有关地球起源、年龄与成分，有关地壳、地层，有关地震、火山、火山口与化石的研究，仍然受到神学禁忌的阻碍。化石一般被解释为：在据说曾经淹没地球的诺亚洪水后，由退却的海水在陆上留下的海中有机体的遗骸。1721年，瓦利斯涅里在一篇论文中指出，一场短暂的洪水无法说明如此广泛的海中构成物的蕴藏。安顿·莫罗在其著述中则认为，那些化石是海中火山爆发抛掷出来之物。地球原先为水覆盖，后为地下之火迫使底下的陆地高出退却的海洋，因而产生山脉与大陆。
马耶去世时（1738年）留下一份手稿，于1748年印行，其名为《特里艾莫》，或《一位印度哲学家与一位法国传教士的对话录》。他的观点由一位印度圣哲之口道出，但《特里艾莫》不久即显现为“马耶”拼写的颠倒。该书激起的暴风雨，也许已经调和了作者死得其时。依据他的理论，陆地、山脉与化石并非由火山爆发，而是由曾一度包覆地球的海水逐渐消退造成。他主张，陆地的一切动植物由相关的海中有机体演化而来；男人、女人的确像青蛙一般，由已经失去尾巴的雄人鱼与美人鱼演进而来。海水的退却由蒸发引起，这一蒸发每千年会使海平面降低约3英尺。马耶警告我们说，海洋到最后会完全干燥，这时，地下之火将会涌出表面，进而焚毙一切生物。
《特里艾莫》出版后一年，布丰发表他的《地球理论》（1749年），此时他42岁，这篇文章与他71岁时写的《自然世纪》（1778年）是对这一门年轻科学极具权威贡献的两篇文章。他以笛卡儿的谨慎开始，假定世界首由上帝推动。然后《地球理论》一书即对宇宙事件做一番纯粹自然的解释。布丰比最新的宇宙开创论早两个世纪，主张各行星的源起均为受到某一强大的彗星的冲击或吸力而从太阳分离的碎块。因此，各行星起初均为融化的、明亮的大块物，有如今日的太阳，但它们在太空的寒冷中渐渐冷却、变暗。《创世记》所说的创造之“日数”必须作“纪元”解释。在这些纪元中我们可以标出7个：
一、地球由于本身旋转的结果而造成球形，其表面慢慢冷却（3000年）。
二、地球凝结为一固体（3.2万年）。
三、其蒸汽层凝缩构成全球性的海洋（2.5万年）。
四、此海洋之水由于透过裂隙进入地壳，造成退却，因而留下植物在地表上，及化石在陆地上各个不同的高度（1万年）。
五、陆地动物出现（5000年）。
六、海洋的消沉使西半球与东半球分离、格陵兰与欧洲分离、纽芬兰与西班牙分离，并留下显然升起于海面的许多岛屿（5000年）。
七、人类的发展（5000年）。
布丰把这7个纪元加起来的结果为8.5万年。他对地质学家认为地球历史为4万亿年这一卓越想象，将感到惊讶。
布丰以研究化石骨骼，并从而推论出有机生物的连续纪元而建立了化石学。他的《自然世纪》开首文字表现出他的透视力与文体风格：
就像在文明史中我们审查名称，研究硬币、奖牌，译明古代碑文，以决定人类革化的纪元并确立社会史中各个事件的日期一样，在自然史中，我们更须发掘世界的档案，从地球的脏腑中抽取老旧的纪念碑，收集它们的残余物，并将可以使我们追溯到自然的各个不同纪元中的一切物理变化的象征，通通收入证据堆里。这是在太空的浩瀚中确定某些点，及在时间的永恒路线上摆放一些里程碑的唯一方法。过去好比是距离：设若历史与编年纪不在最晦暗的某些点上摆设几座灯塔与闪光信号，则我们的视域便会减却，并终告丧失。
然后，在晚年才走到化石学上的他这样写道：
我怀着遗憾离开这些迷人的东西，这些古自然的珍贵纪念碑，我这老迈之年已使我没时间充分地检查，而从中抽出我拟想，但只基于假设、在这份工作上没有地位的结论。我在结论中视为法则的，在于只提出基于事实的真理。在我之后还有其他来者。
