Hans doktoravhandling (1891) er en banebrytende og fremdeles gyldig teori om landskapsforming med bresjøer, eller : Isbreer som utgjorde rester av innlandsisen demmet opp vann til sjøer som virket landskapsformende. I forbindelse med dette foreslo han at steinalderfunnene fra Nøstvet i Akershus var spor etter en bosetning i eldre steinalder. Hansen ble dermed den første som forsto at det fantes en befolkning fra denne perioden i Norge. Hansen publiserte også botaniske arbeider.