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虽然躲过了在海峡刮起的大风暴，但是却遇上了惊涛骇浪，于是从第二天起，达尔文便开始受折磨，这种折磨持续了整整一周，对他来说，这是可怕的一周，晕船把他折磨得“情绪大为低落”，使他对这次旅行感到“十分后悔”，他在《航海日记》中谈到晕船时写道：“这是最大的不幸”，当他们经过马德拉群岛时，他甚至不能登上甲板去看一看这个群岛。躺在吊床上使他多少好受些。他同斯托克斯合住的那个船舱，光线很充足，除了舰长室之外，可以说是最好的了，可就是非常狭窄，绘图桌旁的那个狭窄过道是他工作、穿衣和睡觉的唯一地方。斯托克斯在这张桌子的一端绘图，另一端是“刚够转身的那点空间”（给福克司的信）则是达尔文工作的地方。他的吊床就在绘图桌的上面，绘图桌另一端的上面是斯托克斯的吊床。在晕船期间，达尔文要么躺在吊床上，要么躺在舰长室的沙发上，同菲茨·罗伊谈话，阅读洪保德和其他旅行家描写热带自然界的著作，以此来转移注意力。
只是在一月五日，当“贝格尔”号驶近特纳里夫岛时，大海和天气才起了明显的变化，但就是在这里，达尔文也大失所望，他在自己的《航海日记》中连声说道：“倒霉！倒霉！”
“贝格尔”号舰向圣克鲁斯镇驶去，这个镇的许多白色小屋子在火山岩的映衬下显现出来。达尔文观察了这时在浓云上空显露出来的白色山巅，或称“大糖块”，他认为，饱赏洪保德引人入胜地描述在攀登山峰时所见的美景的宿愿，眼前就要实现。突然从圣克鲁斯驶来一只小船，从它的上边一位执政官登上了“贝格尔”号的甲板，他宣布，现在欧洲有霍乱，“贝格尔”号必须进行十二天隔离，在此之前，任何人都不准上岸。听到这个意外的消息后，全船的人无不沮丧，死气沉沉。不过，菲茨·罗伊舰长马上改变主意，因为要无所事事地度过十二天，这不合他的性格，他马上下令张帆，向佛得角群岛驶去。就是到了第二天，达尔文还以恋恋不舍的目光送别他极其向往的目标——那久久还历历在目的特纳里夫峰，它被初升的阳光照耀着，以及它那被羽状云朵遮盖住的大圆锥体。不过使他快慰的是，天气变得晴和了，热带的夜晚美丽无比，晕船之苦也没有来缠绕他了。在他后来发表的《考察日记》中，他把他从正在远去的“贝格尔”号上看到的特纳里夫峰上的曙光称为“是我永远不能忘记的那许多令人神往的日子中第一天的曙光。”
到美洲去乘下的旅程，确实是在风平浪静的海面上渡过的。一月七日和八日，达尔文安静地阅读了一些作品。可能他这时读的是赖尔的著作。关怀备至的汉斯罗，曾建议达尔文在旅行中带上当时刚刚出版的赖尔的《地质学原理》第一卷。汉斯罗说：“您一定得读一读这本书，因为它很有趣味，但除了事实以外，其余的可不必注意，至于理论，那是极其荒谬的。”
赖尔的这本书，对当时在地质学上占统治地位的实变论者的观点，进行了最有力的驳斥。大家知道，法国科学家居维叶发现了一个完整的绝种动物界，并在他的多卷本《对骨化石的研究》中，把他本人在赖尔之前所发现的脊椎动物化石加以系统化。居维叶通过对海沉积层层理顺序的研究，确信大海曾几次向陆地移动，海水留下了痕迹以及海生动物的遗骨，后又退去了，让位于陆上沉积物和淡水沉积物。化石在沉积物更替时也发生了变化。因此，一定的化石是与一定的层理相符合的。他认为，根据严格的原理重叠性来判断，海沉积物是特别静止地、大概是在相当长的时间内沉积成的。但是使他感到惊讶的是，最初沉积成的那些层理显然是卧式的，有时呈斜状、或者是立式的，有时则弯曲得很厉害。还使他惊奇的是，一些性质完全不同的层理明显地代替了这些层理。是什么力量形成这些层理，又把它们折断、弄弯的呢？是什么力量用完全不同的层理代替了这些层理呢？应该有一种力量，它立即并且直接起作用，沉积成这一些新的层理，那么，这种力量是从哪里来的呢？
