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Os fósseis podem ser classificados em cinco tipos, com base em seu processo de preservação. Quando um organismo é enterrado por sedimentos, pode deixar para trás um fóssil se o sedimento for transformado em rocha. As impressões deixadas no organismo pelos organismos não são materiais originais, como tecido e esqueleto da criatura. O material orgânico é substituído, transformado ou dissolvido ao longo do tempo geológico.
Permineralização
Depois que um organismo é enterrado, os espaços vazios podem ser invadidos pelas águas subterrâneas. Se a água for rica em minerais, eles precipitarão ou cristalizarão na mesma forma que o organismo. Os cristais enchem e substituem o organismo, que se dissolve. Se o organismo decair lentamente, mais cristais poderão se formar, proporcionando um nível mais alto de detalhes.
Moldes e Moldes
Muitas vezes, o organismo é completamente removido ao longo do tempo por dissolução ou decadência. As cavidades criadas à medida que o organismo desaparece podem ficar cheias de sedimentos. Uma vez que o organismo se foi, apenas uma impressão é deixada na rocha. Se um fóssil é um negativo da parte externa de um organismo, um molde é formado. Se o organismo é preenchido por sedimentos, é um molde.
Recristalização
Se o material orgânico não for removido, ele poderá ser alterado para se tornar parte do fóssil. O calor e a pressão do enterro no interior dos sedimentos podem alterar a estrutura do material original do organismo. O cálcio nos ossos pode recristalizar em calcita ou aragonita. Os compostos em um organismo que são recristalizados são reorganizados para formar novos minerais. A recristalização ocorre com mais freqüência em ossos ou conchas com alto teor de cálcio.
Carbonização
Os seres vivos contêm grandes quantidades de carbono. Quando são enterrados e compactados, podem se transformar em fungos pretos escuros do organismo original. O calor e a pressão intensos esmagam o fóssil e o distorcem. Com calor e pressão suficientes, o carvão é formado. Os fósseis das folhas das plantas são encontrados sem distorção, mas são carbonizados porque se deitam planas e são bidimensionais. O material não é removido por carbonização, mas alterado.
Bioimetração
As formas de vida às vezes crescem umas sobre as outras. A vida marinha, como o coral, cria estruturas entrelaçadas que freqüentemente consomem ou circundam outras peças de coral ou esponja do mar. Moldes ou cavidades podem ser deixados para trás nos restos fósseis de corais, que são fósseis separados. Um organismo sem casca dura deixará para trás espaços vazios na criatura maior que o cerca.