Prilikom iskopavanja kanala u sjevernoj Italiji, u slojevima antičkih sedimenata Leonardo da Vinci (1452.-1519.) pronašao je školjke morskih mekušaca. Zanimajući se kako su završili daleko od morske obale, zaključio je da su ti mekušci nekada živjeli na morskom dnu i naknadno bili prekriveni sedimentima. Mnogi od njih su zadržali tragove mehaničke obrade pod utjecajem valova te je postalo jasno da su se nekada, tamo gdje je nekada bilo more, nalazile planine. Crkva je pak u takvim nalazima vidjela potvrdu biblijske priče o potopu.
“Ne razumijem gdje su nestala mora ako su ikada pokrivala svu zemlju i planine. Fosili školjaka nisu rezultat takvih poplava, nego su preteče životinja koje sada žive u moru”, pisao je Leonardo da Vinci, predviđajući najvažnija načela koja su sada osnova geološke znanosti.
Jedno od pitanja koje je riješio veliki znanstvenik renesanse odnosilo se na pretvaranje mekih sedimenata u tvrde stijene i ostatke morskih organizama u fosilnu faunu. Proučavanja Leonarda da Vincija u 17. stoljeću nastavio je danski prirodoslovac Nicolaus Steno (1638.-1687.). Proučavajući organske ostatke pronađene u sedimentnim slojevima izloženim u dolinama Toskane u sjevernoj Italiji, Steno je prvi naučio razlikovati slojeve morskog podrijetla od onih u slatkovodnom okruženju i to prema fosilima koje sadrže.
Jedan od najvećih mislioca zapadne Europe, Gottfried Leibniz (1646.-1716.), napisao je da je more izvorno pokrilo cijelu Zemlju. O tome svjedoče školjke, koje su se nalazile gotovo svugdje u drevnim sedimentnim slojevima na području europskih zemalja. U ranoj fazi formiranja pogleda na geološku povijest Zemlje, iznesena je ideja o primatu oceana i sekundarnog kopna.
Veliki ruski znanstvenik Mihail Vasiljevič Lomonosov, koji je geologiji posvetio nekoliko velikih radova, pisao je o nastanku kontinenata i oceana te o promjenama u vremenu između kopnenih i morskih granica. Upravo je Lomonosov uveo načelo aktualizma u arsenal geološke znanosti, prema kojem je, proučavajući suvremene procese, moguće ponovno stvoriti geološku prošlost Zemlje.
Krajem 18. stoljeća među prirodoslovcima uspostavljena su stajališta u skladu s idejama Gottfrieda Leibniza. Pristaše tih pogleda nazivali su se neptunistima. Vjerovali su da je globus u ranoj fazi svog postojanja bio prekriven vodama svjetskog oceana. U budućnosti, njihova je razina pala i kontinenti su bili izloženi. Najveći predstavnik ove škole bio je njemački geolog Abraham Gottlob Werner (1749.-1817.). Neptunistima su se protivili plutonisti koji su preferirali vulkanske i magmatske procese: upravo ti, endogeni čimbenici, bili su glavna pokretačka sila u povijesti Zemlje.
Švicarski geolog Amanz Gressly (1814.-1865.) otišao je dalje od svojih prethodnika. Među drevnim morskim sedimentima koji su sadržavali razne ostatke faune, počeo je razlikovati sedimente nastale u različitim fiziografskim uvjetima. Nakon Gresslyja, koji je formulirao koncept facijesa (ukupne litološke, paleontološke, mineraloške i strukturne značajke stijene koje upozoravaju na uvjete nastanka), geolozi su naučili po različitim strukturama i teksturnim znakovima prepoznati ostatke sedimentacije iz litorala, nerita i abisala i na taj način dali su važan doprinos ponovnom stvaranju povijesti drevnih oceana.
