Фосили су основа за разумевање научника о историји Земље и целокупног живота на њој. Све што људи знају о диносаурусима, ранијим врстама хоминида и свим осталим изумрлим врстама започело је открићем фосила. Већина онога што антрополози сада разумеју о раној људској миграцији потиче од фосила. Знање научника о масовним изумирањима и њихова способност да дају предвиђања о будућности планете у великој мери се заснивају на фосилима. Иако је превладавајућа слика фосила палеонтолог који мукотрпно копа масивни костур диносауруса у удаљеној пустињи, постоји неколико различитих врста фосила и они заједно чине јасну слику о животу на Земљи пре него што су савремени људи настали бити.
Окамењени фосили
Петрификација, која је позната и као перминерализација, је процес којим ћелије изузетно порозни органски материјали попут костију, орашастих плодова и дрвета временом се постепено замењују минералима. Овај процес се дешава у ситуацијама попут вулканских ерупција. Када се дрво или животиња закопа тако изненада да нема шансе да иструне или га поједе предатор, пепео и топлота временом трансформишу организам у камен, чувајући га миленијумима. Окамењени фосили су они за које већина људи сматра да су фосили јер су велики и тврди и углавном се састоје од костију пронађених у археолошким ископавањима. Окамењени фосили су најчешћи фосили и палеонтолозима су дали много информација о праисторијским врстама, укључујући диносаурусе.
Фосили угљеника
За разлику од окамењених фосила, фосили угљеника су осетљиви и чувају живот у ситним детаљима, укључујући меко ткиво биљака и животиња. Инсекти и рибе који су пали на дно водних тијела заробљени су тамо слојевима наноса, попут пепела из вулканске ерупције која их штити од поједе или распадања. Током милиона година, више слојева наноса падне на њих, а време протека и тежина све већих слојева сабијају пепео или други материјал у стену која се назива шкриљевац. У то време инсекти и рибе се распадају. Сва жива бића садрже елемент угљеник, а угљеник остаје у шкриљевцу, остављајући танак, али детаљан слој на стени. У неким фосилима угљеника видљиви су сегменти тела инсеката, обрасци на крилима лептира или вене на листу.
Фосили ливених и калупа
Фосилима калупа недостаје много детаља о фосилима угљеника. Они се обично јављају код животиња са тврдим деловима тела, попут егзоскелета, зуба или шкољки. Организам је заробљен у порозној, седиментној стени, где вода протиче кроз њега и раствара меко ткиво тела. Временом настаје калуп. Унутрашњи калуп се може догодити са фосилом који има празну шупљину, попут шкољке. Талог се испуњава и стврдњава унутар љуске, док се љуска временом раствара. Унутрашње контуре шкољке остављене су на седименту који је испунио унутрашњост. Спољни калуп се дешава слично, али се талог стврдњава око тврдих делова тела, који се растварају и остављају шупљу шупљину тамо где је организам некада био.
Научницима који наиђу на фосиле буђи остаје негативан простор који представља животињу која је некада била тамо. Ливење долази на слику било природно било синтетички. У неким случајевима природа ствара одлив животињског или телесног дела одлагањем минерала у шупље просторе које оставља фосил плесни. Ако се то не догоди, палеонтолози могу створити синтетички одлив користећи паришки латекс или гипс. То користе како би стекли осећај за контуре, величину и друге детаље животиње која је створила фосил.
Фосили праве форме
Фосили праве форме су организми који су у потпуности очувани у свом природном облику. То се може догодити на неколико начина, али обично укључује заробљавање и очување организма. Амбер је смола четинарског дрвета из раног терцијарног периода. Инсекти падају у смолу дрвета и тамо остају заглављени због своје лепљивости. Временом на њих пада више смоле. Током милиона година, смола се стврдњава и мења своју молекуларну структуру у процесу који се назива полимеризација док не постане јантарна. Упадање у стврдњавајућу смолу штити фосилизованог инсекта од чистача и распадања.
Сушење је друга врста фосила истинског облика. Такође се назива мумификација. Неке животиње су се током леденог доба увукле у пећине у југозападним пустињама Северне Америке и умрле. Њихова тела је осушио пустињски ваздух и савршено су се сачувала хиљадама година. Мумифицирани остаци су толико добро очувани да су боја косе и одећа и даље видљиви, али ови фосили се често распадају и на најмањи додир.
Замрзавање је један од најбоље очуваних процеса фосилизације. Мека ткива организма остају потпуно нетакнута. Околност која доводи до смрзнутог фосила је често изненадно заробљавање животиње на месту које се смрзава. То није било ретко за велике сисаре у Сибиру и на Аљасци током касног леденог доба, посебно вунасти мамути.
