Hành trình thứ hai của tàu HMS Beagle
Chuyến hành trình > Khảo sát Nam Mỹ > Phát hiện hóa thạch

Sau những cơn bão, Beagle đến Montevideo vào ngày 26 tháng 7 năm 1832 và xem xét lại các đồng hồ hàng hải. Các nỗ lực lấy thông tin tại Buenos Aires bị các quan chức ở đây khước từ, FitzRoy chấp thuận yêu cầu điều động các thuyền viên của tàu (gồm cả Darwin) chiếm đóng một pháo đài ở Montevideo một khoảng thời gian ngắn nhằm trấn áp một cuộc cách mạng tại đây. Vào ngày 22 tháng 8, sau khi chưng cầu ý kiến ở vịnh Samborombón, Beagle bắt đầu công tác khảo sát dọc bờ biển từ Cape San Antonio, tỉnh Buenos Aires, Argentina.
Tại Bahía Blanca, ở phía nam của tỉnh Buenos Aires hiện tại, Darwin đi ngựa vào Patagonia với các cao bồi gaucho: ông đã chứng kiến họ sử dụng bola (một loại vũ khí gồm hai hòn đá buộc vào các đầu dây để liệng và bắt thú) để hạ gục "đà điểu" (Đà điểu Nam Mỹ) và ăn armadillo nướng. Với FitzRoy, ông đã được tận hưởng "một chuyến du ngoạn bằng tàu rất dễ chịu quanh vùng vịnh" vào ngày 22 tháng Chín, và cách khoảng mười dặm (16 km) nơi họ đậu tàu ở Punta Alta. Trong các vách đá thấp gần điểm Darwin đã tìm thấy những mảng cuội kết chứa nhiều vỏ sò, răng và xương hóa thạch của các loài thú có vú khổng lồ tuyệt chủng nằm ở tầng địa chất gần một lớp đất với vỏ sò và hóa thạch armadillo, gợi ý cho ông rằng sự trầm tích ở đây xảy ra từ từ chứ không phải do các thảm họa vĩ mô (như núi lửa phun trào hay thiên thạch va chạm). Với sự giúp đỡ (có thể là từ cậu thủy thủ trẻ kiêm người hầu của Darwin tên Syms Covington), Darwin đã thu thập vô số mảnh hóa thạch chỉ trong vài ngày, khiến mọi người trên tàu trêu ông rằng "những thứ rác rưởi mà ông ấy hay mang lên tàu".
Phần lớn ngày thứ hai xoay quanh việc khai quật một hộp sọ lớn mà Darwin tìm thấy đang bị mắc trong tầng đá mềm, và dường như chúng có nét giống với xương tê giác. Vào ngày 8 tháng 10, ông quay trở lại di chỉ này rồi tìm thấy một xương hàm và răng mà ông có thể xác định được bằng cách sử dụng cuốn Dictionnaire classique của Bory de Saint-Vincent. Ông đã mô tả các phần trên và hộp sọ lớn là hóa thạch của chi Megatherium, hoặc có lẽ là thuộc về chi Megalonyx, và ghi chú một cách hào hứng rằng mẫu vật duy nhất ở châu Âu đã bị giữ trong bộ sưu tập của nhà vua tại Madrid. Trong cùng một tầng đá, ông tìm thấy một xương giáp lớn với các tấm vảy đa giác. Suy nghĩ đầu tiên của ông là chúng thuộc về một loài vật mang giáp to lớn giống như các con armodillo lân cận, nhưng dựa trên các mô tả sai lệch của Cuvier về mẫu vật tại Madrid và một báo cáo bấy giờ về một bộ hóa thạch được tìm thấy bởi Giáo xứ Woodbine, Darwin cho rằng áo giáp xương này thuộc về Megatherium. So với FitzRoy, Darwin đã di chuyển được khoảng 30 dặm (48 km) băng qua vịnh tới Monte Hermoso vào ngày 19 Tháng 10, và tìm thấy nhiều hóa thạch của các loài gặm nhấm nhỏ trái ngược với thú có vú khổng lồ xenarthra ở Punta Alta. Vào tháng 11 tại Buenos Aires, ông đã "mua nhiều mảnh xương khổng lồ" mà ông "đảm bảo rằng chúng thuộc về những người khổng lồ tiền sử!!",[85] và sau đó chộp lấy bất kì cơ hội nào để mua một mảnh hóa thạch "bằng vàng hoặc phi nước đại". and subsequently took any chance to get fossils "by gold or galloping".
Tại Montevideo vào tháng 11, thư từ quê nhà bao gồm một bản sao của cuốn Nguyên tắc Địa chất tập 2 của Charles Lyell, là lời bác bỏ học thuyết của Lamarck trong đó có nói rằng không có tổ tiên chung của các loài khác nhau hoặc tiến bộ tổng thể để phù hợp với sự thay đổi địa chất dần dần, nhưng một chu kỳ tiếp tục trong đó các loài xuất hiện một cách bí ẩn, thích nghi chặt chẽ với "trung tâm sáng tạo" của chúng, sau đó bị tuyệt chủng khi môi trường thay đổi thành bất lợi.