Ivoire de mammouth fossile emballé dans une cassette de luxe avec description. Originaire de Sibérie.

Les fossiles sont tous les restes et traces de plantes et d’animaux qui sont conservés dans la roche. Malgré la croyance populaire, les fossiles ne doivent pas nécessairement être « pétrifiés ». En effet, de très nombreux fossiles ne sont pas pétrifiés. Même à partir de roches très anciennes, on connaît des restes fossiles qui n'ont pratiquement pas changé. De plus, beaucoup pensent que les fossiles sont toujours très vieux. Ce n’est pas non plus correct. De nombreux fossiles très jeunes sont connus, formés à des périodes connues des humains. La science qui étudie les fossiles s'appelle la paléontologie. Ce domaine de connaissances aide à l’étude de la séquence des roches, une branche de la géologie appelée biostratigraphie. Étant donné que les restes de vie ne se fossilisent que dans des conditions spécifiques, les informations sur les fossiles sont limitées et par définition « incomplètes ». Lorsque nous entendons le mot fossile, nous pensons souvent aux os de dinosaures ou de mammouths, et il est vrai que les parties dures d’un organisme ont le plus de chances d’être préservées par fossilisation. Pour les vertébrés, ce sont les os et surtout les dents. Les tissus les plus mous de l'organisme ne sont préservés que dans des cas particuliers et sont donc beaucoup plus rares. Les tissus plus mous ne sont préservés que s’ils sont rapidement recouverts d’une couche qui les protège de toute forme de pourriture ou de dommage. Avec seulement les parties dures, il est parfois difficile de se faire une bonne idée de l'organisme complet. Les Conodonta en sont un bon exemple : on les trouvait en grand nombre depuis longtemps, mais on ne les connaissait que par leurs dents. Ce n'est que lorsqu'une empreinte du reste d'un tel animal a été trouvée qu'il s'est avéré qu'il s'agissait d'une forme primitive de l'embranchement des Chordata. Chez d’autres groupes d’animaux, d’autres parties dures, comme les coquilles, sont souvent fossilisées. Il existe un certain nombre de formes particulières de fossilisation. Par exemple, des insectes entiers sont parfois enfermés dans de l’ambre, car la résine à partir de laquelle l’ambre est fabriqué forme une bonne étanchéité contre l’oxydation. Cela s’applique également à plus grande échelle aux fosses à goudron. Les fosses de goudron de La Brea, près de la ville américaine de Los Angeles, en sont un bon exemple. Les os des animaux piégés dans la fosse à goudron étaient souvent exceptionnellement bien conservés. De plus, les animaux piégés attiraient souvent des prédateurs, qui s'empêtraient également dans leurs filets. De cette façon, un « cimetière d’ossements » s’est formé au cours du Pléistocène. On trouve souvent des fossiles très bien conservés dans des argiles déposées dans des eaux stagnantes et sans oxygène. En raison de l'absence d'oxygène, les plantes s'y fossilisent particulièrement bien. Très souvent, ce n’est pas toute la colonne d’eau qui est dépourvue d’oxygène, mais seulement la partie inférieure. Une telle eau stratifiée présente donc une teneur normale en oxygène dans la couche supérieure. Dans la couche supérieure, les organismes meurent puis coulent vers le fond, où ils sont préservés dans un environnement sans oxygène. Les organismes vivants peuvent également se retrouver involontairement dans la couche anoxique inférieure, ce qui entraîne leur mort et leur fossilisation. Dans un tel dépôt, les poissons sont parfois conservés de manière exiguë, ce qui indique une suffocation. Une roche bien connue contenant de tels fossiles est le « Kupferschiefer » de Rotliegend, dans le centre de l'Allemagne. Outre les restes provenant des organismes eux-mêmes, les traces produites activement ou passivement par des organismes sont également considérées comme des fossiles. Il s’agit par exemple de coprolithes (excréments fossilisés) et de traces fossiles telles que des empreintes de pas et des terriers. Il n’est pas toujours possible de déterminer de quel animal proviennent les traces fossiles. C'est pourquoi on leur attribue souvent leur propre nom taxonomique.