古生物标本的缺乏
生物残骸难以保存
就算是在收藏品最丰富的地质博物馆，古生物的标本藏品也是非常匮乏的。人类对古生物标本的搜集并不完整。古生物学家爱德华·福布斯的话经常在我耳畔响起：“大部分已命名的古生物标本可能仅发现了一个，而这一个往往还是残缺的。还有一些标本是由某个小范围内找到的几个标本来共同命名的。”地球表面只有非常小的区域进行过地质挖掘，谈得上细致挖掘的就更没有了，这从欧洲每年发表的地质勘探成果就可以看出。
柔软的生物体是没法保存下来的，身处海底的贝壳和骨骼如果不是有沉积物将它们覆盖起来的话，也是会腐烂的。如果你认为所有海底都有沉积物在累积，不断地将各种遗骸埋葬起来形成化石，那么你会发现这个看法是大错特错的。
现代古生物学家已经发现了不少软体动物的化石甚至胚胎化石，证明柔软的生物体也可以保存下来。
大部分海洋看起来都是亮蓝色的，这说明水是非常纯净的。大量的地质勘探事实告诉我们，只有在海底处于长期稳定不变的情况下，一个地层经历了长时间的隔离，被晚期地层覆盖时，才不会受到任何的损坏和消耗。就算是被沙砾掩盖的生物遗骸，也会在地层上升暴露于空气以后，被渗透到岩石中的含有碳酸的雨水腐蚀。
曾经生活在海边潮汐地带的生物，往往很难保存下来。比如藤壶亚科动物，生活范围遍布全球，是数量非常庞大的生物群体，在很多地方的海边岩石上都能看到它们大片大片地生长着。至今，人们已经知道藤壶亚科在白垩纪时期就已经存在了，可关于它们的化石，除了在西西里岛
发现的生存在地中海深水中的一个种类外，就再也没发现过了。
藤壶亚科 隶属于节肢动物门，甲壳纲，蔓足亚纲，围胸目，是藤壶科的一个亚科。该亚科物种身体分节不明显，外面常被覆石灰质壳板。6对胸肢的内外肢都长而多节，卷曲如蔓，称为蔓足，用来摄食。该类全部海栖，成体固着生活。与航海有关的文学作品常出现藤壶，它们多附着在船底，给船身造成一定的破坏。
另外，许多经历漫长岁月堆积而成的沉积层中没有一点儿生物残骸，这非常让人难以理解。
例如，由页岩和砾岩构成的复理石地层，长度大约有300英里，从维也纳一直延伸到瑞士。该地层有数千英尺厚，最厚的地方达到6000英尺。在详细的考察后，人们从中只发现了少量的植物残骸，此外就再无他物了。
我们对于生存在中生代和古生代的陆生动物知之甚少，只有莱伊尔和道森博士曾在北美洲的石炭纪地层中发现过一种陆生贝壳。从最近的报道来看，在对中生代和古生代地层的考察中并未发现其他种类的陆生贝壳，但在下侏罗纪地层中找到了一种新的陆生贝壳。
倘若看一下莱伊尔手册上的历史编年表就会发现，比起阅读整篇文献资料，阅读他手册上的内容更容易了解哺乳动物化石的情况。哺乳动物的残骸都是在第三纪的洞穴或者湖泊的沉积物中发现的，在中生代和古生代的地层中是没有真正的洞穴和湖泊沉积层的。这些化石往往都是在偶然的状态下被保存下来的，数量非常稀少。
现在已有在中生代地层发现的哺乳动物化石。
各地层是间断的
除了上述所说的原因外，各个地层之间存在长时间的间断，才是造成地质记录不完整的最重要原因。许多地质学家和古生物学家，包括福布斯先生这些认为物种是不会变化的学者也是这样认为的。
在我们进行地质勘探和翻阅地质学书籍中关于地层的图表时，很难相信这些地层是连续的。从莫企逊所著关于俄罗斯地貌的伟大作品中，我们认识到在这个地域广袤的国度，地层之间有着非常大的间隔。同样，在北美洲和地球上的很多地方的地层中都有差不多的间隔。
莫企逊
莫企逊（1792～1871），英国地质学家，曾任英国地质学会主席。
无论是多么熟悉地质勘探的地质学家，如果只局限于研究这些广阔的地域，那他可能不会意识到这里还是不毛之地时，其他地方的堆积物已经将古生物一层层地掩埋起来了。如果连续地层的分隔区之间不能以时间来排序的话，那么其他地方的地层就更不能用时间来建立序列了。
虽然地层看起来是连续的，但是矿物质成分却有非常大的不同。沉积物都来源于周围的环境，这就意味着周围的地理环境曾发生过巨变，这也恰恰解释了为什么连续的地层之间会有巨大的间隔。
地层之间产生沉积断层的原因，我们基本可以确定了。在南美洲考察时，令我吃惊的是，数百英里的海岸在最近这一时期抬高了上百英尺，可周围没有发现任何抗侵蚀的沉积物。那里海生生物的生活区域占据了整个西海岸，由于其第三纪地层不够发达，这些独特的海生生物的化石没能保存下来。
通过观察南美洲西部的海岸，我们发现岸边岩石大量塌落，河流卷着泥沙汇入海洋，导致大量沉积物产生。随着海岸的升高，无论是近代还是第三纪的古生物遗迹都消失不见了。仔细思考就可以得出结论，来自海岸和河流的沉积物不断累积，当高度达到波浪的冲蚀范围时，就被浪花无情地摧毁了。
