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在自傳筆記《查爾斯·羅伯特·達爾文》（1809年2月12日 - 1882年）中，他回憶起童年的願望
"我開始收集石頭後不久，也就是9或10歲的時候，我清楚地記得我渴望能夠了解大廳門前每一塊鵝卵石的一些知識——那是我當時最早也是唯一的地質學願望。"
今天，達爾文主要與自然選擇和進化等術語聯絡在一起，但他最初的科學成就和出版物卻是在處理地質學——甚至違背了他自己的先入之見。
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作為愛丁堡大學（1825-1827）的醫學生，達爾文經常參加各種自然科學課程。在這裡，他透過礦物學家羅伯特·詹姆遜教授的講座接觸到了地質學。達爾文認為詹姆遜的教學很枯燥，儘管他早年有收集礦物的雄心壯志，但在大學的剩餘時間裡，他再也沒有積極參加過關於地質學的講座。
後來的劍橋時光更富有成效；他參加了在城鎮周邊地區私下組織的各種地質植物學考察。1831年7月，他參觀了Llanymynech洞穴，靠近他的家鄉什魯斯伯裡，同年8月，從劍橋大學畢業後，在他的導師和朋友，植物學家約翰·S·亨斯洛的推動下，他陪同亞當·塞奇威克教授（1785-1873，被認為是英國地質學奠基人之一，《達爾文通訊專案》討論了這次旅行以及“達爾文地質學入門”）進行了一次北威爾士地質之旅。達爾文在這次旅行中做的二十頁筆記今天儲存在劍橋大學圖書館。在他的私人自傳中，他後來回憶道：“這次旅行在教我如何弄清一個國家的地質情況方面確實很有用……”
當達爾文回到什魯斯伯裡時，羅伯特·菲茨羅伊船長的來信為他提供了一個在“小獵犬號”上擔任紳士同伴的職位。菲茨羅伊本人是一位才華橫溢的業餘地質學家，他正在尋找一位有才華的博物學家，並具有額外的地質學知識，以支援他完成一項個人任務——儘管小獵犬號的航行改善了南美洲的航海地圖，但也可以用來收集聖經洪水的地質證據，當時大多數地質學家都認為這是一個真實的世界性現象。作為歡迎禮物，菲茨羅伊向達爾文贈送了一本查爾斯·萊爾最近出版的“地質學原理”（第一版，1830-1832年）的副本。
達爾文將受到萊爾提出的“緩慢發生”的地質學的強烈影響。他在小獵犬號的第一個停靠站維德角群島（1832年1月16日至2月8日）觀察到被熔岩流包裹並高於海平面的沉積物，但其中的化石與附近海域中的貝殼相似（這意味著環境在很長一段時間內沒有發生實質性變化）。他應用了萊爾提出的原理，並確信地球表面隨時間推移變化緩慢且逐漸，而不是當時許多博物學家所相信的那樣，是由突然的災難性事件（如“聖經洪水”）造成的。
在給姐姐們的信中，達爾文坦言他“真的因為思考我的[地質學]而睡不著覺”。
圖1. 達爾文在1832年看到的聖地亞哥島（今天的聖地亞哥）剖面圖。達爾文是第一個研究維德角群島地質的人（來自達爾文，1876年）。達爾文識別出三個不同的岩層，一個下層系列，由火山角礫岩和岩漿岩脈組成的火山岩（水下沉積），一個帶有化石的石灰岩，最後是一層玄武岩熔岩覆蓋層。受塞奇威克訓練的達爾文注意到先前熾熱的熔岩和較早的冷石灰岩之間的接觸變質作用。
有趣的是，達爾文采用了德國地質學家使用的地質術語來描述野外觀察到的岩石，在這裡，年輕的查爾斯閱讀過的亞歷山大·馮·洪堡著作的強大影響是顯而易見的（公共領域影像）。
1835年2月20日，達爾文經歷了一場強烈的地震，摧毀了智利的瓦爾迪維亞鎮
"我當時碰巧在岸上，正躺在樹林裡休息。它突然來臨，持續了兩分鐘，但時間似乎更長。地面的搖晃非常明顯。"
地震後，達爾文注意到太平洋沿岸隆起的貝殼層，以及這些沉積物與在維德角群島懸崖上觀察到的化石層相似。這些微小的垂直運動的總和是否有可能形成像安第斯山脈這樣高聳的山脈？地球一定非常古老，這樣無數次的地震才有足夠的時間來改變整個地球的表面。
在航行期間（1831-1836），達爾文遇到了各種岩漿和火山產物的露頭，他很快就被這些岩石迷住了。在加拉帕戈斯群島，他仔細研究了熔岩流的粘度
"不同熔岩的流動性程度似乎與它們成分的任何明顯的相應差異不符"
這是一個錯誤的結論，因為熔岩的粘度實際上取決於溶解的二氧化矽的量。然而，他正確地假設，透過重力分離礦物，岩漿的礦物學分異是可能的——這是解釋地球上發現的不同熔岩型別的基本點
