Un fossile est le reste (coquille, os, dent, graine, feuilles...) ou simple moulage d'un animal ou d'un végétal conservé dans une roche sédimentaire.
Suivant les espèces et les périodes, les fossiles peuvent être de différentes qualités et plus ou moins abondants. Le processus de fossilisation est exceptionnel, et les témoignages que nous apportent les fossiles sur plus de trois milliards d'années d'évolution de la vie sur Terre sont encore lacunaires et le resteront certainement.
La fossilisation des êtres vivants est en général un processus de minéralisation ( remplacement des tissus vivants par des substances minérales) dans de la roche sédimentaire qui est la roche par excellence pour la conservation de fossiles. Dans des cas plutôt rares, on peut avoir une conservation de la matière organique (mammouth dans le pergélisol, momification dans du bitume, inclusion dans de l'ambre). Dans d'autres cas, ce ne sont que des traces d'activité biologique qui sont conservées (paléoichnologie). De tout temps, les fossiles ont intrigué les hommes qui, suivant les époques, leur ont donné différentes significations : talismans, restes de géants, objets maléfiques, animaux disparus lors du déluge. Ce n'est qu'au , avec les travaux de Charles Lyell, de Jean-Baptiste de Lamarck puis de Charles Darwin et les théories de l'évolution, puis de la théorie de la tectonique des plaques, formulée par Alfred Wegener en 1915, que se met en place le cadre théorique moderne dans lequel sont étudiés les fossiles.
Pour le grand public, les fossiles sont surtout connus grâce à quelques familles caractéristiques comme les ammonites, sortes de céphalopodes marins, les trilobites de la famille des arthropodes, les oursins... ou enfin les végétaux fossiles conservés dans le charbon (fougères, prêles...)
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