化石
化石深深地埋藏在地壳的岩石之中，它真实地纪录了生活在千百万年前的生物的痕迹。

我们知道地质学是一门复杂的综合性学科，其研究领域广泛且又互补。总体上来说，地质学中最神奇且最重要的分支之一就是研究化石的古生物学。

什么是化石？

化石是指保存在地壳岩石中的过去地质时期的动物或植物遗体。

一般而言，只有生物体的坚硬部分才会变成化石，主要包括骨头、牙齿、贝壳以及木头等。然而，有时一些完整的生物也能保存下来。如当生物体掉入树脂、埋入泥炭沼泽、盐矿床、天然沥青中或冻结于冰川中时，这种现象便可发生。在寒冷的北极，如加拿大北部和俄罗斯西伯利亚地区，发现了一些不乏令人兴奋的化石，其中有保存极好的长毛猛犸和犀牛。

当然这些发现纯属偶然，但一经报道便轰动世界。大多数化石都会转变成石头，这个过程称为石化作用。

当含硅质或方解石的地下水交代生物遗体中的有机部分时，此过程被称为置换或矿化作用。例如，在全球许多地区的白垩矿床中，就常常产有一些硅化海胆，这也是你以后实地考察时最常见到的主要化石之一。

当一些含有肌肉等软组织的有机体变成化石时，其结构中的氢和氧会被分解，最后只剩下碳。由于碳的存在会使有机体的原始轮廓在岩石上留下一层黑色的薄膜，这些轮廓又称为印模，而植物叶子所留下的印模又叫做印痕。以上述方式所保存的动物足迹、脚印或粪便等化石则称为遗迹化石。

快速的沉积作用是产生化石化作用的最好环境，特别是那些位于海底深部不会被流水搅动的地方。

一般来说，化石的年龄与其所赋存的岩层年龄一致，至少是小于下伏岩层大于上伏岩层。但也有一些例外，如在沉积或变质作用过程中，某些老岩层覆盖于新岩层之上然后再重新沉积。

同理，如果科学家们知道岩石的年龄则可计算出化石的年龄。最好的例子要数19世纪英国科学家们的重大的发现：当他们发现了一些神秘的生物遗迹后，通过周围的环境判定这些生物生存在65百万年前，并将这些以前完全不为人知的、相貌恐怖的动物取名为“恐龙”（源自希腊语“可怕的蜥蜴”之意）。

化石提取

岩石中的化石往往会碎裂成小块，而且，如果你不是经常留神观察，可能会很难发现它们。化石提取可能是一项耗时且又艰苦的工作，特别是当岩石中的化石易碎而基质却特别坚硬的时候。有些化石仅能通过化学反应从基质中分离出来，例如常用醋酸来溶解硅化样品中的石灰岩。

化石提取时的另一个常见难题是：化石早已碎裂且其碎片出现在不同的地方。虽然将化石修复的可能性存在，但这却是一项非常困难的工作。甚至犹如毫无回忆可寻的三维拼图，更糟糕的是你并不能保证所拼的图样全部存在、没有遗漏。

人类化石

除了上述动植物化石之外，科学家们还发现了许多令人兴奋的人类化石，并从中获得了大量有关人类早期的信息。1856年，采石工人在德国杜塞尔多夫附近的尼安德山谷中，首次发现了距今120，000年的人类化石。于是，尼安德特人的面纱被揭开：他们身材矮小，眉毛低，但大脑尺寸却与现代人相似。

1868年，在法国克罗马侬发现了最早期的现代人化石，这些原始人生活在距今约35，000年前，不仅身材比尼安德特人更高而且大脑也更进化。他们居住在洞穴中，使用工具为石器，并在法国南部多尔多顿的拉斯考克斯山洞中留下了著名的石洞壁画。

菊石

菊石是一种已灭绝的水栖软体动物化石，属于头足纲。菊石具有典型的螺旋外壳，由于躯体被分割成许多充满空气的腔室因而能在水中浮游。从插图中我们可以看到沿贝壳外部的缝合线变得越来越复杂，犹如已进化多年的贝类生物。在65-225百万年前至中生代期间，全球各地都出现了大量的菊石。与之关系最密切的生物种属是鹦鹉螺。

如今，菊石常被科学家用来界定侏罗纪时期左右的化石，因而又可称之为标准化石。标准化石是指生存于某一特定地质年代的有机体所形成的化石，并可根据这种化石判定它所在岩石的形成年代。