האטון לא נישא מעולם, אולם נולד לו בן – ג'יימס סמיטון האטון (James Smeaton Hutton), ככל הנראה בשנת 1747. הוא לא שמר על קשר עם בנו, שהיה בבגרותו פקיד דואר בלונדון ואב ל-5 ילדים, אך העניק לו סיוע כלכלי. החל משנת 1791 היה האטון נתון להתקפים חוזרים ונשנים של אבנים בשלפוחית השתן. ההתקף הראשון נפתר באמצעות ניתוח, אולם משנת 1794 רותק האטון לביתו, והמשיך בכתיבתו המדעית עד יומו האחרון. ביום זה עוד הספיק האטון לציין את הערותיו על כמה ניסיונות שנעשו בתקופה זו ליצירת מינוח מינרלוגי, ובו בערב נתקף רעד וחוסר נוחות שקדמו למותו.
האטון לא הותיר צוואה ולכן עברו נכסיו וחוותיו לאחותו איזבלה. היא הציעה דגימות גאולוגיות שאסף אחיה לג'וזף בלק, שהעניק אותן לחברה המלכותית של אדינבורו בתנאי שיקוטלגו וישומרו כהלכה. דגימות אלה נמסרו כעבור שנים למוזיאון האוניברסיטה של אדינבורו – שם אצר אותן הגאולוג וחוקר הטבע רוברט ג'יימסון (Robert Jameson). האוסף הוצג במשך זמן מה, אבל בסופו של דבר נעלם ולא נותר ממנו זכר.
מחקריו.
גאולוגיה.
תהליכים מחזוריים.
האטון, שאיבד כנראה את האמונה הנוצרית שלו בשלב מוקדם של חייו, נחשף לעקרונות הדאיזם בעקבות היכרותו עם מקלורין. לתפיסתו של האטון, העיצוב האלוהי התבטא בטבע עצמו, גם בעיצוב ובתפקוד של אורגניזמים וגם באופן בו היה כדור הארץ מתוכנן – באמצעות אוויר, מים, קרקע, בעלי חיים וצמחים – לקיום אנושי. אולם נראה בבירור כי הקרקע נשטפת בקביעות אל הים, ומאחר והיא חיונית לאדם היא התחדשה באופן כלשהו. כדאיסט יכול היה האטון להביט בהרחבה על הזמן: כדור הארץ עשוי להיות בן מיליונים של שנים, אבל במקרה כזה האדמה הטובה הייתה נשחקת לחלוטין ומורבדת על קרקעית הים. על כן תהה האטון כיצד יכולה להיווצר אדמה גבוהה שתישחק ותיצור קרקע חדשה. את הדרך לתשובה סללו חבריו: ג'וזף בלק ערך ניסויים בחום ואילו ג'יימס ואט עסק בשיפור מנוע הקיטור של תומאס ניוקומן. יש מקום לסברה כי הם היו המקור למחשבה על חום כסיבה לשינויים גאולוגיים.
תאוריות על היווצרות סלעים.
סלעים געשיים נחשבו בעבר לכאלה שנוצרו בסביבה ימית. לרעיון זה היו מקורות תאולוגיים מושרשים בסיפור המבול. דמות מפתח באסכולת המוצא הימי היה אברהם גוטלוב ורנר, שייחס חשיבות מועטה בלבד להרי געש, והתייחס אליהם כאל תופעה מקרית ומאוחרת להשקעה הימית. הוא הציע תאוריה לפיה בתחילת דרכו היה כדור הארץ כולו מכוסה מים, ושכבות הסלעים שאנחנו מכירים היום נוצרו במקור מהצטברות של מינרלים על קרקעית הים, תהליך שנפסק לאחר שהיבשות התרוממו. על פי התאוריה ככל שהשכבה עתיקה כך היא קשה יותר. מכך המסקנה שגרניט (שהוא סלע יסוד) הוא סלע משקע עתיק מאוד. סימן נוסף לגיל השכבה היא הימצאות מאובנים: ככל שיש יותר מאובנים, כך השכבה צעירה יותר. תומכי השיטה טענו כי בבזלת התגלו מאובנים. התאוריה של ורנר נקראה נפטוניזם, על שם נפטון – אל הים במיתולוגיה הרומית.
