Тем временем более скромные студенты пытались составить схему распределения минералов в почве. Жан Геттар заслужил похвалу Академии наук своими «Мемуарами и картами минералогии» (1746). Во время этой первой попытки геологического исследования он обнаружил потухшие вулканы во Франции; он объяснил окружающие отложения как застывшую лаву, а горячие источники — как последние стадии этих вулканических сил. Лиссабонское землетрясение подтолкнуло Джона Митчелла к написанию «Эссе о причинах и явлениях землетрясений» (1760); он предположил, что они происходят из-за внезапного контакта подземного огня и воды, в результате чего образуются экспансивные испарения; они находят выход через вулканы и кратеры, но когда такие выходы недоступны, они вызывают толчки на поверхности земли; эти земные волны, Митчелл предположил, могут быть построены, чтобы найти очаг землетрясения. Так геология, еще молодая, дала начало науке сейсмологии.
Стратиграфия тоже стала специализацией: люди ломали голову над происхождением, составом и последовательностью пластов в земной коре. Угольные шахты открывали возможности для таких исследований; так, Джон Стрэчи представил Королевскому обществу (1719) «Любопытное описание пластов, наблюдаемых в угольных шахтах Мендипа в Сомерсетшире». В 1762 году Георг Кристиан Фюхсель выпустил первую подробную геологическую карту, описывающую девять «формаций» в почве Тюрингии и устанавливающую концепцию формации как последовательности пластов, коллективно представляющих геологическую эпоху.
Соперничающие теории боролись за причины возникновения таких образований. Абрахам Вернер, который в течение сорока двух лет (1775–1817) преподавал во Фрайбергской горной школе, сделал свою профессорскую кафедру популярным местом для изложения «нептунистской» точки зрения: континенты, горы, скалы и пласты возникли под действием воды, в результате оседания — иногда медленного, иногда катастрофического — некогда единого океана; скалы — это осадки или отложения минералов, оставшихся сухими после отступления моря; пласты — это периоды и отложения этого отступления.
Джеймс Хаттон добавил огонь к воде в объяснение превратностей Земли. Он родился в Эдинбурге в 1726 году и стал одним из тех замечательных людей — Юм, Джон Хоум, лорд Кеймс, Адам Смит, Робертсон, Хатчесон, Маскелайн, Маклаурин, Джон Плейфэр, Джозеф Блэк, — которые составляли шотландское Просвещение. Он перешел от медицины к химии и геологии и вскоре пришел к выводу, что для истории нашего земного шара потребуется во много раз больше шести тысяч лет, чем допускают богословы. Он отметил, что ветер и вода медленно размывают горы и сбрасывают их на равнины, а тысячи ручьев переносят материал в реки, которые затем несут его в море; пусть этот процесс продолжается бесконечно, и хватающие фигуры или яростные когти океанов могут поглотить целые континенты. Почти все геологические образования могли возникнуть в результате таких медленных природных процессов, какие можно наблюдать на любой размывающейся ферме или в наступающем море, или на любой реке, которая с терпеливым упорством роет себе русло, оставляя следы своего падения на пластах горных пород и почвы. Такие постепенные изменения, по мнению Хаттона, являются основными причинами земных преобразований. «При интерпретации природы, — считал он, — нельзя использовать силы, которые не являются естественными для земного шара, нельзя допускать никаких действий, кроме тех, принцип которых нам известен, и нельзя утверждать никаких экстраординарных событий для объяснения обычных явлений».
Но если такая эрозия происходила на протяжении тысячелетий, почему остались континенты? Потому что, говорит Хаттон, выветренный материал, скапливаясь на дне моря, подвергается давлению и нагреванию; он сплавляется, уплотняется, расширяется, поднимается, выходит из воды, образуя острова, горы, континенты. О том, что существует подземное тепло, свидетельствуют вулканы. Геологическая история, таким образом, — это процесс кровообращения, огромная систола и диастола, которая неоднократно выливает континенты в моря, а из этих морей поднимает новые континенты. Позднее студенты назвали теорию Хаттона «вулканизмом», поскольку она зависела от воздействия тепла, или «плутонизмом», от имени древнего бога подземного мира.
