儘管哥白尼在1543年就出版了他的日心說天文學，但是，只是到了17世紀早期，新的宇宙哲學才對傳統的自然觀發出挑戰。伽利略和開普勒以不同的方式開始探討新觀念（即日新說）的含義，並提供了輔助性的假說，這些假說使新觀念成為一種合理的宇宙哲學。然而，是笛卡爾首次把新天文學和新物理學結合了起來，並在機械論原理的基礎上形成了一種完整的世界觀。太陽系，實際上是整個宇宙，成了一個大機器，一個其運動受力學定律控制的物質系統。當時人們越來越清楚地認識到，太陽本身只不過是一顆恆星，是廣袤宇宙結構中的一個微小成份。伯爾納·德·豐特涅在《眾多的世界》（1688）一書中強調，在物質世界中，人類的家園顯得多麼微不足道，他還提出一個令人不安的前景：其他世界中可能也有人居住。豐特涅認識到，依據宇宙活動的大尺度，人類生命的年限也顯得微不足道。恆星本身可能也有變化，只是變化的太慢，我們注意不到，所以才會設想宇宙是靜止的。一旦承認物理力能夠產生這樣的變化，事件量值上的宏大則要求拓展時間的尺度，不再是原先設想的自創世以來才經歷了幾千年。到了18世紀中葉，有些學者，例如康德（Kant，1755；英譯本，1969），猜想出是宇宙進化過程造成太陽系的形成，並且認為，在宇宙發展的巨大循環中，太陽系的形成只不過是一個很小的插曲。##新的宇宙哲學對於探討地球的起源提供了一個明確的框架。如果行星系統的形成是一個物理過程，那麼地球本身肯定也是按照類似的自然途徑形成的。於是就有人會提出現在的地表結構是由於陸地變化造成的。但是導致地質變化概念產生的原因並不只是按照宇宙學猜想的模式。科學革命重新煥發了人們信賴觀察的重要性，觀察是一種獲得信息的經驗方法，弗朗西斯·培根相信人類可以通過觀察獲得知識。當那些遵循這種方法的人轉而注意地球時，他們從大量的地球結構中發現了明顯的問題。許多「化石」（化石最初的意思是挖掘出來的東西）看起來與現存生物的外形相似，但是變成了石頭。這些東西在岩石中是怎麼形成的？為什麼有些岩石規則地存在於一定的岩層或地層中？為什麼在一些地區存在火山活動過的跡象，但是在人類的歷史中卻沒有記載過那裡的火山活動？為了回答這些問題，1700年前後的幾十年，博物學家集中尋找長時間決定地殼形狀物理力。##理論和觀察都要動搖靜止的創世觀。但是什麼樣的過程形成了地表？面對許多問題，有一個簡單的解決辦法，就是認為是《聖經》中記載的大洪水造成含有化石的岩石形成沉積層。利用地球與生物有著密切的聯繫、都經歷生長和衰落時期這個信奉已久的觀念，也可以解釋其他的變化。例如，岩石的侵蝕可能就屬於這個逐漸退化過程的一部分（Davies，1969)。新科學的機械觀大概不會再接受這種活力論的類比，而且博物學家也開始越來越依據物理變化來把他們的觀察整理成一種體系。雖然就物理變化的性質一直存在著激烈的爭論，但是已經利用大量的信息和技術來搭建概念框架，並且在這個框架內形成了各種理論。18世紀並非猜想的世紀；相反，在這個世紀為後來出現的地質學的英雄時代奠定了基礎(Porter，1977)。##當時在知識界存在著更大的趨勢，對人類起源的傳統解釋產生了質疑，這種趨勢有助於拓展地球的歷史觀（Rossi，1984)。有些學者開始認為《聖經》不能解釋所有人類種族的歷史，有些文明要比猶太教基督教文化悠久。這樣反過來更容易相信世界本身經歷了更長的發展時期。到了1700年，這些新的觀點已經為基督教世界觀造成麻煩。然而最初沒有人相信要完全拋棄舊的規則。人們只是希望用科學來詳細說明上帝是如何為人類創造了世界，不要去侵擾基本的圖景。基督教至少作為絕大多數17世紀的科學家希望建造的知識結構中的一個有機部分保留下來，當然多數科學家在什麼是與基督教協調的最佳途徑的看法上含有分歧。《聖經》當然為他們提供了造物主的大致目的，但是對於如何解釋《聖經·創世紀》故事的細節，這還是一個未決的問題。如果《聖經》是神的啟示，是否意味著《聖經》中的所有細節都是真實的？伽利略在涉及《聖經》中的那些暗含太陽圍繞地球運轉的段落時，已經面臨了這個問題。雖然他認識到教會在處理精神事物方面的權威，但是他仍然堅持認為福音的語言——主要涉及私人社會——不應該束縛後來的所有關於自然的思想。