האטון יצא נגד הנפטוניזם בתאוריה משלו שכונתה פלוטוניזם, על שם פלוטו – אל השאול במיתולוגיה הרומית. ביסוד השקפתו נמצאה ההנחה כי התהליכים המעצבים את פני כדור הארץ הם איטיים ואחידים: הרים נוצרו באיטיות על ידי התכה איטית של חומר במעמקי האדמה, נסחפו והורבדו במעמקי הים כסלעי משקע שהתרוממו והפכו לאדמה יבשה. תהליך זה, לדבריו, נמשך כל העת ואורך זמן רב ביותר, והוא ניסח אותו בעקרון האחידות. חסידי האטון, שנקראו "פלוטוניסטים", האמינו כי הסלעים נוצרים בתהליכים געשיים מהתמצקות של לבה הפורצת מהרי געש, וראו בהיווצרות בזלת וגרניט הוכחה להמסת סלעים בטמפרטורות גבוהות בתוך כדור הארץ, וכמו כן טענו כי הבזלת נוצרה מהתקררות לבה ולא מהשקעה של מינרלים וכי המבנים שנתגלו בה אינם מאובנים כפי שטענו חסידי הנפטוניזם.
עבודה השוואתית על שתי התאוריות פורסמה על ידי ג'ון פלייפייר בשנת 1802.
התאוריה המודרנית תומכת בעיקר בתאוריה הפלוטוניסטית, אבל גם משלבת בין שתי התאוריות. התאוריה המודרנית על היווצרות סלעי משקע דומה למדי לתאוריה הנפטוניסטית.
החיפוש אחר ראיות.
בחודש ספטמבר 1785 יצא האטון לסיור בהרי גרמפיאן (Grampian Mountains) בהיילנדס הסקוטיים במטרה למצוא את הקשר בין גרניט לבין הסלעים אליהם חדר הגרניט בעודו מותך. ג'ון קלרק (John Clerk of Eldin), חברו של האטון ודוֹדוֹ של ג'יימס קלרק מקסוול, התלווה אליו ויצר רישומים של התצפיות. האטון קיווה למצוא את הראיות שביקש מערבית לגוש הגרניט של אברדין, אולם בעקבות מידע שקיבל פנו השניים לגלן טילט (Glen Tilt), שם מצאו מחשופים של עורקי גרניט שחצו את סלעי הסביבה – אבן גיר וצפחה.
לשמע קריאות הצהלה של השניים השתכנעו המדריכים שליוו אותם כי מה שגילו היה לכל הפחות עורקי כסף או זהב. האטון עקב אחר עורקי הגרניט עד למסה גרניטית גדולה מצפון לגלן טילט, ושמח בשל העובדה כי גילוי זה מאשר את הניבוי הנובע מהתאוריה שפיתח ובשל העובדה כי הגאומטריה של העורקים תאמה את חדירתו של גרניט מותך מן המסה הגדולה אל תוך סלעי הסביבה והתקררותו, ולא מתגובת שיקוע בתוך המים כפי שהאמינו אחרים בעת ההיא. היה בכך גם אישור כי הגרניט חייב להיות צעיר יותר מהסלעים לתוכם חדר. הוא המשיך לחפש ומצא מחדר דומה של סלע געשי בסלע משקע בצוקי סולסברי, במקום הנקרא "קטע האטון". דוגמאות נוספות נמצאו בשנת 1786 בגאלווי (Galloway – המחוז הדרום מערבי ביותר של סקוטלנד) ושנה מאוחר יותר באי אראן (Isle of Arran – אי במפרץ קלייד מערבית לגלאזגו) ב-1787.
