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 precedenti specie di ominidi e su tutte le altre specie estinte è iniziato con la scoperta di fossili. Gran parte di ciò che gli antropologi ora comprendono della migrazione umana precoce proviene dai fossili. La conoscenza degli scienziati delle 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 di fossili è un paleontologo che scava minuziosamente un enorme scheletro di dinosauro in un deserto remoto, ci sono diversi tipi di fossili e insieme formano un quadro chiaro della vita sulla Terra prima che diventassero umani moderni.
Fossili pietrificati

La pietrificazione, nota anche come permineralizzazione, è il processo mediante il quale le cellule di materiali organici altamente porosi come ossa, noci e legno vengono gradualmente sostituite nel tempo con minerali. Questo processo si verifica in situazioni come eruzioni vulcaniche. Quando un albero o un animale viene seppellito così all'improvviso da non avere la possibilità di marcire o essere mangiato da un predatore, la cenere e il calore trasformano nel tempo 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 per lo più costituiti dalle 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 conservano la vita nei minimi dettagli, tra cui il tessuto molle di piante e animali. Insetti e pesci che sono caduti sul fondo dei corpi idrici sono intrappolati lì da strati di sedimenti, come la cenere di un'eruzione vulcanica che li protegge da essere mangiati o decomposti. Nel corso di milioni di anni, più strati di sedimenti cadono sopra di essi e il tempo e il peso che trascorrono degli strati crescenti 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 in una foglia.
Fossili di fusione e muffa

I fossili di muffa mancano molto del dettaglio di 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 porosa e sedimentaria, dove l'acqua scorre attraverso di essa e dissolve i tessuti molli del corpo. Uno stampo interno potrebbe accadere con un fossile che ha una cavità vuota, come un guscio. 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. Uno stampo esterno avviene in modo simile, ma il sedimento si indurisce intorno alle parti del corpo duro, che si dissolvono e lasciano una cavità vuota dove un tempo si trovava l'organismo.

Gli scienziati che incontrano fossili di muffa vengono lasciati con uno spazio negativo che rappresenta l'animale quello era una volta lì. Il casting entra in scena in modo naturale o sintetico. In alcuni casi, la natura crea un cast dell'animale o della parte del corpo depositando minerali negli spazi vuoti lasciati dal fossile di muffa. Se ciò non accade, i paleontologi possono creare un calco sintetico usando lattice o gesso di Parigi. Usano questo per avere un'idea dei contorni, delle dimensioni e di altri dettagli dell'animale che ha creato il fossile.
Fossili di vera forma

I fossili di vera forma sono organismi che sono interamente conservati nella loro forma naturale . Questo può accadere in alcuni modi, ma in genere comporta l'organismo intrappolato e preservato. L'ambra è la resina di una conifera del primo periodo terziario. Gli insetti cadono nella resina dell'albero e rimangono bloccati lì a causa della sua viscosità. Nel tempo, più resina cade su di essi. Nel corso di milioni di anni, la resina si indurisce e cambia la sua struttura molecolare in un processo chiamato polimerizzazione fino a quando non diventa ambrata. 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. Alcuni animali strisciarono nelle grotte nei deserti sud-occidentali del Nord America durante l'era glaciale e morirono. I loro corpi furono asciugati dall'aria del deserto e furono preservati perfettamente per migliaia di anni. I resti mummificati sono così ben conservati che il colore e l'abbigliamento dei capelli 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'improvvisa intrappolamento di un animale in un luogo che si sta congelando. Ciò non era insolito per i grandi mammiferi in Siberia e in Alaska durante la tarda era glaciale, in particolare i mammut lanosi.