La majeure partie de la surface de la terre est recouverte d’un type de roche appelée sédimentaire, car elle se forme à partir de couches de sédiments s’accumulant les unes sur les autres. L’une des caractéristiques des roches sédimentaires est la grande quantité de fossiles qu’elles contiennent. Toutes sortes de plantes et d’animaux disparus sont préservés dans le sable, le limon ou la boue depuis des siècles.
Au fil du temps, les cadavres d’animaux sur les surfaces des roches sédimentaires sont recouverts de limon. Les os subissent une minéralisation, par laquelle les minéraux remplacent les matières organiques d’origine pour laisser un moulage de l’organisme. Au fil du temps, l’organisme est entièrement remplacé par des minéraux durables. Dans la pétrification du bois, la cellulose et les fibres ligneuses sont remplacées par des minéraux comme la silice.
Même des traits délicats sont parfois conservés dans les fossiles. Les yeux des mouches et les ailes délicates des papillons ont été retrouvés préservés dans des fossiles. La majorité des fossiles, cependant, sont des coquilles épaisses ou des squelettes. Les animaux avec des fossiles durables sont également parmi les plus largement étudiés et compris.
Il est surprenant que quelque chose d’aussi doux et subtil que le sable puisse se transformer en quelque chose d’aussi rigide qu’un fossile. La raison en est la pressurisation que subissent les sédiments au fur et à mesure qu’ils sont enfouis de plus en plus. Pour chaque 100 pieds (31 mètres) de profondeur, la température moyenne augmente d’environ 1°C. La pression moyenne augmente d’environ 1 ppsi (livre par pouce carré), soit environ 7 kilopascals, pour chaque pied (31 centimètres) de profondeur. L’augmentation de la pression et de la température conduit à un processus appelé compactage, par lequel les particules délicates des sédiments sont étroitement liées les unes aux autres et deviennent de la roche.
La boue est purifiée de l’eau pendant le processus de compactage, devenant de la roche. Parfois, l’augmentation de la chaleur conduit le matériau à subir des transformations chimiques, appelées cémentation, qui provoquent la formation de films à la surface des sédiments par des minéraux tels que la calcite, la silice et l’oxyde de fer. C’est ainsi que sont fabriqués les fossiles. Les minéraux occupent également des poches d’air entre les molécules de sable.
Les fossiles peuvent également préserver des choses autres que des corps réels. Des empreintes de pas, des pistes, des sentiers et des terriers ont été trouvés. Étant donné que le charbon lui-même est une végétation compactée, de nombreux fossiles peuvent être trouvés à l’intérieur.