The Structure and Distribution of Coral Reefs
Teori pembentukan atol

Ketika kapal HMS Beagle berangkat pada tahun 1831, proses pembentukan atol masih menjadi teka-teki ilmiah. Pengumumam awal tentang pelayaran Beagle, yang dipublikasikan di majalah Athenaeum pada tanggal 24 Desember, menggambarkan investigasi topik ini sebagai “bagian yang paling menarik dari survei Beagle” dengan prospek “banyak tempat tersedia bagi penyelidikan yang bersifat ilmiah, yang lebih dari sekadar pekerjaan surveyor biasa.” Pada tahun 1824 dan 1825, naturalis asal Prancis, Quoy dan Gaimard telah mengamati bahwa organisme koral hidup di kedalaman yang relatif dangkal, tetapi pulau-pulau koral dan atol muncul di lautan dalam. Dalam buku-buku yang dibawa oleh Beagle sebagai referensi, Henry De la Beche, Frederick William Beechey, dan Charles Lyell mempublikasikan temuan dan pendapat mereka, bahwa karang dapat tumbuh di atas gunung atau gunung berapi bawah laut, dengan atol yang berbentuk kawah gunung berapi menjadi dasarnya. Instruksi Angkatan Laut (Admiralty) untuk pelayaran tersebut menyatakan:
Kepulauan koral yang terbentuk secara melingkar di Pasifik sesekali menyediakan pelabuhan yang terlindungi (land-locked harbour) dengan baik, dengan pintu masuk yang cukup, dan akan sangat cocok untuk observasi astronomi yang akurat, yang mungkin diperlukan untuk dilakukan dalam ketenangan tanpa gangguan sedikitpun. Sementara semua ini berjalan dengan tenang, dan penilaian kronometer (chronometers rating) dilakukan, penyelidikan yang sangat menarik dapat dilakukan sehubungan dengan pembentukan terumbu karang ini .... Sebuah teori modern dan sangat masuk akal telah diajukan, bahwa formasi yang luar biasa ini, alih-alih naik dari dasar laut, diangkat dari puncak gunung berapi yang sudah punah.
Sebagai seorang mahasiswa di Universitas Edinburgh pada tahun 1827, Darwin belajar tentang invertebrata laut sambil menjadi asisten peneliti dari ahli anatomi Robert Edmond Grant, dan selama tahun terakhirnya di Universitas Cambridge pada tahun 1831, dia telah mempelajari geologi di bawah Adam Sedgwick. Jadi, ketika Darwin secara tak terduga ditawari tempat dalam ekspedisi Beagle, sebagai seorang naturalis, tawaran ini sangat cocok dengan tujuan FitzRoy yang ingin memiliki pendamping yang mampu meneliti geologi di darat sementara kapal pelengkap melakukan survei hidrografi. FitzRoy memberikan Darwin jilid pertama dari buku Prinsip-prinsip Geologi (Principles of Geology) karya Lyell sebelum mereka berangkat. Pada pemberhentian pertama mereka di daratan di pulau St. Jago pada Januari 1832, Darwin melihat formasi geologi yang dapat ia jelaskan menggunakan konsep uniformitarian Lyell, bahwa proses alami atau "gaya" geologis yang sampai ini masih berlangsung membuat daratan perlahan-lahan naik atau turun dalam jangka waktu yang sangat lama. Darwin kemudian berpikir bahwa ia dapat menulis bukunya sendiri tentang geologi. Buku pertama Lyell memuat garis besar gagasan bahwa atol terbentuk dari kawah gunung berapi, dan buku kedua, yang dikirimkan kepada Darwin selama pelayaran, memberikan lebih banyak rincian. Darwin menerima buku kedua tersebebut pada bulan November 1832.
Terumbu karang terbentuk dari koral yang tumbuh di perairan dangkal.