地质学家在做野外考察的时候，经常会发现在坚硬的石头里镶嵌着只有在水里才有的贝壳，那么，这些贝壳是怎样“跑”到很高的山上的呢？早期的科学家对此很是不解。在历史上，有一个人也对此产生了浓厚的兴趣，他就是达尔文。
1809年2月12日，达尔文出生在英国。爷爷和爸爸都是当地的名医，所以他的家人一开始就送他去学习医学。
但这与达尔文的兴趣不大一致，他从小就热爱大自然，尤其喜欢打猎、采集矿物和动植物标本。进到医学院后，他仍然经常到野外采集动植物标本。父亲认为他“游手好闲”、“不务正业”，一怒之下，于1828年又送他到剑桥大学，改学神学，希望他将来成为一个“尊贵的牧师”。
这一次，达尔文又让家人失望了。1831年，达尔文从剑桥大学毕业。他放弃了待遇丰厚的牧师职业，依然热衷于自己的自然科学研究。这年12月，英国政府组织了一次环球考察，达尔文争取到了这次机会。
达尔文发现了许多没有记载的新物种。达尔文根据物种的变化，整日思考着一个问题：自然界的奇花异树，人类万物究意是怎么产生的？他们为什么会千变万化？彼此之间有什么联系？这些问题在脑海里越来越深刻，逐渐使他对神创论和物种不变论产生了怀疑。
有一次，当他爬到海拔4000多米的高山上时，达尔文意外地在山顶上发现了贝壳化石。达尔文非常吃惊，他心中想到：“海底的贝壳怎么会跑到高山上了呢？”经过反复思索，他终于明白了地壳升降的道理。心中异常激动地说道：“看来，这条高大的山脉地带，在亿万年前，原来是一片大海洋啊！”
从高山上有鱼类的化石，达尔文推定这里原来可能有水，真是个爱思考的科学家。达尔文还认为，生物在发展过程中，只有能适应环境的生物才能生存下来，并产生后代；而那些与环境不相适应的生物就被淘汰。恩格斯把达尔文学说列为19世纪自然科学三大发现之一。1882年4月19日，这位伟大的科学家因病逝世，人们把他的遗体安葬在牛顿的墓旁，以表达对这位科学家的敬仰。
由这个故事，山姆教授想到地质学的一个分支，叫古生物学。是专门研究古代生物的。不是几十年前的生物，也不是几百年的前的生物，而是几千万年前，甚至几亿年前的生物。
那时候还没有人类，更没有纸和笔，历史上没有留下什么记载。那么，地质学家是怎样开展研究的？
你或许猜到了，是的，就是化石。
根据计算，大约3000～10000年的时间，可以形成一米厚的岩石。岩石在最初生成的时候，像书页一样平卧着，一层层地叠在一起，最早形成的“躺”在最下面。因为水面是平的，如果湖底也是水平的话，那么从水中分离出来的沉淀物就也是水平地分布着的。
当然，如果海洋或湖泊的底是倾斜的话，那么沉淀物堆积的面也就随着倾斜。在湖边、海边形成的岩石就常常是这样的。
岩石生成以后不断地改变着自己的样子。由于地壳的运动，原来平卧的岩层变得歪斜甚至直立了，但是层与层之间的顺序还不致打乱，根据这些我们仍然可以知道过去的年月里发生了什么。
石头颜色的不同，常常说明着地球上的变化。红色的岩石意味着当时气候非常炎热，而灰黑色常常是寒冷的表示。如果这里的石头有光滑的擦痕，那很可能从前这里有冰河经过。
古代生物的状况，在岩石中更有着丰富的记录。许多生物的尸体由于和泥沙埋在一起，被泥沙紧紧包裹住，没有毁灭消失，而让别的矿物质填充了它的遗体，保留了它的外形甚至内部的构造。在特殊的情况下，某些生物的尸体竟完整地保存下来了，如北极冻土带中的长毛象、琥珀中的昆虫。所有这些都叫做“化石”。
化石是历史的证人，它帮助我们认识地球历史的发展过程。
例如，山姆教授见过一块鱼类化石。由这块石头，我们可以看出，尽管这里现在或许是高山，但在很久以前这里一定有水，要不怎么会有鱼呢？而且上面的小鱼似乎还在游着，是什么事件让它们突然遭到被埋藏的厄运？这些对地质学家来说都是极其重要的信息。
还有，很多地方都发现了一种在海洋里生活的生物——三叶虫的化石。它告诉我们，在离现在大约六亿多年前到五亿多年前的那个叫做“寒武纪”的时代，地球上的海洋是多么的宽广。
许多高大树木的化石告诉我们，有一个时期地球上的气候是温暖而潮湿的，这是叫做“石炭纪”的时代的特征。还有一些“象”和“犀牛”都长上了长长的毛，这准是天气冷了，说明了“第四纪”冰河时期的来临。
自然界某些转眼就消逝的活动，在石头上也留下了痕迹。如雨打沙滩的遗迹，水波使水底泥沙掀起的波痕，古代动物走过的脚印和天旱时候泥土龟裂的形象……
从化石中可以看到古代动物、植物的样子，从而可以推断出古代动物、植物的生活情况和生活环境，可以推断出埋藏化石的地层形成的年代和经历的变化，可以看到生物从古到今的变化等等。
不仅动植物的遗体能形成化石，而且表明它们曾经存在过的证据或踪迹也都能形成化石。
比如，恐龙的足迹化石不仅揭示了它的足的大小和形状，还提供了有关它的长度和重量的线索，留有足迹的岩石还能帮助确定恐龙生存的环境条件。
瞧！大自然给我们保留了多好的记录。实际上，地球上的记录比这篇文章所介绍的还要丰富得多，这里不过是拉开了帷幕的一角而已。
当然，读懂这些记录要比认识甲骨文、钟鼎文或者楔形文字更困难些。但是，不管多么困难，我们总有办法来读懂它。而在读懂以后，不仅使我们增加了知识，而且还有助于我们去找寻地下的宝藏。例如，“寒武纪”以前形成的古老陆块内藏有许多铁矿；“石炭纪”时期又造成了许多煤矿。如果我们熟悉了这些石头的历史，便有可能踏着历史的脚印，一步一步地走向地下的宝库。