Viaje a La Palma
El 9 de marzo Lyell y Hartung se embarcaron de regreso a Tenerife, desde donde dos días después abordaron un bergantín de dos palos, el Zurbano, hacia La Palma. Según se aproximaban la visión de sus extensos bosques les recordó la isla de Madeira. Pasaron los tres primeros días explorando los barrancos a espaldas de Santa Cruz, como el de Las Nieves. Leopold von Buch, durante su visita de 1815, los había considerado como fisuras producidas durante el levantamiento de la isla desde el lecho marino. Sin embargo, esos barrancos se anchaban a medida que se acercaban a la costa, lo que indicaba que habían sido excavados por corrientes de agua. Encontraron estratos de basalto compacto entreverados con estratos de toba, similares a formaciones que habían contemplado en Madeira. En el barranco de la Madera comprobaron que la inclinación de los estratos en la zona litoral era de 5º, mientras que tres millas más arriba subía a entre 10º y 15º, con escasos diques; ya cerca de la cresta de la loma que formaba el borde de la caldera los estratos se hallaban aún más inclinados y estaban atravesados por numerosos diques, al igual que ocurría en Madeira.
En los días posteriores cruzaron los bosques de laurisilva de la zona central de la isla, donde conocieron la lluvia horizontal, para emprender la exploración de la Caldera de Taburiente. Desde Los Llanos de Aridane se adentraron en el barranco de las Angustias, la vía de desagüe del valle. Vadearon el riachuelo y ascendieron a una terraza situada a unos tres mil pies sobre el lecho del barranco, en la base de las paredes de los precipicios que cierran la caldera. Avanzando entre pinares alcanzaron la granja de Tenerra, tras la que se alza la pared noroeste más de dos mil pies, mostrando estratos horizontales de lava basáltica y toba, atravesados por numerosos diques. Lyell y Hartung se quedaron asombrados por las dimensiones de la caldera y por la complejidad de su relieve, que no se habían figurado leyendo la descripción realizada por von Buch tras su visita de 1815. Al suroeste contemplaron el Pico Bejenado, de más de 5500 pies de altitud, separado del resto por el paso de La Cumbrecita. El agua proveniente de varios barrancos se unía en Dos Aguas y seguía su camino hacia el mar, distante unas cuatro millas y media.
Desde Tenerra, las estribaciones y barrancos parecían haber sido tallados por el agua, excavando las rocas volcánicas inferiores, muy distintas de las que conformaban las acantiladas paredes. En estas se podían detectar estratos de aglomerado volcánico, escoria, lapilli y lava basáltica, con un buzamiento hacia el exterior de 10º a 28º. Desde su base hasta el fondo las rocas eran de brechas gruesas y aglomerados, de tonos verdosos y amarillentos, que contrastaban con los pardos y rojizos de los basaltos de las paredes. La zona baja se hallaba atravesada por diques en todas direcciones y no pudieron determinar su inclinación general, aunque en el barranco de las Angustias pudieron comprobar que la dirección predominante era hacia el sur. Aunque las rocas inferiores habían sido producidas por erupciones de tipo gaseoso, con frecuencia eran cristalinas por la abundante irrupción de diques.
Bajando desde Tenerra hacia el barranco de Taburiente observaron que la caldera no era circular, sino alargada de este a oeste, como un típico valle de montaña. En el fondo de la caldera encontraron macizos rocosos piramidales formados por los mismos estratos que las paredes. Lyell pensó que eran grandes fragmentos desprendidos desde lo alto de los precipicios circundantes. De vuelta en Tenerra Lyell agotó la tarde dibujando las paredes de la caldera detrás de la finca, con sus diques verticales. El 21 de marzo regresaron cabalgando contra el viento a través de los pinares hacia el barranco de las Angustias. Desde el fondo, siguiendo la corriente, llegaron hasta Dos Aguas y desde ahí subieron por el barranco del Limonero. En la zona del riachuelo los estratos se hundían en ángulos diversos hacia el suroeste. En la Cascada de Colores los diques parecían formar la mayor parte de la masa rocosa; por encima de ella la inclinación de los estratos cambiaba hacia el estenordeste. Esta multidireccionalidad de los diques le sugirió a Lyell que se hallaba en un antiguo centro de erupción, posiblemente el que había dado lugar al Pico Bejenado.
Tras hacer noche en La Viña, se dirigieron a la desembocadura del barranco. A cada lado observaron espesos lechos de grava intercalados con estratos de lava basáltica, lo que indicaba que entre colada y colada había transcurrido largo tiempo. La totalidad de la lava era de arrastre fluvial, con varios cientos de pies de espesor. A lo largo del tiempo la acción erosiva del agua había ido haciendo bajar el nivel del cauce. Lyell se convenció de que la formación de la caldera se debía principalmente a la erosión fluvial y de que sólo sus paredes acantiladas eran resultado de la subsidencia del magma interior del volcán. Salieron de la caldera por La Cumbrecita, un paso que se abre justamente a la altura limítrofe entre las rocas volcánicas superiores e inferiores.
El 25 de marzo comenzaron la exploración de la zona sur de La Palma. Desde El Paso cabalgaron a lo largo de la vertiente occidental de la isla hasta Fuencaliente, a través de un terreno de malpaís negro sin vida vegetal, con múltiples conos volcánicos. A su izquierda, los picos volcánicos se elevaban a alturas de cinco y seis mil pies. Al sur de Las Manchas cabalgaron sobre coladas de lava con 7º de pendiente media; la de mayor pendiente alcanzaba los 13º. En Fuencaliente visitaron un volcán inactivo de 350 pies con un cráter circular. Sus laterales mostraban canales y tubos de lava. Desde ahí retornaron por la vertiente oriental hasta Santa Cruz. En las dos semanas que pasaron estudiando la geología palmera Lyell y Hartung habían comprobado la existencia de varias fases de actividad volcánica. Las rocas inferiores de la Caldera de Taburiente representaban la fase más temprana y las paredes superiores eran producto de una fase posterior. Los volcanes de la cordillera central eran resultado de una tercera fase y los volcanes activos en tiempos históricos del área de Fuencaliente formaban parte de una cuarta fase. En su Manual of Elementary Geology de 1855 Lyell, además de descartar la interpretación de von Buch sobre la Caldera como un cráter de elevación, escribió una de las enseñanzas que extrajo de La Palma:
[…] la actividad del calor subterráneo puede persistir a menudo durante más de un período geológico en el mismo lugar, disminuyendo su energía por algún tiempo, pero entrando en erupción de nuevo con la misma energía de siempre.