地質學家也認識到，對於《聖經》創世故事中的有些段落，不可能按字面的意思來接受。當然，新教徒更在意上帝說的話的含義，但是在這一複雜問題上，他們有自由提出自己的解釋。如果恰當理解的話，《聖經》中的啟示與自然現象並不矛盾。而且人們逐漸發展了將創世紀的故事與新科學的要求協調起來的技巧。##機械論哲學也帶來了困難。有可能設想出上帝創造了的宇宙結構就是我們今天看到的樣子，上帝賦予自然以有力的規律來保持自然的原初圖景。但是笛卡爾通過研究提出，自然的結構已經發生了機械的演變，與它早期的狀態不一樣。只要相信宇宙最初的形態是上帝創造出來的，那麼就有可能承認宇宙後來按照上帝的意願在發生變化。但是笛卡爾的許多追隨者卻忽視了這一點，他們將注意力集中在機械過程本身上。很難想像上帝真的控制或關心世界上每天發生的瑣事，因為他已經將所有責任轉給自然規律。人們頂多會認為上帝勾勒出事物發生的一般輪廓，沒有道理去相信自然活動的每一個細節都是神的預先安排。這樣像鐘錶匠似的自然神論的上帝形象便出現了，而且人們越來越懷疑這樣的上帝會幹涉人類的事物。這種新科學只是一場更深刻革命中的一部分，這場革命最終清除了許多舊的神學觀點（Hazard，1953；Wade，1971)。重要的是，笛卡爾和牛頓可能表述了科學與宗教之間的聯繫，但是對後人來說，他們的成就卻標誌著理性的力量向古代的偏見發出了挑戰。18世紀的「啟蒙哲學」就是建立在理性可以改變人類狀況的信念基礎上（Cassirer，1951；Gay，1966，1969)。新物理科學的勝利只是完全更新關於人和自然信念的先驅。在這種思想氛圍中，註定要解除宗教強加給17世紀後期科學上的過時的枷鎖。伴隨開始以新的見解探討上帝如何創造世界的，是那種認為憑人的能力去理解自然如何活動，並終結了造物主是多餘的觀點。
機械論的宇宙哲學
伽利略在主張思想自由時，想到的是哥白尼體系和利用數學研究物理學，後來正是根據這兩者證明了地球運動的合理性。力學科學，尤其是融合到笛卡爾思想體系中的力學科學，很快呈現出更加廣泛的意義。所謂的機械論哲學出現了，按照這種哲學的信念，可以將所有現象解釋為物質運動的結果。死抱中世紀的思想根本就不可能像重視宇宙物理學那樣開闢廣泛的可能前景。按照傳統的世界觀，根本無法想到地球可能是由最初宇宙中廣延的物質形成的。地心說的基礎是亞里士多德對地球與天際的階層體系劃分，而且由於地球與天際的根本差異，不可能設想出由一方產生出另一方（Kelly，1969)。而宇宙的結構，要麼像亞里士多德設想的肯定永恆存在，要麼肯定在造物主建造時就是現在這個樣子。但是機械論的哲學則認為分布在宇宙中的物質是一樣的，這樣地球與天際就不存在絕對的差別。因而有可能去設想地球或整個太陽系是以某些其他的方式由最初分布於宇宙的物質形成的。地球的「創造」可能就成了一個純粹的物理過程，進而得出的地球起源理論便成為地質學思想的基礎之一。
豐特涅通過指出恆星本身並非永恆存在——偶爾有的會暗淡，有的會發光——從而使人容易理解他提出的地球微不足道的觀點。他只不過是在追隨笛卡爾的思想。笛卡爾學派的自然哲學致力於從物理學的角度解釋萬物的起源，並不援引超自然的創世。上帝並不設計宇宙中個別事物的結構，他只是建立基本的自然法則，由自然法則控制以後的發展。笛卡爾認為，行星以旋渦狀透明大氣的形式圍繞太陽旋轉，而且他堅持認為，有的旋渦可能停止運轉，並且消失，而在其他地方又形成新的旋渦。因此，在活動不息的物質宇宙中，可以形成單個的太陽和行星。
從新旋渦起源理論的出現，到解釋諸如地球這樣行星的形成，這一過程很短。笛卡爾在1644年出版的《哲學原理》一書中，的確提出了一種機制，按照這個機制，地球的形成是由於一顆恆星冷卻成灰狀的球，然後捲入到太陽的旋渦中。笛卡爾為了避開教會的批判，承認他的理論只是表明宇宙怎樣才可能機械地形成，同時我們通過啟示知道，實際上是上帝直接創造了地球。隨著笛卡爾體系影響的增大，毫不奇怪，他的追隨者堅持嚴格地使用機械論的解釋。笛卡爾就這樣確定了一個趨向，從而對地質學史帶來重大的影響。後來的許多地球理論則有意地試圖將機械論哲學擴展為一個完整的宇宙哲學，