地球已有46億年的漫長曆史，最早的生命也在30億年前就已經出現。而人類有記載的曆史不過幾千年，那麼科學家是怎樣研究地球和生命曆史的呢？中國古代有“滄海桑田”的傳說，那真正的曆史是怎樣的呢？化石是科學家最有力的證據，化石也是地球的記憶。
簡單地說，化石就是一種特殊的石頭，是生活在很久以前的生物遺體或遺跡深埋在地下變成的跟石頭一樣的東西。在漫長的地質年代裏，有許許多多的生命在地球上出現、綻放，然後消失。恐龍、猛獁象都曾經在這顆藍色星球上寫下絢爛的一章。化石是這些物種曾經存在的唯一證據。
在這些生物死亡之後，它們的遺體或是生活時遺留下來的痕跡，其中一部分被泥沙埋入地下。隨著時間的推移，這些生物遺體中的有機物質被逐漸分解，隻留下較為堅硬的部分，例如外殼、骨骼、枝葉等。它們與周圍的沉積物一起，經過石化作用變成了石頭。但是，它們本來的形態及結構（甚至一些微小的內部構造）仍然完好地被保留下來；有時生命活動的痕跡也會通過這種方式保留下來。也就形成我們今天所看到的化石了。
化石可以提供很多信息。經過研究，我們可以還原古代動物、植物的樣子，進而推斷出古代動物、植物的生活狀況及生活環境，而且還可以推斷出埋藏化石的地層形成的年代和經曆的變化，更重要的是可以推斷出生物從古到今是如何進行演變與進化的。
化石的演變過程
“化石”一詞最早來源於拉丁語。字麵直譯就是“挖出來”的意思。化石是史前生物能保存下來的較堅硬的一部分，並且這些生物大多生活在化石采集地區。
在火山爆發的時候，整片森林都會被落下的火山灰掩埋。這些火山灰把樹木和空氣隔絕，因此在許多森林化石中我們可以看到仍然以很好的姿態站立著的樹。流沙和焦油瀝青也能迅速把落入其中的動物掩埋起來。基本上可以把焦油、瀝青看做捕獲野獸的陷阱，它又像防腐劑能阻止動物堅硬部分的分解。漫漫地球史，悠悠滄桑變，並不是史前的所有生物都能形成化石。一萬個生物裏可能隻有一個能完整的形成化石，再被人們去發現，再被個人所收藏。所以化石是極其珍貴和值得收藏的寶貴資源。由附近火山落下的火山灰曾覆蓋過整片森林，在森林化石中有時還可見到依然站立的樹，以很好的姿態被保存下來。
洛杉磯的蘭喬·拉·布雷瀝青湖由於在其中發現了許多骨化石而聞名，在其中發現的骨化石包括長著銳利牙齒的野豬、巨大的陸地樹懶以及其他已經絕滅的動物。在冰期生存的某些動物的遺體被凍結在冰或凍土之中。
顯然，被冰凍的動物有的可以保存下來。雖然一個生物是否能形成化石取決於許多因素，但是有三個因素是基本的：
（1）有機物必須擁有堅硬部分，如殼、骨、牙或木質組織。然而，在非常有利的條件下，即使是非常脆弱的生物，如昆蟲或水母也能夠變成化石。
（2）生物在死後必須立即避免被毀滅。如果一個生物的身體部分被壓碎、腐爛或嚴重風化，這就可能改變或取消該種生物變成化石的可能性。
（3）生物必須被某種能阻礙分解的物質迅速地埋藏起來。而這種掩埋物質的類型通常取決於生物生存的環境。海生動物的遺體通常都能變成化石，這是因為海生動物死亡後沉在海底，被軟泥覆蓋。軟泥在後來的地質時代中則變成頁岩或石灰岩。較細粒的沉積物不易損壞生物的遺體。在德國的侏羅紀的某些細粒沉積岩中，很好地保存了諸如鳥、昆蟲、水母這樣一些脆弱的生物的化石。
在漫漫的曆史長河中，很多生物早已徹底滅絕，不為人知。但那些極少數留下的生物化石卻可以證明它們曾經存在過。
化石的形成非一朝一夕之功。即使滿足了生物變成化石的條件，仍然會有種種原因使得一些生物化石從未被人類發現。例如，有些化石由於受到地麵腐蝕作用被破壞掉，或是化石較為堅硬的部分被地下水分解了。除此之外，還有一些化石也有可能完好地保存在岩石裏，但是當岩石發生強烈的物理變化時，例如褶皺、斷裂或熔化，含化石的海相石灰岩就會變為大理岩。在這個過程中化石會完全消失。另外，還有很多化石存在於沉積岩層中，無法進行科學研究工作。不過，也有一些裸露在地表之外的含化石的岩石，它們廣泛分布在世界上的一些地方，等待人們發現和研究。還有一個極為普遍的問題，如果生物的殘體變成碎片或保存不完好，也會影響對化石的研究，導致人們不能提取足夠的信息。