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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、喷泉以及三角洲、湖泊和江湾的涨潮及退潮的破坏作用和建设作用之后，他指出，古代沉积物同现代沉积物具有相同的性质。因此，不需要了解沉积物具有什么样的力量；第三，他对维苏威和埃特纳这类火山锥体进行考察后证明说，这些火山锥体是无数次火山喷溢的结果，它们是由流出的溶岩层、喷出的火山灰和溶渣堆积成的，那些较古老的火山口也是以这种方式形成的，即使在过去，火山所起的作用也和现在相类似；第四，他表明，在海洋沉积物和淡水沉积物中，在火山灰和风吹来的沙子中，即使现在也埋藏着一些有机沉积物的话，那也不能认为所有的代石都是在发生某些灾变时被毁灭的；第五，他把造山作用看作是地面缓慢的长期的震动，这种过程即使是现在我们也可以在斯堪的纳维亚半岛观察到。这就是达尔文在旅行开始时所阅读的那本书的内容。
当“贝格尔”号通过热带时，达尔文趁风和日暖的天气，开始用一个一米多深的小网来捕捞浮游生物，这个小网是用破布做成的，破布被固定在半圆式的拱形木上。他们把这个小网从船尾往后撒开，把它拖在船后边，这样，小网就可捕获大量形状精巧和色彩丰富的微生物。达尔文在《日记》中写道：“为了这样一个微不足道的目的而创造出了这么多的美景，这不能不使人感到惊讶”。他花了一整天的时间来清理自己的捕获物，这使负责管理船的清洁和美观的韦克姆上尉大为不满。把所有这些小动物（用韦克姆的话说，是“一堆使人讨厌的垃圾”）拖到甲板上来，当然是有碍于甲板的卫生。所以上尉愤怒地对达尔文说，如果我是舰长的话，那我早就把你和你那堆使人讨厌的垃圾一起扔到海里去，因为只有博物学家才把这些玩艺儿看作宝贝，用心观察、分析和研究。不过这种抱怨并没有妨碍上尉和这位博物学家之间建立最密切的关系，所以达尔文指出，他在“贝格尔”号的所有旅伴中，除了斯托克斯和金克之外，就最喜欢韦克姆了。
一月十六日，“贝格尔”号在佛得角群岛中最大的岛普拉亚港停泊下来。虽然从海面上望去，该港的四周呈现出一片荒凉，虽然达尔文担心自己会对洪保德所描述的、他曾为之赞叹不已的热带风光感到失望，但是当他一上岸，走进长有罗望子、芭蕉树和棕榈树的河谷时，就听到不熟识的鸟儿在啼鸣，看到新奇的昆虫围绕着新开的花朵在飞舞，他感到这是对自己所经受的一切艰难和不幸的补偿。他在日记中写道：“这一天对我来说是永远不能忘怀的，我就象一个瞎子重见光明一样。我为我所见到的东西而倾倒，我对自己的印象无法准确地理清。”
在这里，在这个陌生的环境里，他坐在退潮后所出现的海水洼附近的溶岩的底下，可以看见新生的珊瑚。当灼人的阳光照射着周围的一切时，他在研究圣地亚哥岛的地质剖面图、想起了他不久前读过的赖尔的《地质学原理》第一卷。他曾试图把赖尔的一些新原理运用到圣地亚哥岛的地质上来。搞清楚圣地亚哥岛的地质并非那么困难。达尔文说：“一股溶岩在海底奔流、海底上面布满了一层贝壳和珊瑚的碎片，这些贝类和珊瑚凝结成坚硬的白色岩石。而后，整个岛便隆起在海面之上。但是这个白色岩石线使我看到了一个重要的事实，这就是喷火口周围的土地后来都沉没了，这些喷火口当时都是起作用的，不断喷射出一股股新的溶岩。”
达尔文由于感到把赖尔的基本思想运用于圣地亚哥岛的地质上是件很容易的事，所以他一定认为赖尔的基本思想要比流行于美国的灾变论者们的地质学思想更为优越。当时他想，他将对他所要访问的各国的地质情况都要加以分类整理，他能够收集到够他写整整一部地质书的大量资料。这个想法“使他高兴得手舞足蹈”。
接着达尔文在这个岛光秃秃的平原上，一连游览了三天。这里到处都布满了一堆堆晒焦的岩石。三天的游览使达尔文得到了极其丰富的收获。他已经被这新颖的热带大自然完全吸引住了，以致这三天的时间使他觉得无限的长，给他留下了很多的印象。
“贝格尔”号在这里停泊了三个星期。达尔文怀着巨大的兴趣进行了自然史考察。除了地质学之外，使他同样感兴趣的还有：热带植物，即棕榈树、非常粗的波巴布树（他同菲茨·罗伊舰长和军官们一起准确地丈量这种树的粗度）、香蕉树、甘蔗、咖啡树和大量的鲜花；各种鸟，其中许多鸟色彩非常鲜艳；昆虫；色彩也很鲜艳的海生动物，如海绵和珊瑚；还有其他一些动物，如海兔和章鱼，他常沿着海岸观察这些动物的习性并细心加以收集。有时候，他一连几天坐在船舱里研究所有这些生物，群岛上的居民也使他很感兴趣。每逢人们谈起黑人时，他总是充满好感，他特别注意黑人儿童或混血儿童的智力和很爱穿戴、生性愉快的黑人姑娘。
旅行一开始，他就在考察方面表现出敏锐的观察力和认真仔细的特点：他用湿度表对表面上估计的空气包含水蒸汽的浓度作了测量，结果精密仪器表明，空气的干燥程度要比表面上估计的高得多；他注意到由于这里经常刮贸易风，所以金合欢树树梢都向一面弯曲；他把沉积在桅杆顶端风向旗旗布上的灰尘加以收集。这种灰尘原来是从遥远的非洲海岸刮来的，后来爱伦堡教授对它进行研究，发现里面有原生生物的硅质甲壳。
达尔文写信告诉父亲说：“日子过得愉快极了，确实没有比这更愉快的了；我忙得很，这种忙既是一种职责，又是一件很大的乐事。自从我们离开特纳里夫岛以后，我认为我没有闲过半小时。”
因此，达尔文在佛得角群岛所度过的三个星期，都排满了他以博物学家的身分而进行的活动。
达尔文在大西洋之中的一个不为人知的小岛——圣保罗岛的岩礁旁再次登陆。从“贝格尔”号上放下了两只小船。一只由斯托克斯驾驶去调查岩礁，以便把岩礁画到地图上；另一只由韦克姆和达尔文驾驶；韦克姆是去打鸟的，达尔文则是去研究地质和自然史的。达尔文在研究看来是由岩礁上的鸟粪层形成的特别稠密的浮渣过程中，再次表现出了他独特的求知欲。他发现只有两种根本不怕人的鸟，可以用地质锤来打它们，这两种鸟就是管鼻鹱和燕鸥。达尔文认定，这些荒无人烟的岛屿上的第一批移民，是一些寄生昆虫和靠吃鸟的羽毛为生的壁虱。他进行了