《自然世纪》是18世纪最重要的书籍之一。布丰注重对文体的雕饰，以至（如果我们相信他）改写其中一些段落达17次之多。他同时注入一切的想象力，使他越过6000年的鸿沟，似乎在描写他思想的建构，有如展露在他眼前的许多事件。格里姆欢呼此书为“哲学敢予激发的最为壮丽的诗歌之一”，居维叶也宣布此书为“以真正壮丽的文体写成，而为布丰所有著作中最有价值的一”。
其时，谦虚的学子也在试图绘制土壤中各种矿物的成分图。盖塔尔以《矿物学备忘录及其图表》（1746年）赢得科学院的赞扬。在以地质学调查法首度尝试之际，他在法国发现一些死火山；他把周遭的堆积物解释为凝固的岩浆，而热泉则是这些火山势力的最后阶段。里斯本的地震激发了约翰·米契尔草拟《论地震的原因与现象》（1760年）一文。他主张地震是由于地下火、水的突然接触，产生膨胀性的蒸发，这一蒸发经火山与裂隙而找到一些出口，但若无路可逃时，便会引起地表的颤动。这些地波，埃佩认为，可被标出而找到地震的震源。因此，仍属年轻的地质学，也顺带催生了地震科学。
地层学也成了一门学科：人们迷惑于地壳中有关地层的起源、成分与先后。斯特雷奇向皇家学院提出一篇名为《萨默塞特郡孟蒂煤矿中观察到的地层的奇异描写》的报道（1719年）。1762年，斐歇尔印行一张详细的地质图，描述图林根土壤的9种“构造”，从而建立一个地层的概念，一个连续的地层代表一个地质时代。
与之相反，在弗赖堡矿物学校执教达42年之久的沃尔诺主张“水成论”的观点：大陆、山脉、岩石与地层都由水的行动，由曾经是全球性海洋的消退——有时缓慢，有时剧变——产生。岩石是消退的海洋弄干的坠落物与沉淀物，地层则为这一消退的时期与堆积物。
詹姆斯·胡顿进一步解释地球的变迁。他1726年生于爱丁堡，后来成为苏格兰启蒙运动显赫人物中的一员——休谟、约翰·霍姆、凯姆斯爵士、亚当·斯密、罗伯逊、哈奇森、马斯基林、麦克劳伦、普莱费尔及约瑟夫·布莱克。他从医学转攻化学，再攻地质学，不久即得出结论，地球的历史要比神学家认为的6000年多好几倍。他观察到风与水正在慢慢侵蚀山脉，并将它们推成平原，数以千计的小溪流载运物质流入大河流，再流入海洋。倘若这一过程无限继续下去，则各海洋的贪婪之身或肆威之爪终会吞噬整个大陆。几乎所有地质的构造都可能从这些缓慢的自然运作造成，如任何崩蚀的田地或蚕食而来的海洋，或锲而不舍地挖掘自己的河床并在岩石与土壤构成的地层上留下日渐降低的平面记录的任何河流。胡顿认为，这一缓慢的变化，是地球变形的基本原因。“在解释自然时，”他主张说，“我们不能引用对地球显得不自然的任何力量，也不得承认除非我们懂得其中原理的任何行动，同时为了解释一种普遍现象，我们也不得坚持任何特殊事件。”
但如果这种侵蚀一直进行数百万年之久，为何尚有大陆留下？据胡顿说，这是因为聚集在海底的侵蚀物，会受到压力与热的左右；这些侵蚀物在海底融合、凝固、扩张、堆积，然后浮出海面构成岛屿、山脉与大陆。地热的存在可由火山的爆发获得证明。这样，地质的历史是一个循环过程，一种反复将大陆投入海洋，再转而从那些海洋中升起新大陆的庞大缩伸过程。后来的学者把胡顿的理论定名为“岩石火成论”，以其依赖热的作用之故，或定名为“海神论”，以其从古代冥府之王普鲁托得名。
胡顿自己先是犹豫不敢出版他的观点，因为他知道这些观点不但会受到《圣经》信仰者的反对，也会受到水成论者同样尖锐的攻击。爱丁堡大学的自然哲学教授罗伯特·詹姆森是水成论者的热心辩护人。胡顿起初只将理论解释给少数朋友，后来经他们催促之下，才于1785年向刚成立的爱丁堡皇家学院宣读有关论文。1793年以前的批评，尚还温文有礼，但那年他便遭受都柏林一位矿物学家激烈的攻击。他以出版《地球理论》（1795年）这本传统的地质学著作作为回答。两年后他便告逝世。缓慢的过程造成巨大的变迁这一观念，经过普莱费尔明白晓畅的《胡顿理论的说明》一书（1802年），转而进入其他科学，并为欧洲铺路，使达尔文将这一观念应用在物种的起源和人类的起源之上。
