La paleontologia, vista la complessità e la vastità degli argomenti che studia, si suddivide in parecchie discipline:

• paleontologia tassonomica (classifica gli organismi vissuti nel passato)
• paleontologia stratigrafica o biostratigrafia (studia i fossili come indicatori stratigrafici)
• paleobiologia (studia le caratteristiche e la fisiologia degli esseri vissuti nel passato)
• paleozoologia (studio dei fossili animali)
• paleobotanica (studio dei fossili vegetali)
  • palinologia (studio dei pollini fossili ed altri sporoformi). Il medesimo termine è usato anche per lo studio dei pollini attuali
• micropaleontologia (studia i fossili di piccole dimensioni, che possono essere osservati solo col microscopio). La micropaleontologia ha subito un notevole sviluppo per le sue applicazioni pratiche nella ricerca di idrocarburi entro le rocce sedimentarie
• Icnologia (studia le tracce fossili, tra cui repichnia, pascichnia, agrichnia, fodinichnia, ..., ovvero impronte di deambulazione ed altre tracce lasciate dagli organismi nel sedimento, quando erano in vita)
• paleoecologia (studia gli organismi del passato per riconoscere il loro ambiente di vita)
• paleobiogeografia (studia la distribuzione geografica degli organismi nel passato geologico; è molto importante per valutare le ipotesi di ricostruzione delle posizioni delle placche tettoniche durante i tempi geologici)
• paleoantropologia o paleontologia umana (studia i fossili degli ominidi)

A latere della paleontologia vi è la paletnologia, ossia lo studio dei manufatti di origine umana, che costituisce una branca degli studi sulla preistoria.

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I fossili guida sono dei fossili usati per la datazione relativa delle rocce.

Si tratta di resti di organismi che soddisfano precisi requisiti:

• avevano un'ampia distribuzione geografica;

• una ampia abbondanza di popolazioni e quindi sono facilmente rinvenibili nelle rocce sedimentarie del periodo della loro esistenza;

• hanno avuto un'evoluzione rapida: hanno quindi una durata temporale molto limitata e permettono di raggiungere un'elevata precisione nella datazione.

Mary Anning (Lyme Regis, 21 maggio 1799 – Lyme Regis, 9 marzo 1847) è stato una paleontologa britannica.

Raccoglitrice di fossili per professione, fu autrice di molti ritrovamenti importanti nel campo dei fossili marini dell'epoca giurassica, tra cui i primi scheletri completi di ittiosauro e plesiosauro. Il suo pioneristico lavoro contribuì ai fondamentali cambiamenti del pensiero scientifico riguardo alla storia della terra avvenuti all'inizio del diciannovesimo secolo.

Il termine fossile (dal latino fodere, scavare) in paleontologia viene abitualmente usato per indicare resti integri o parziali di organismi un tempo viventi, più in generale viene usato per una qualsiasi testimonianza di vita geologicamente passata (antecedente all'epoca attuale): Resti animali, tra cui ossa, denti, conchiglie; resti vegetali, tra cui foglie, fiori, tronchi, pollini; ma anche i calchi di questi resti animali e vegetali; evidenze di attività vitale (strutture di bioturbazione come tane e orme); tracce legate all'alimentazione (coproliti); ecc.

La scala dei tempi geologici rappresenta un modo per suddividere il tempo trascorso dalla formazione della Terra condiviso dalla comunità scientifica internazionale e in continua evoluzione. Esiste un organismo internazionale delegato alla formalizzazione (quindi alla nomenclatura) di questa scala, l'International Commission on Stratigraphy (Commissione internazionale di stratigrafia) che presiede all'istituzione dei GSSP.

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