歷史地質學/化石
在這篇文章中，我們將討論化石形成的過程以及這種情況發生的條件。
在置換過程中，骨骼、貝殼或其他組織的原始物質被周圍沉積物中的礦物質所取代。
在礦化過程中，礦物質（通常為二氧化矽）填補了化石內部的空隙和空洞，包括細胞的內部。
礦化和置換往往是相輔相成的（在這種情況下，生物體被稱為經歷了石化），但也可能出現其中一種而沒有另一種。右邊的照片展示了一塊矽化木。
當沉積物包裹在有機遺骸周圍，然後被腐爛破壞，在生物體形狀上留下空隙時，就會形成化石模型。
鑄模是從模型中產生的，當礦物質足夠細，可以滲透到沉積物中的間隙，然後填補生物體曾經存在的空隙。
還有一些未改變的化石；儘管在通俗用法中，說某樣東西是化石，通常意味著它已經礦化，但在科學用法中，“化石”可以指任何史前遺骸：也就是說，比任何人類書面歷史都古老的遺骸。所以，例如，人們談論“化石猛獁象”，儘管它們的骨頭沒有被礦化所改變。
像昆蟲和蜘蛛這樣的小生物可能會被樹木粘稠的樹脂困住，這些樹脂會硬化成琥珀；右邊放大影像中一隻困在琥珀中的小蚊子，展示了這種過程所實現的精細儲存水平。
最後，我們要注意遺蹟化石的存在，例如足跡或蠕蟲鑄型：這些化石像其他沉積結構一樣，透過形成它們的沉積物的固結而得以儲存。
生物體死亡後，幾種力量會促使它的遺骸溶解。腐爛、捕食者和/或食腐動物通常會迅速清除肉體；如果硬部件可以分離（即，如果生物體沒有像菊石的貝殼那樣只有一個大的硬部件），它們可能會被捕食者、食腐動物或水流分散；各個硬部件會受到化學風化和侵蝕，以及捕食者和/或食腐動物的破碎，它們會為了骨髓和貝殼中的肉體而把骨頭壓碎。此外，被捕食者整個吞下的動物，例如被蛇吞下的老鼠，不僅會失去肉體，而且還會被捕食者的胃液破壞一部分或全部骨骼。
毫不誇張地說，典型的脊椎動物化石是由一塊骨頭、牙齒或魚鱗組成的。一個完整的骨骼得以儲存，骨頭保持著它們在生命中的相對位置，需要一個非凡而偶然的條件：埋在火山灰中；埋在風成沙中，這是由於沙丘突然塌陷所致；埋在泥石流中；被濁流掩埋；等等。
軟組織的礦化更加罕見，只在極其罕見的化學和/或生物條件下才會出現。有多罕見？好吧，想想牙形刺動物的故事吧。
從 1856 年開始，古生物學家注意到，從寒武紀到三疊紀末期的化石記錄中，遍佈著被稱為牙形刺結構的微化石。他們猜想，這些是某種未知型別的軟體生物的散落的牙齒，事實證明，他們的猜測是正確的。右邊的顯微照片展示了一些牙形刺結構。
1934 年，施密特和斯科特在同一層面上發現了成組排列的牙形刺結構，呈對稱排列；也就是說，在這種情況下，牙形刺結構可能沒有散開，而是保持著它們在生命中的相對位置。但由於軟組織沒有儲存下來，牙形刺動物的性質仍然是一個謎。
直到 1983 年，古生物學家才發現了一個儲存了牙形刺動物軟組織的標本——這是在第一個被描述的非常豐富的牙形刺結構 127 年後。
我們今天理所當然地認為，模具、鑄型和礦化化石是有機生命遺蹟。讀者可能會驚訝地發現，這曾經是一種少數觀點，實際上接近於異端邪說。相反，人們普遍認為它們不是：最常見的觀點是，這些化石是在岩石中生長出來的，這是由於一種神秘的力量造成的，這種力量被稱為vis plastica。
這種解釋與當時的宗教觀點完美契合。許多化石，如果被解釋為曾經存在的生物的遺蹟，就必須代表已經滅絕的物種，因為沒有人能找到它們的現代對應物。現在，神學家認為，上帝是完美的，他不會創造出任何如此糟糕的物種，以至於會滅絕；像羅伯特·胡克這樣的持異議的科學家不得不謹慎地保護自己，以免受到不敬的指責。
因此，至少可以假設，礦化化石實際上並非生物體的礦化遺骸。我們該如何反駁一個傾向於懷疑的人呢？
我們可以指出部分礦化化石的存在：事實上，這一點也被指出來支援vis plastica的人，他們回答說，這個順序實際上是相反的，從岩石到礦化化石，再到未礦化化石。
我們可以指出，正如當時指出的那樣，一些化石與活的生物體之間存在相似之處。如果在岩石中發生的過程能夠產生與有機過程產生的相同形式，產生看起來完全像鯊魚牙齒或海膽的東西，那將是驚人的。
我們還可以檢視岩石地層中的一致性。例如，一種砂岩將包含陸地植物和動物，以及在風成沙中發現的大型交錯層理；另一種砂岩將包含貝殼和在海灘上發現的相同型別的對稱波痕。根據礦化理論，這是可以解釋的，也是預期的：但如果vis plastica設法以某種方式產生出那些看起來像（但不是）過去生態系統的遺蹟的畫面，那將是多麼奇怪。
從 21 世紀的我們看來，我們可以訴諸現今主義。我們知道岩石的成分，甚至知道其組成礦物中原子的排列方式，似乎沒有空間容納vis plastica的機制。然而，存在礦化機制：礦化過程只需要沉積物和生物體在化學上變得更加均質，這在化學上比反過來要合理得多。
這對vis plastica的支持者來說似乎是一個合理的回應。在同一時期提出的另一種觀點是，化石是在上帝創造地球時創造的。這當然是可以想象的（全能的上帝可以做他想做的事），但可以用類似的方式回答。從現今主義的角度來看，我們會指出，這在沒有明顯必要的情況下引入了奇蹟，違背了科學方法。從對化石記錄的性質的考慮來看，我們不得不說，在這種情況下，上帝煞費苦心地欺騙了我們，使它看起來像是我們在看過去時代的石化遺蹟；我們可以想象這一點，但這與上帝的傳統觀點大相徑庭，上帝的傳統觀點認為誠實是他美德之一。
由於關於最初創造或vis plastica作為化石起源的假設，據我所知，目前沒有人持有，因此，上述討論可能看起來有點像不必要的離題。然而，它確實強調了一點，我認為這一點值得強調，即地質學教科書中的任何陳述，無論我們今天如何理所當然地接受它，都必須由某人發現；必須提供證據，必須進行論證——通常要反對堅決而固執己見的反對。
因此，如果我們現在理所當然地認為，模具、鑄型和礦化化石是我們認為它們是的東西，那麼這不是一種毫無根據的假設：我們可以負擔得起理所當然地接受它，因為這個論據已經說得如此充分，以至於除了這本教科書之外，也許沒有其他教科書會費心回顧這個問題。