La maggior parte della superficie terrestre è ricoperta da un tipo di roccia chiamata sedimentaria, perché si forma da strati di sedimenti che si accumulano uno sopra l’altro. Una delle caratteristiche delle rocce sedimentarie è l’elevata quantità di fossili che contengono. Tutti i tipi di piante e animali estinti sono conservati nella sabbia, nel limo o nel fango di epoche lontane.
Nel tempo, i cadaveri di animali sulle superfici rocciose sedimentarie sono ricoperti da limo. Le ossa subiscono una mineralizzazione, per cui i minerali sostituiscono le sostanze organiche originali per lasciare un calco dell’organismo. Per lunghi periodi di tempo, l’organismo viene completamente sostituito da minerali durevoli. Nella pietrificazione del legno, la cellulosa e le fibre legnose vengono sostituite da minerali come la silice.
Anche le caratteristiche delicate sono talvolta conservate nei fossili. Gli occhi delle mosche e le delicate ali delle farfalle sono stati trovati conservati nei fossili. La maggior parte dei fossili, tuttavia, sono gusci o scheletri spessi. Gli animali con fossili durevoli sono anche tra i più studiati e compresi.
È sorprendente che qualcosa di così morbido e sottile come la sabbia possa trasformarsi in qualcosa di rigido come un fossile. Il motivo è nella pressurizzazione che subiscono i sedimenti mentre vengono sepolti sempre più. Per ogni 100 piedi (31 metri) di profondità, la temperatura media aumenta di circa 1°C. La pressione media aumenta di circa 1 ppsi (libbre per pollice quadrato), o circa 7 kilopascal, per ogni piede (31 centimetri) di profondità. L’aumento della pressione e della temperatura porta a un processo chiamato compattazione, per cui le delicate particelle nel sedimento vengono lavorate strettamente l’una nell’altra e diventano roccia.
Il fango viene purificato dall’acqua durante il processo di compattazione, diventando roccia. A volte l’aumento del calore porta il materiale a subire trasformazioni chimiche, chiamate cementazione, che provocano la formazione di pellicole sulla superficie del sedimento di minerali come calcite, silice e ossido di ferro. Ecco come sono fatti i fossili. I minerali occupano anche sacche d’aria tra le molecole di sabbia.
I fossili possono anche preservare cose diverse dai corpi reali. Sono state trovate impronte, tracce, sentieri e tane. Poiché il carbone stesso è una vegetazione compatta, al suo interno si possono trovare molti fossili.