历史地质学/化石
在这篇文章中，我们将讨论化石形成的过程以及这种情况发生的条件。
在置换过程中，骨骼、贝壳或其他组织的原始物质被周围沉积物中的矿物质所取代。
在矿化过程中，矿物质（通常为二氧化硅）填补了化石内部的空隙和空洞，包括细胞的内部。
矿化和置换往往是相辅相成的（在这种情况下，生物体被称为经历了石化），但也可能出现其中一种而没有另一种。右边的照片展示了一块硅化木。
当沉积物包裹在有机遗骸周围，然后被腐烂破坏，在生物体形状上留下空隙时，就会形成化石模型。
铸模是从模型中产生的，当矿物质足够细，可以渗透到沉积物中的间隙，然后填补生物体曾经存在的空隙。
还有一些未改变的化石；尽管在通俗用法中，说某样东西是化石，通常意味着它已经矿化，但在科学用法中，“化石”可以指任何史前遗骸：也就是说，比任何人类书面历史都古老的遗骸。所以，例如，人们谈论“化石猛犸象”，尽管它们的骨头没有被矿化所改变。
像昆虫和蜘蛛这样的小生物可能会被树木粘稠的树脂困住，这些树脂会硬化成琥珀；右边放大图像中一只困在琥珀中的小蚊子，展示了这种过程所实现的精细保存水平。
最后，我们要注意遗迹化石的存在，例如足迹或蠕虫铸型：这些化石像其他沉积结构一样，通过形成它们的沉积物的固结而得以保存。
生物体死亡后，几种力量会促使它的遗骸溶解。腐烂、捕食者和/或食腐动物通常会迅速清除肉体；如果硬部件可以分离（即，如果生物体没有像菊石的贝壳那样只有一个大的硬部件），它们可能会被捕食者、食腐动物或水流分散；各个硬部件会受到化学风化和侵蚀，以及捕食者和/或食腐动物的破碎，它们会为了骨髓和贝壳中的肉体而把骨头压碎。此外，被捕食者整个吞下的动物，例如被蛇吞下的老鼠，不仅会失去肉体，而且还会被捕食者的胃液破坏一部分或全部骨骼。
毫不夸张地说，典型的脊椎动物化石是由一块骨头、牙齿或鱼鳞组成的。一个完整的骨骼得以保存，骨头保持着它们在生命中的相对位置，需要一个非凡而偶然的条件：埋在火山灰中；埋在风成沙中，这是由于沙丘突然塌陷所致；埋在泥石流中；被浊流掩埋；等等。
软组织的矿化更加罕见，只在极其罕见的化学和/或生物条件下才会出现。有多罕见？好吧，想想牙形刺动物的故事吧。
从 1856 年开始，古生物学家注意到，从寒武纪到三叠纪末期的化石记录中，遍布着被称为牙形刺结构的微化石。他们猜想，这些是某种未知类型的软体生物的散落的牙齿，事实证明，他们的猜测是正确的。右边的显微照片展示了一些牙形刺结构。
1934 年，施密特和斯科特在同一层面上发现了成组排列的牙形刺结构，呈对称排列；也就是说，在这种情况下，牙形刺结构可能没有散开，而是保持着它们在生命中的相对位置。但由于软组织没有保存下来，牙形刺动物的性质仍然是一个谜。
直到 1983 年，古生物学家才发现了一个保存了牙形刺动物软组织的标本——这是在第一个被描述的非常丰富的牙形刺结构 127 年后。
我们今天理所当然地认为，模具、铸型和矿化化石是有机生命遗迹。读者可能会惊讶地发现，这曾经是一种少数观点，实际上接近于异端邪说。相反，人们普遍认为它们不是：最常见的观点是，这些化石是在岩石中生长出来的，这是由于一种神秘的力量造成的，这种力量被称为vis plastica。
这种解释与当时的宗教观点完美契合。许多化石，如果被解释为曾经存在的生物的遗迹，就必须代表已经灭绝的物种，因为没有人能找到它们的现代对应物。现在，神学家认为，上帝是完美的，他不会创造出任何如此糟糕的物种，以至于会灭绝；像罗伯特·胡克这样的持异议的科学家不得不谨慎地保护自己，以免受到不敬的指责。
因此，至少可以假设，矿化化石实际上并非生物体的矿化遗骸。我们该如何反驳一个倾向于怀疑的人呢？
我们可以指出部分矿化化石的存在：事实上，这一点也被指出来支持vis plastica的人，他们回答说，这个顺序实际上是相反的，从岩石到矿化化石，再到未矿化化石。
我们可以指出，正如当时指出的那样，一些化石与活的生物体之间存在相似之处。如果在岩石中发生的过程能够产生与有机过程产生的相同形式，产生看起来完全像鲨鱼牙齿或海胆的东西，那将是惊人的。
我们还可以查看岩石地层中的一致性。例如，一种砂岩将包含陆地植物和动物，以及在风成沙中发现的大型交错层理；另一种砂岩将包含贝壳和在海滩上发现的相同类型的对称波痕。根据矿化理论，这是可以解释的，也是预期的：但如果vis plastica设法以某种方式产生出那些看起来像（但不是）过去生态系统的遗迹的画面，那将是多么奇怪。
从 21 世纪的我们看来，我们可以诉诸现今主义。我们知道岩石的成分，甚至知道其组成矿物中原子的排列方式，似乎没有空间容纳vis plastica的机制。然而，存在矿化机制：矿化过程只需要沉积物和生物体在化学上变得更加均质，这在化学上比反过来要合理得多。
这对vis plastica的支持者来说似乎是一个合理的回应。在同一时期提出的另一种观点是，化石是在上帝创造地球时创造的。这当然是可以想象的（全能的上帝可以做他想做的事），但可以用类似的方式回答。从现今主义的角度来看，我们会指出，这在没有明显必要的情况下引入了奇迹，违背了科学方法。从对化石记录的性质的考虑来看，我们不得不说，在这种情况下，上帝煞费苦心地欺骗了我们，使它看起来像是我们在看过去时代的石化遗迹；我们可以想象这一点，但这与上帝的传统观点大相径庭，上帝的传统观点认为诚实是他美德之一。
由于关于最初创造或vis plastica作为化石起源的假设，据我所知，目前没有人持有，因此，上述讨论可能看起来有点像不必要的离题。然而，它确实强调了一点，我认为这一点值得强调，即地质学教科书中的任何陈述，无论我们今天如何理所当然地接受它，都必须由某人发现；必须提供证据，必须进行论证——通常要反对坚决而固执己见的反对。
因此，如果我们现在理所当然地认为，模具、铸型和矿化化石是我们认为它们是的东西，那么这不是一种毫无根据的假设：我们可以负担得起理所当然地接受它，因为这个论据已经说得如此充分，以至于除了这本教科书之外，也许没有其他教科书会费心回顾这个问题。