十八世纪末期,哈顿(James Hutton)出版的《地球概论》(Theory of the Earth)一书标志著近代地质学的开端。哈顿在该书中系统地阐述了“自然划一原则”(The Principle ofUniformitarianism)。他的一句名言是:“今天乃是解释过去的钥匙。”也就是说,借着现在对现今地质现象的观察来解释地球发展的历史。现代地质学的奠基人、英国地质学家赖尔( Charles Lyell)在他的著名的《地质学纲要》(Principle of Geology)一书中进一步完善了“自然划一原则”,认为所有地球的变迁乃是由现今的自然过程经过漫长的时间逐渐积累而成。
与均变说相反的,是以法国古生物学家居维页(BaronGeorge Cuvier)为代表的灾变学说( Catastrophism),认为地质记录所显示的乃是多次因天灾引发的突然剧变而非连续的均变。赖尔与达尔文是同代人。赖尔的均变论能提供达尔文的自然选择理论所需要的漫长的历史时间。达尔文推出《物种起源》后,赖尔的均变论逐渐被普遍接受。然而,化石的证据对均变论是相当不利的。
化石所显示的证据是,很多生物突然同时绝灭,然后很多新种突然同时出现,接着是一段长期稳定的时期。其中最著名的两次物种大绝灭是二叠纪大绝灭(Permian extinction)和“K-T’大绝灭。二叠纪是一个地质时期(被认为约在2.5亿年前),在那次绝灭中,海洋中百分之五十的无脊椎动物的“科”(Family),百分之九十以上的动物的“种”一同绝灭。K-T表示白垩纪(Cretaceous)和第三纪(Tertiary)这两个地质时期的交界处。恐龙在白垩纪(被认为约在六千五百万年前)非常多,但从白垩纪进入第三纪立即消失得无影无踪。到现在为止,恐龙绝灭之谜仍未解开。多数证据趋向于认为是天灾(如大量的殒石撞击地球等)所致。人们的常识也不利于均变论。比如说,煤是植物的遗体形成的,而石油是动物的遗体变成的。世界各地都常常发现大片大片的煤田和含油的岩层。这说明在这些区域,动、植物是同时大量死亡、同时被埋藏在地下的。这是均变学说无法解释的。均变说如果被否定,达尔文的进化论将失去另一重要理论支柱。