ג'יימס האטון
מחקריו > גאולוגיה > "תאוריה של הארץ"

להאטון היה אם כן שפע של רעיונות כיצד להסביר את תצורות הסלעים שראה סביבו. עם זאת, כפי שתיאר פליפייר, "הוא לא נחפז לפרסם את התאוריה שלו; מאחר שהיה מאלה הנהנים יותר מהתעמקות באמת, מאשר משבחים על גילויה". רעיונות תאורטיים אלה גובשו עוד ב-1760, ורק 25 שנים אחר-כך, הוקראה המסה שלו "תאוריה של הארץ; או חקירה של החוקים הניתנים לצפייה בהרכבה, התפרקות ובנייה מחדש של האדמה על פני הגלובוס" בשני חלקים, בפגישות של החברה המלכותית של אדינבורו. את החלק הראשון הקריא ידידו ג'וזף בלק ב-7 במרץ 1785, ואת החלק השני הקריא הוא עצמו ב-4 באפריל 1785. לאחר מכן הקריא האטון תקציר של עבודת המחקר שלו "בנוגע למערכת הארץ, משך חייה, ויציבותה" בפגישה של החברה ב-4 ביולי 1785, שאותו הדפיס והפיץ באורח פרטי. בעבודה פירט את התאוריה שלו כדלהלן:
החלקים המוצקים של האדמה נראים כיום באופן כללי כמורכבים מתוצרי הים ומחומרים אחרים הדומים לאלה שניתן למצוא היום בחופים. לפיכך אנו מוצאים סיבה להניח:

ראשית, שהאדמה עליה אנו נשענים אינה פשוטה או מקורית, אלא היא תרכובת ונוצרה בפעולה של גורמים שניוניים.

שנית, שלפני היווצרות האדמה הנוכחית, התקיים עולם המורכב ממים ואדמה בו היו גאות ושפל וזרמים, עם פעילות על קרקעית הים כמו זו המתרחשת עתה. וכן,

לבסוף, שבעת שנוצרה האדמה הנוכחית על קרקעית האוקיינוס, קיימה האדמה הקודמת צמחים ובעלי חיים; לכל הפחות הים היה אז מאוכלס בבעלי חיים, באופן דומה למתרחש כיום.

לפיכך אנו חייבים להסיק, כי מרבית האדמה שלנו, אם לא כולה נוצרה בפעולות שהן טבעיות לגלובוס זה; אבל שכדי להפוך אדמה זו לגוף קבוע, כך שתעמוד בפני פעולות המים, נדרשו שני דברים;

ראשית, ההתגבשות של מסות שנוצרו על ידי צבירים של חומרים רופפים או בלתי רציפים;

שנית, ההתרוממות של חומרים מלוכדים אלה מתחתית הים, המקום שבו הם נצברים, אל העמדות בהן הם מצויים כיום מעל פני האוקיינוס.
רעיונותיו של האטון הדהימו את הקוראים ביחס לדעות ששררו באותה עת. עד פרסומם כבר נצבר ידע רב על סלעים, שכבות סלע ומאובנים, אבל עושר המידע הזה לא הפך לתאוריה כללית ומעשית של הגאולוגיה. משימה כזו סוכלה על ידי האמונה המקובלת כי כדור הארץ נוצר רק לפני כ-6,000 שנים, בהתאם לסיפורי הבריאה בספר בראשית, וכי סלעי המשקע בכל העולם נוצרו כאשר כמות עצומה של מינרלים הושקעה על ידי מי המבול. תהליכי שחיקה כבר היו ידועים, אבל לא היה שום הסבר מקביל ליצירת שטחי האדמה, בניגוד להרס שלהם על ידי בליה. חשיבות היווצרות סלעים באמצעות געשיות ותהליכים תוצרי-חום אחרים בקרום כדור הארץ הוכרה באופן חלקי בלבד, וכן לא הוכר כלל קיומם של סלעי יסוד וסלעים מותמרים.
רעיונות אלה היו מנוגדים בתכלית לתאוריות בנות-זמנו. האטון טען כי סלעים רבים אכן נוצרו על ידי השקעה, כלומר חלקיקי סלע נשטפו מהאדמה אל האוקיינוסים, הצטברו על קרקעיתם והתמצקו לסלעים. אולם, עמדתו הייתה כי התמצקות הסלעים נבעה לא מהשקעה מתוך תמיסה מימית אלא כתוצאה מלחץ וחום – הסבר שנותר תקף גם במחקר המודרני. האטון הוסיף כי בליה ושחיקה יצרו משטחים חדשים באמצעות געשיות ותהליכים אחרים המונעים בחום הפנימי של כדור הארץ שהביאו סלעים חדשים לפני השטח. הרים חדשים אלה וצורות נוף אחרות נשחקו בתורן והושקעו בתוך הים, משם יכלו להידחף אל פני השטח וליצור משטחים חדשים באמצעות תהליכים מונעי-חום מפנים כדור הארץ.
לתפיסתו, מכלול תהליכים גאולוגיים אלה יכול להסביר באופן מלא את צורות הנוף הנוכחיות בכל רחבי העולם, וכי ההסבר המקראי לא היה נחוץ בעניין זה. לבסוף, הוא ציין כי תהליכי השחיקה, ההשקעה, ההרבדה וההרמה היו מחזוריים, ובוודאי חזרו על עצמם פעמים רבות לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ. הוא אף הצהיר, כי בהתחשב במשך הזמן הנחוץ לכל אחד ממחזורים אלה – הרי שכדור הארץ חייב להיות עתיק לאין שיעור.
בעקבות ביקורת, במיוחד של המדען האירי ריצ'רד קירוואן (Richard Kirwan) שטען בין השאר כי האטון הוא "אתאיסט ודל-הגיון" ואף כינה את תורתו "אקסצנטרית" ו"פרדוקסלית", החליט האטון להדפיס גרסה של התאוריה שלו בשני כרכים ב-1795, המכילים את עיקרי התאוריה מ-1788 וחומר רב נוסף שנלקח ממאמרים קצרים שפרסם בנושאים שונים, כדוגמת מקור הגרניט. שני הכרכים כללו סקירה של תאוריות חלופיות, כגון אלו של התאולוג האנגלי תומאס ברנט (Thomas Burnet) וז'ורז'-לואי לקלרק דה בופון, וכן סיכום השקפותיו ועדויות רבות מתצפיותיו לתמיכה במסקנותיו. כרך שלישי שהיה נחוץ להשלמת התאוריה נותר בכתב-יד ולא הושלם עד מותו.
הגם שמדענים באירופה נטו לקבל את הרעיונות החדשניים, ההשפעה המיידית שלהם הוקהתה בשל כתיבתו המסורבלת של האטון. בשנת 1802 פרסם ג'ון פלייפייר עבודה בשם "Illustrations of the Huttonian Theory of the Earth", שכללה תמצית ברורה לעבודתו של האטון בתוספת תצפיות משלו – פרסום שביסס את עקרון האחידות כאבן-פינה למדע הגאולוגיה. תרומה נוספת לביסוס תורתו של האטון התגלמה בעקרונות הגאולוגיה – ספר בן 3 כרכים שפרסם צ'ארלס לייל בשנים 1830–1833, ובו סיכם את עקרון האחידות בביטוי: ההווה הוא המפתח לעבר.