Il termine fossile (dal latino fodere, scavare) in paleontologia viene usato per indicare resti integri o parziali di organismi un tempo viventi, o per una qualsiasi testimonianza di vita geologicamente passata: resti animali, (ossa, denti, uova, conchiglie); resti vegetali (foglie, tronchi, pollini); evidenze di attività vitale (tane o orme); tracce legate di alimenti; ecc.


Fossile di una libellula.

Il processo di trasformazione di un organismo vivente in un fossile può durare diversi milioni di anni. La fossilizzazione è un evento estremamente raro e difficile a verificarsi poichè, non appena gli animali o le piante muoiono, inizia la loro decomposizione. Sebbene le parti più resistenti, come conchiglie, ossa e denti o il legno, siano più resistenti degli altri tessuti molli, spesso questi elementi vengono disgregati da agenti naturali esterni (fisici e chimici), come vento e acqua corrente, e anche dall'azione di animali necrofagi (in gran parte da batteri saprofiti che si nutrono decomponendo i resti di viventi morti trasformandoli in humus).

Generalmente, per subire un processo completo di fossilizzazione, un organismo deve essere sepolto rapidamente grazie alla deposizione di sabbia o fango trasportati dall'acqua, che ricoprono gli organismi, prima che ne subentri la decomposizione o venga aggredito dagli agenti demolitori.
Dello studio di questo fenomeno si occupa un ramo della paleontologia, la tafonomia.

Alcuni fossili vegetali possono essere considerati come una porzione di materia e quindi di energia imprigionata (i combustibili fossili come il carbone o il petrolio). Questa energia può essere sfruttata dall'uomo impiegandola nelle varie attività industriali.

DOVE SI RINVENGONO I FOSSILI:
I fossili si trovano inglobati nelle rocce sedimentarie abbondantemente presenti nella parte superiore della crosta terrestre.
La maggior parte  dei fossili si trova nei sedimenti, cioè nei depositi trasportati dall'acqua. Le rocce sedimentarie sono formate a strati e questi strati di roccia che contengono fossili, possono essere utilizzati per ricostruire la storia della Terra e degli organismi che si sono succeduti nel corso dei millenni. I geologi sanno che i vari strati rocciosi si sono formati in periodi diversi, e grazie ai fossili possono stabilire non solo di che strato si tratta, ma anche quando si è formato circa.


Fossile di Archaeopteryx ritrovato in una laguna giurassica
presso Solnhofen, Germania.
I fossili impiegati per questo scopo, sono detti fossi guida, perchè aiutano a riconoscere l'era, il periodo o l'epoca a cui appartengono le rocce che li contengono e a collegare cronologicamente gli strati di territori o addirittura di continenti diversi. Grazie a questi si riesce a suddividere la Terra in periodi di tempo. Questa suddivisione viene definita datazione relativa.

I fossili guida sono di aiuto nella ricerca del petrolio, perché il geologo sa che molti depositi di petrolio sono stati ritrovati in rocce di una particolare epoca.

Il criterio di datazione dei fossili si basa sulla biostratigrafia, secondo la quale normalmente gli strati più bassi del terreno sono più antichi di quelli superiori. Utilizzando tale criterio si può confrontare un certo fossile con altri rinvenuti in strati di altre località per vedere se appartengono allo stesso tempo oppure no. anche con l'impiego degli isotopi radioattivi e del carbonio 14 si può determinare  l'età della roccia in anni.

I resti fossili non ci mostrano solo quali gli animali e piante del passato che abitavano la Terra, ma ci indicano anche in quale ambiente e clima sono vissuti. Nelle rocce sedimentarie, si trovano spesso impronte fossili di gocce di pioggia, di rigagnoli d'acqua e di fango. Ciò mostra quali siano state le vicende meteorologiche in quei tempi lontani.

FOSSILI VIVENTI:
Il termine fossile vivente fu coniato da Darwin per indicare particolari tipi di organismi, animali o vegetali, con caratteristiche morfologiche primitive e soggetti ad un processo evolutivo molto lento.

Ai fossili viventi appartengono tipologie diverse di organismi:

Un esempio è quello del pesce Latimeria Chalumnae, 1938, alle foci del Chalumna in Sud Africa. L'esemplare incuriosì i pescatori che lo mandarono imbalsamato al Museo di East London. Venne riconosciuto in quell'esemplare le caratteristiche dei Crossopterigi Celacantiformi, pesci a pinne "muscolose"  (Sarcopterygii) nati durante l'Era Paleozoica, 400 milioni di anni fa, e ritenuti estinti nella grande estinzione che eliminò anche i dinosauri.

Un esempio è l'Opossum, mammifero marsupiale che presenta caratteri molto simili ai suoi parenti del Cretaceo.

Gli squali, comparsi nel Devoniano, circa 400 milioni di anni fa, si sono evoluti molto poco nel corso del tempo geologico, ma le loro caratteristiche li hanno resi immuni ai mutamenti geologici, climatici, biologici che li circondavano. Ancora oggi ne esistono moltissime specie, a dimostrazione dell'efficienza del loro modello strutturale.
Non mancano fossili viventi anche tra i vegetali, come il genere Ginkgo, (Gimnosperma) comparso nel Giurassico e arrivato ai giorni nostri con l'unica specie Ginkgo biloba senza modificazioni sostanziali.

TIPI DI FOSSILE:
Vi sono quattro tipi fondamentali di fossili:

In alcuni casi, i fossili sono rappresentati da resti originali di piante o di animali. Corpi interi di mammut sono stati rinvenuti quasi perfettamente conservati, prigionieri del permafrost,  sotto i ghiacci perenni della Siberia.
Sono stati trovati insetti, ragni e frammenti vegetali di migliaia di anni fa, perfettamente conservati entro la resina dei pini solidificata (ambra), in cui questi insetti rimasero invischiati e qui morirono.
Nei dintorni di Los Angeles in California, dove vi sono depositi di asfalto contenenti le ossa di migliaia di animali.
Probabilmente, questi animali rimasero prigionieri mentre, in cerca di acqua, tentavano di attraversare i grandi laghi oleosi di asfalto.