijos, kurios paleontologams suteikė daug informacijos apie priešistorines rūšis, įskaitant dinozaurus.
Anglies fosilijos
Skirtingai nuo suakmenėjusių fosilijų, anglies fosilijos yra subtilios ir smulkiai išsaugo gyvybę, įskaitant minkštą augalų ir gyvūnų audinį. Vabzdžiai ir žuvys, nukritę į vandens telkinių dugną, ten yra įstrigę nuosėdų sluoksniais, pavyzdžiui, ugnikalnio išsiveržimo pelenais, apsaugančiais nuo jų suvalgymo ar irimo. Per milijonus metų ant jų iškrinta daugiau nuosėdų sluoksnių, o praeinantis laikas ir didėjančių sluoksnių svoris pelenus ar kitą medžiagą suspaudžia į uolą, vadinamą skalūnu. Tuo metu vabzdžiai ir žuvys suyra. Visuose gyvuose daiktuose yra anglies elementas, o anglis lieka skalūnuose, paliekant ploną, bet detalų sluoksnį ant uolos. Kai kuriose anglies fosilijose matomi vabzdžio kūno segmentai, drugelio sparnų raštai arba lapo gyslos.
Lietos ir pelėsių fosilijos
Pelėsių fosilijose trūksta daug anglies fosilijų detalių. Jie dažniausiai pasitaiko gyvūnams, turintiems kietų kūno dalių, pavyzdžiui, egzoskeletams, dantims ar kriauklėms. Organizmas yra įstrigęs porėtoje nuosėdinėje uolienoje, kur pro ją teka vanduo ir ištirpina minkštą kūno audinį. Laikui bėgant susidaro pelėsis. Vidinis pelėsis gali atsitikti su fosilija, kurios tuščia ertmė, pavyzdžiui, apvalkalas. Nuosėdos užpildo ir sukietėja apvalkalo viduje, o apvalkalas laikui bėgant ištirpsta. Korpuso vidiniai kontūrai paliekami ant nuosėdų, kurios užpildė interjerą. Išorinis pelėsis vyksta panašiai, tačiau nuosėdos sukietėja aplink kietąsias kūno dalis, kurios ištirpsta ir palieka tuščiavidurę ertmę ten, kur kadaise buvo organizmas.
Mokslininkams, susidūrusiems su pelėsių fosilijomis, lieka neigiama erdvė, atspindinti kadaise buvusį gyvūną. Kastingas į paveikslą patenka natūraliai arba sintetiškai. Kai kuriais atvejais gamta sukuria gyvūno ar kūno dalies gipsą, kaupdama mineralus tuščiavidurėse erdvėse, kurias palieka pelėsių fosilija. Jei taip neatsitiks, paleontologai gali sukurti sintetinį liejinį iš Paryžiaus latekso arba gipso. Jie tai naudoja tam, kad pajustų fosiliją sukūrusio gyvūno kontūrus, dydį ir kitas detales.
Tikros formos fosilijos
Tikros formos fosilijos yra organizmai, kurie yra visiškai išsaugoti natūralia forma. Tai gali atsitikti keliais būdais, tačiau paprastai tai apima organizmo įstrigimą ir išsaugojimą. Gintaras yra ankstyvojo tretinio laikotarpio spygliuočių medžio sakai. Vabzdžiai patenka į medžio sakus ir lieka ten įstrigę dėl savo lipnumo. Laikui bėgant ant jų iškrenta daugiau dervos. Per milijonus metų derva sukietėja ir keičia savo molekulinę struktūrą vykstant procesui, vadinamam polimerizacija, kol tampa gintaru. Sukietėjusios dervos įstrigimas apsaugo suakmenėjusį vabzdį nuo valiklių ir irimo.
Džiovinimas yra dar viena tikros formos fosilijos rūšis. Tai dar vadinama mumifikacija. Kai kurie gyvūnai ledynmečio metu įlindo į olas Šiaurės Amerikos pietvakarių dykumose ir žuvo. Jų kūnus džiovino dykumos oras ir jie puikiai išsilaikė tūkstančius metų. Mumifikuoti palaikai taip gerai išsilaikę, kad plaukų spalva ir drabužiai vis dar matomi, tačiau šios fosilijos dažnai suyra menkiausiu prisilietimu.
Šaldymas yra vienas geriausiai išsilaikiusių fosilizacijos procesų. Organizmo minkštieji audiniai lieka visiškai nepažeisti. Aplinkybė, vedanti į užšalusią fosiliją, dažnai būna staigus gyvūno įstrigimas įšalo vietoje. Vėlyvuoju ledynmečiu tai nebuvo neįprasta dideliems žinduoliams Sibire ir Aliaskoje, ypač vilnoniams mamutams.