הוכחה נוספת לכך שתהליכי יצירת הסלעים הם תהליכים מתמשכים ואינם, כפי שטענו הפלוטוניסטים, תהליכים שהסתיימו, מצא האטון בתופעת אי התאמות זוויתיות (אי התאמה המתאפיינת בנטייה שונה של השכבות מעל ומתחת למישור אי ההתאמה). ההסבר המקובל גם במחקר המודרני הוא שהנטיה השונה של השכבות מעל מישור אי ההתאמה מעידה על היווצרותן במועד מאוחר לאחר שהשכבות מתחת למישור אי ההתאמה כבר עברו תהליכי הטיה, ולכן על כך שתהליך יצירת הסלעים אינו אירוע חד פעמי. על קיומן של אי התאמות זוויתיות דיווחו כבר ניקולאוס סטנו וגאולוגים צרפתים, כמו גם המדען השווייצרי הוראס-בנדיקט דה סאסור (Horace-Bénédict de Saussure), שפירשו אותן במונחים של נפטוניזם כ"תצורות ראשיות". האטון רצה לבחון תצורות כאלה בעצמו ולראות את "הסימנים המיוחדים" של היחסים שבין שכבות הסלע. במסע שערך לאראן הוא מצא את הדוגמה הראשונה שלו באחד המקומות שנקראו על שמו: אי התאמה על שם האטון צפונית לנקודת ניוטון (Newton Point) בסמוך ללוכרנזה (Lochranza), אך התצפית במקום הייתה מוגבלת ועקב כך התנאים של השכבות התחתונות לא היו מוחוורים לו מספיק, והוא טעה לחשוב שהשכבה הייתה אחידה בעומק שמתחת למחשוף. מאוחר יותר באותה שנה הבחין האטון באי התאמה נוספת, שכונתה בהמשך כאי התאמה על שם האטון באינצ'בוני שבג'דבורו (Jedburgh), בשכבות של סלע משקע.
כפי שמוצג בתמונות משמאל, גריוואקה בשכבות הנמוכות של פני הצוק נוטות אנכית בזווית הקרובה לישרה, ומעל שכבת ביניים של קונגלומרט מונחות שכבות אופקיות לחלוטין של אבן חול אדומה. מאוחר יותר כתב האטון: "שמחתי במזלי הטוב כשנתקלתי בחפץ כה מעניין בתולדות הטבע של הארץ, ואשר חיפשתי אחריו זמן רב לשווא". באותה שנה מצא האטון אותו צירוף בנהר טוויאוט.
באביב 1788 יצא האטון למסע עם ג'ון פליפייר לחוף ברוויקשייר ומצא דוגמאות נוספות לצירוף זה בעמקים של טור ופיז ברנס (Tour and Pease Burns) בסמוך לקוקברנספאת (Cockburnspath). השניים השתתפו בהפלגה בספינה מדנגלס ברן (Dunglass Burn) מזרחית לאורך החוף ביחד עם הגאולוג סר ג'יימס הול (James Hall) מדנגלס (Dunglass). הם מצאו אותו רצף בצוק מתחת לסנט הלנס (St. Helens), ואחר-כך, מעט מזרחה לסיקר פוינט, מצאו את מה שהאטון כינה "ציור יפהפה של מפגש זה שנשטף על ידי הים". מאוחר יותר כתב פלייפייר על אותה חוויה: "המחשבה מסתחררת במבט כה רחוק אל תוך תהום הזמן". כשהמשיכו לאורך החוף הם מצאו תגליות נוספות, כולל חלקים משכבות אופקיות שהראו סימני גלים, שגרמו להאטון סיפוק גדול ואישוש להשערה שלו ששכבות אלו הורבדו אופקית במים. הם מצא גם קונגלומרט בגבהים שהוכיחו את היקף הסחיפה של השכבה, והאטון אמר על כך: "מעולם לא היינו אמורים לחלום על מפגש עם מה שאנו תופסים כעת".
האטון טען שהיו חייבים להיות כמה מחזורים – שכל אחד מהם כולל השקעה על קרקעית הים, הרמה תוך כדי שיפוע וסחיפה ואז שוב אל קרקעית הים – על מנת שיורבדו שכבות נוספות, ויכולים להיות מחזורים רבים לפני כן על-פני היסטוריה ארוכה ביותר. במאמר שהציג ב-1788 לחברה המלכותית של אדינבורו ציין האטון: "איננו מוצאים שום זכר לראשית, שום סיכוי לאחרית" (We find no vestige of a beginning, no prospect of an end) – ביטוי שהתייחס באופן מיוחד למחזור הסלעים ולדימוי הטבע המחזורי של התהליכים הגאולוגיים. שורה בלתי נשכחת זו צוטטה בשיר מ-1989 "No Control" מאת הפזמונאי וסולן להקת בד רליג'ן גרג גרפין (Greg Graffin), המשמש כמרצה למדעי החיים ופלאונטולוגיה באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס.
"תאוריה של הארץ".