在通常情况下,变成化石的大多数是生物遗体的硬体部分,硬体部分变成化石要经过石化作用。许多人觉得很奇怪,怎么动物的骨头会变成了石头呢?这个道理说起来也很简单,现在我们先举一个生活中的例子。
咸鸡蛋是人人熟悉的食品。新鲜的鸡蛋是不咸的,可是把鸡蛋浸在盐水里,腌上几个星期后,鸡蛋就会变咸了。为什么呢?因为盐水中含有盐分子,盐分子通过渗透作用而进入鸡蛋内,因此鲜鸡蛋就逐渐变成了咸鸡蛋。盐分子进入鸡蛋的多少与温度、压力、盐水的浓度有关。假如一个蛋在盐水供应充足的条件下,把它腌上千百年之久,这个蛋还仍然会是一个咸鸡蛋吗?不会,这时候它实际上已经变成与化石相似的东西,也可以把它叫做“化石蛋”了。尽管它还保持着原来的样子,可是里面的物质却不相同了,原来的蛋白、蛋黄已被无机的盐类所代替和充填,蛋壳里也充满了无机盐类。恐龙化石的形成与上述腌咸鸡蛋的方式相似。假如在7000多万年以前,一条恐龙的遗体偶然地被埋在地下,没有被打破,也没有遭到细菌的作用而分解。地下含有丰富的地下水,水中含有较多的无机盐类,这些无机盐类就是我们用壶烧水时在壶底沉淀下来的水碱(它们多是碳酸钙),这些无机盐分子逐渐代替和置换了有机质,经过漫长的岁月,这条恐龙就变成了化石。这个作用我们称为石化作用。实际上石化作用是在一系列化学和物理的作用下完成的,因此是一个复杂的、由量变到质变的过程。由于岩石性质不同,地下水所含的矿物质也不一样。前面谈到的可以叫作钙化,一般的骨骼和贝壳等形成的化石都是经过钙化的。但有些化石是由硅质充填的,叫作硅化(过去叫作矽化),如许多本化石就是经过硅化的。由铁质沉淀充填的叫作铁化,不少海生的介壳类化石就是经过铁化而成的。在澳大利亚有一种宝石叫蛋白石,常常是由海生动物骨骼经硅化而成。化石是生物繁衍盛衰的直接证据,好像生物进化历史上的文字档案。古生物学者就是研读化石文字档案的人。
有神论者们坚信地球上的生物都是“上帝”创造出来的,它们彼此之间没有亲缘关系。他们甚至提出,化石是上帝创造万物时留下的铸模,即所谓“遗弃物”。我国封建社会的历史很长,由于科学不发达和统治者故意把传说中的“龙”神秘化,所以很久以来人们对化石和“龙骨”的解释似是而非,并把它们蒙上一层唯心主义的色彩。《太平寰宇记》中有这样一段记载:“玄武山一名三隅山,在玄武县东二里,其山六屈三起,出龙骨。传云:龙升其山,值天门闭,龙升不达,遂死于地,后没入地中,民掘其骨入药用。这段话中有关“龙骨”成因的解释是,龙要升天,正好天门关闭,于是摔死在地上,骨头埋入地下,民众挖它的骨头作药用。它把“龙骨”和化石说成是龙死后的骨头变成的,这显然是错误的。我国的地质古生物工作者在山西保德、府谷,宁夏同心一带曾经进行过大量的调查采集工作,获得不少有价值的“龙骨”,经过研究,这些被当做中药用的“龙骨”,并不是什么“龙”的骨头,也不是恐龙或其他古代爬行动物的化石,而是距今6000万年至10000年以前的犀牛、马类、鹿类、牛类、象类等哺乳动物的骨骼。中药中的“龙齿”,也是这些动物的牙齿化石,它们都是经过石化作用而变成化石的,含有微量元素和钙,具有药效而被中医采用。随着制药工业的发展,它们将被新的药品代替,而“龙骨”则成为人们了解自然,研究地球历史和生物进化史的有价值的科学材料。