居维叶在解释这种现象时说，由于发生了毁灭整个原先动物群的突变，所以就存在目前没有起作用的力量。他认为，在西伯利亚冻土中发现的犸猛和犀牛的尸体，就是发生突变的记据。在他看来，只有突然并且立即冻结才能预防这些动物的皮和肉在死后不会腐烂。
前面提到的岩石水成论者的理论，被岩石水成论的主要理论家魏尔纳的学生，即亲自了解火山的构造与活动的洪保德和列奥波尔德·布赫驳倒之后，这些关于灾变的思想也得到了地质学家们的支持。布赫在研究加那利群岛的火山之后，发展了《火山口隆起论》，根据这个理论，火山是靠隐藏于地下的一种有弹性的岩浆的压力而逐渐升起的。他认为山脉层的隆起、变形和折断，与结晶岩的出现有关系，于是断定，曾经有过几个时代产生了许许多多的火山，这些火山流出了大量的熔岩，提高了山脉层，从而形成了许多沙丘和石岗，因而某些科学家说，地质破坏性灾变学说的真正创造者是布赫，而不是居维叶。
法国地质学家埃利·德·博蒙，把布赫的学说同居维叶的学说联系在一起加以证明，山脉层提高的时期与某些层系的界限是符合的，因此山脉层的提高就是旧的动物群毁灭的原因。
居维叶在《论地球表面灾变》一文（该文是《对骨化石的研究》一书的序言）中，表现出了他全部的卓越才华，他证明，拥有现代动物群和现代各民族的当今世界，并不是一个很古老的世界，它从最后一次灾变时起就存在。这最后一次灾变，就是在圣经和传说中所说的世界性的大洪水，关于这次大洪水的说法不仅在犹太人那里有，而且在古代其他各民族那里也有。
灾变理论与圣经是一致的，而对灾变理论的驳斥，则成了科学与宗教传说以及神话作斗争的一个阶段。
自然，所有具有宗教思想（这是那一时期的普遍的思想）的地质学家，都赞成这种与圣经中所说的大洪水相一致的理论。例如，有一个叫科尼比尔的英国人，认为在圣经中所说的大洪水之前，就已发生过三次大洪水。而英国最著名的灾变论者布克兰，则算出曾经发生过无数次灾变。
年轻的赖尔，虽然也曾准备将来当一名律师，但他在十八岁时就已经在牛津大学听布克兰讲课了，并对地质学发生了兴趣。十九岁时他开始进行地质考察，游历过许多地方，参观过许多火山岛屿。二十岁时他沿着阿尔卑斯山脉跋涉了六个星期。五年后，他结识了一些著名的法国和荷兰的地质学家，并成了至交。他早期进行的一些考察，就使他对灾变论者的学说是否正确产生了怀疑。他在许多次的游览和旅行中，考察了河水的冲击力量，考察了一些三角洲和河口中的沉积物，考察了浅滩的形成，考察了海洋、冰川、特别是火山的活动，这些考察使他得出了另外一些结论：有些变化虽然缓慢，看起来不那么显眼，但是它们聚集起来，累计起来，却能够产生惊人的结果。
由于想就这个问题写一本书，所以他对现代之前的第三纪的沉积物进行了研究，这就使他更加确信自己的见解是正确的。赖尔得出的结论是：在第三纪层中有许多物种现在还活着，这是和居维叶的看法相反的。赖尔认为，一些物种的出现和另一些物种的消逝，正如居维叶所说的，并不是立即地、成批地发生的，而是当一些物种出现时，另一些物种被保留下来，再有一些物种则逐渐消逝。现在和过去是联系着的，一些灾变论者所宣扬的突然中断是没有的。
赖尔到美国和意大利火山地区的旅行证明，在活火山之巅出现的那些大火山口或冰斗，并不是由地下压力所激起的倾斜层构成的（布赫就是这样认为的），而是由上面沉积的火山熔岩层和火山长期活动而落下的火山灰构成的，灾变论者犯错误的主要原因，在于他们对时间因素估计不足，因为在这期间有某些过程在进行，而且还在于他们只是从过去寻找原因，而没有好好研究目前正在起作用的那些因素的活动情况。
赖尔在他的《地质学原理》第一卷中首先证明，由于大陆和海洋的轮廓发生了变化，气候也要发生缓慢的、但又是巨大的变化；其次，在弄清了河流、喷泉以及三