如此可以推断，只有堆积形成的沉积物质地坚厚、体积庞大时，在逐渐升高以后才能抵御水流的侵蚀和风化作用。
一般有两种情况可以形成这种宽厚的沉积物：
●一种是在深海的海底，可由于深海海底的生物种类和数量不像浅海变异的种类那么多，随着大块沉积物的不断上升，保存下来的生物类型并没有实际上那么多样；
●另一种是在浅海中形成的，因为浅海的堆积物不断塌陷累积，最终可能形成无限宽广的沉积物。
如果海底的塌陷速度和沉积物的堆积速度基本等同，那么这片海域将在很长一段时间内都是浅海，变异了的生物可以不断地沉积保存下来，慢慢产生化石种类丰富的地层。当地层最终上升变为陆地时，前面积累的厚度也能抵御风化的侵蚀作用。
海域地质沉积和破坏
1845年，我公开发表过以下观点：丰厚的古代地层如果由下至上都含有丰富的化石资源，那么我确信它们是在上述那样的海底沉积而成的。
随后，我一直关注着地质学的发展，令我惊喜的是，很多学者在谈到类似的地层问题时，与我一样，认为这种地层是在海底下陷时形成的。因为它具有相当大的厚度，所以可以抵御岩石的崩落造成的侵害，但并不说明在今后的漫长岁月中它可以永远保持不变。
所有的地层都显示出曾经历过上下震动的过程，而且每次震动的范围也比较大。当一块广阔的区域在特定环境下沉时，既要保证有充足的沉积物不断沉积下来，又要满足下沉的高度刚好与海水的浅度持平，使生物遗骸在腐烂前就被沉积物掩盖而保存下来，最终形成足够宽厚和广阔并蕴含了丰富化石的地层。
如果海底高度一直保持不变，在浅海最适合生物生存的地方，是没有机会形成厚厚的沉积层的。简单来说，浅海的沉积物刚刚堆积到海岸作用的范围时，就会被海边的侵蚀作用摧毁。
以上我们谈到的是海岸和近海的沉积情况。像马来群岛周围这样广阔的浅海海域，海水深度一般为30英寻～60英寻。辽阔的海底缓慢上升后，受到的侵蚀并不大，从而形成大范围的地层。
但是，地层上升以后，这里的水面会变得比别的地方浅，所以形成的地层不会很厚，也不会很坚固。这样的地层表面不会有覆盖层，当海底上下震动时，就会受到风化和侵蚀作用。
然而，霍普金斯先生认为，如果某个地层上升后还没被损坏就下沉了，那么也可能被后来的沉积物掩盖得以保存。
霍普金斯先生还认为，面积广阔的沉积岩不会全部被破坏掉。
少数地质学家坚信，地球的核心是由岩浆岩和变质岩组成的，但大部分地质学家认为，地质结构中覆盖在岩浆岩以外的大部分地层已经被侵蚀了。因为岩浆岩的外围如果没有岩石覆盖的话，是无法凝结成固体的。倘若在深海海底真的发生了变质作用，那么之前保护岩石的地层应该不会太厚。
花岗岩 常见的岩浆岩之一。在地壳上分布最广，是岩浆在地壳深处逐渐冷却凝结成的结晶岩体。
目前广泛存在于地球上的变质岩和岩浆岩，例如片麻岩、云母岩、花岗岩和闪长岩等，在很多地方都是大面积地裸露在地表的，如果它们曾经被其他岩层覆盖，只能说明这些覆盖层已经被侵蚀光了。
从洪保德的描述中，我们了解到巴赖姆地区的花岗岩面积差不多有瑞士面积的19倍，所以毋庸置疑这类岩石是大面积存在的。布埃在亚马孙平原南边发现一片花岗岩区，面积相当于西班牙、法国、意大利、英国各岛面积以及德国的一部分面积的总和。这块区域还没被仔细勘察过，但是旅行家冯·埃什维格绘制的地图中，花岗岩从里约热内卢一直延伸到内陆，最长直线距离达260英里。我曾朝着地图中未绘制的一个方向行走，在150英里内，沿途除了花岗岩外别无他物。我在里约热内卢附近一直到拉普拉塔河河口的海岸边采集了许多化石。这个蔓延了2000多千米的海岸，化石全部都是花岗岩类的。我发现，沿拉普拉塔河的北岸横穿内地，除了近代的第三纪地层外，仅有一小块地层是轻变质岩。这块区域可能是曾经覆盖在花岗岩表面仅存的部分。
再来说说我们熟悉的地区。我将罗杰斯教授精心绘制的地图中的美国和加拿大区域剪下来，通过称量图纸的重量来估算各种岩石的面积，得到以下结果：
变质岩（不包含半变质岩）∶花岗岩=19∶12.5
两者面积加起来更是超过了全部晚古生代地层面积的总和。
很多地区的变质岩和花岗岩的实际面积远比表面看起来得多，这些岩层只有一部分是裸露在外的，还有很多被沉积层覆盖。然而，花岗结晶岩初始的覆盖物不可能是沉积岩层，说明地球表面有些地区的地层已经完全被侵蚀干净了。
地表的上升与下沉
我们再来讨论一下地表的上升与下沉作用。当与海连接的地域上升后，大陆与相连的浅滩面积都会增大，如此一来，新的生存场所便形成了。
前面已经解释过，新的生存场所更利于新的物种和新变种出现，但是这段时期并不能被地层记录下来。与之不同的是，地域的下沉会造成物种死亡，数量下降，分布面积减少（最初从大陆海岸分裂出去的群岛除外）。伴随着老物种的灭绝，新物种会少量诞生，并且这段时期的生物体遗骸会被沉积物掩埋，形成丰富的化石。