"如果我們可以相信，大多數深成岩體在一定程度上已經排出了那些相對較重且易於液化的元素，這些元素構成了輝綠岩和玄武岩系列的岩石，那麼地質學家在比較火山岩和深成岩的成分時所經歷的許多困難，我認為將會消除。"
當時，火山的力學和起源受到了激烈的討論。傑出的德國地質學家利奧波德·馮·布赫認為，火山的形成速度非常快，就像地球地殼上的氣泡：首先，地質力將地面向上推，形成山脈，然後山頂坍塌，熔融岩漿釋放出來，造成災難性的噴發。達爾文不同意這種火山隆起的觀點；部分原因是模型提出了非常快的隆起速率，達爾文從他對與沉積物互層的熔岩流的觀察中確信，火山是由間歇性的小規模噴發形成的。地質觀測再次證明了兩個重要的事實：緩慢而微小的改變，經過漫長的時間，可以完全重塑地球表面。
在小獵犬號航行的五年裡，達爾文寫了1383頁關於地質學的筆記——相比之下，關於植物和動物的筆記只有368頁。
回到英國（1836年）後，達爾文在皇家地質學會上發表了他關於安第斯山脈地質學的首次科學論述，並發表了一些關於在南美洲觀察到的火山現象的初步結果。他對火山學的主要貢獻是後來的兩本書：“珊瑚礁的結構和分佈”，於1842年出版，以及“火山島的地質觀測”，於1844年出版。第一本書涵蓋了太平洋中緩慢下沉的火山島周圍珊瑚礁的分佈、結構和形成，第二本書介紹了訪問過的火山島的描述，如阿森松島、聖赫勒拿島、加拉帕戈斯群島，以及關於南非和澳大利亞地質的簡短通知。
圖2. 根據達爾文，1842年的環礁形成。達爾文提出，具有岸礁的火山島、具有堡礁的島嶼和環礁（即沒有火山島的環狀礁）是一個過程的不同階段，受下沉和珊瑚礁生長的控制。這個著名的概念是基於對珊瑚礁的表面檢查以及對不同發展階段的島嶼和環礁的比較（公共領域影像）。
1846年，他出版了“南美洲觀測”，這本書涵蓋了達爾文探索和研究最多的那個大陸。
達爾文還發表了一些關於航行期間遇到的其他地質學主題的次要論文（更不用說“小獵犬號航行動物學”中專門介紹收集到的化石遺骸的卷冊）。1846年，一篇關於福克蘭群島地質學的描述，1838年一篇關於南美洲火山現象的描述，1841年一篇關於在南美洲發現的漂礫和沉積物分佈的描述，以及1845年一篇關於在橫渡大西洋的船隻上發現的、被風輸送的塵埃的觀測。
1838年7月，他參觀了蘇格蘭的格倫羅伊，並發表了他對那裡山坡上發現的平行階地起源的看法。根據他在南美洲的觀察，他提出了階地的海洋起源，認為其是今天消失的古代海岸線。根據他的假設，在山谷底部發現的孤立的大型巨石是冰山運輸的碎屑的遺蹟。1833年1月，在小獵犬號對火地島進行勘測期間，達爾文首次遇到了冰川。他將它們描述為美麗的“綠柱石藍色”，並注意到從冰川末端落入海中的冰形成了冰山，這些冰山經常包含並運輸岩石和碎屑。當冰融化時，碎屑被釋放並沉積在被淹沒的山谷底部。對於達爾文來說，火地島的海峽是很久以前蘇格蘭山谷的現代等價物。
圖3. 來自A.R.華萊士的“島嶼生命”（1880年）的“帶有冰磧的冰川”，公共領域影像。
在“關於格倫羅伊平行道路以及蘇格蘭洛克哈伯其他地區的觀測，並試圖證明它們是海洋起源”出版兩年後，一個關於冰河時代的新理論將階地歸因於古代冰川湖的岸線，這些冰川湖被古代冰川阻塞，就像當時在歐洲阿爾卑斯山觀察到的例子一樣。
在這些出版物之後，達爾文很快放棄了他的“地質學階段”，並退出了積極的地質學研究。1842年，他參觀了北威爾士的Cwm Idwal，這是他在疾病迫使他過上表面平靜的鄉村生活之前的最後一次地質考察。
地質學在達爾文的生活和科學工作中發揮了重要作用：火山的形成、珊瑚礁的緩慢下沉、地震使安第斯山脈隆起、南美洲現代物種的化石親戚，這些地質觀測使達爾文掌握了他的科學理論所需的兩個基礎：深邃的時間和地球本身緩慢但永恆的變化。
如果地質學能夠在如此長的時間內進行如此深刻的改造，那麼生物學也必須如此，才能適應並生存於不斷變化的環境中。
參考文獻
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線上資源
倫敦達爾文專案 (2009): 查爾斯·達爾文：倫敦市中心的 genius。 (訪問日期 2011年2月12日)
查爾斯·達爾文線上全集 (2010): 小獵犬號航行地質學。 (訪問日期 2011年2月12日)