时间的观念
他也强调地球在更大尺度上由热变冷这一事实的重要意义。
达尔文《物种起源》发表不久，未来的开尔文勋爵，英国物理学家威廉·汤姆逊测算出了一个地球年龄值。他假定地球最初具有7000至10000度的高温，那么要达到现在的状态需要1亿年时间。同时，他依据引力收缩理论，得出太阳的年龄不超过5亿年的结论。
这个年龄值对于进化论来讲太短了。赖尔代表的渐变论者实际上假定，地质作用已经经历了几亿年之久，而地球本身的历史，照赫顿的看法，是不应该有一个什么时间上的限制的。达尔文的进化论以赖尔的时间尺度为前提，他在《物种起源》中曾经推测说可能需要三亿年。可是达尔文本人对物理科学十分尊重，汤姆逊的计算一发表，使达尔文十分苦恼，这是他遭遇的真正的难题。
这个难题直到20世纪初放射性的发现才得以解决。首先，卢瑟福对地球的热辐射有了更完整的了解，认识到地球的内热使地球的冷却速度远远低于开尔文所计算的时间，从而将漫长的时间尺度还给了地质学家。其次，利用放射性元素可以直接测定岩石的年龄。放射性元素的衰变速率是稳定相同的，半衰期较长的像铀(45.1亿年)这样的放射性元素就可以用来测定年龄。原理十分简单，放射性元素衰变之后变成另一种元素的同位素，经过若干次衰变后变成某一个稳定的元素。只需测定岩石中最初的放射性元素与最后的稳定元素之含量之比，就可以根据衰变速率算出岩石的年龄。第一批测定的结果是，火成岩的年龄约为33亿年。这比达尔文所要求的3亿年高出10倍。更新的估计，地球年龄大约有50亿年。
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