El segundo tomo de los Principios de Geología
En noviembre volvió a Londres, entregándose a la redacción del segundo tomo de los Principios, animado por la buena acogida del primero y por el espaldarazo de su editor, que estaba preparando ya la segunda edición. Fue por entonces cuando, a sugerencia de William Whewell, bautizó como Eoceno, Mioceno y Plioceno los períodos de la Era Terciaria. En marzo de 1831 consiguió que se dotara una cátedra de geología en el King’s College, aunque para ocuparla tuvo que convencer a los altos jerarcas de la Iglesia de Inglaterra de que sus teorías geológicas no se oponían a la doctrina anglicana ortodoxa. En junio, Leonard Horner decidió trasladarse con su familia a vivir en Bonn y Lyell, que había cortejado a Mary, la hija menor, sin mucho éxito inicialmente, viajó a Alemania para pedirla en matrimonio, obteniendo su consentimiento y el de su padre. A finales de año entregó a su editor el texto definitivo del segundo tomo de los Principios, que saldría al mercado en enero de 1832.
El objetivo principal de Lyell era describir el dinamismo del mundo orgánico. Un debate prominente en la época giraba sobre si las especies de la flora y la fauna actuales descendían de las extintas o tenían un origen independiente. Aunque coincidía con Lamarck en muchas de las teorías expuestas en su Filosofía zoológica, no estaba de acuerdo enconsiderar las especies como meros conceptos instrumentales usados por los naturalistas para imponer orden y claridad en su materia de estudio; para Lyell eran entidades reales y se esforzó por mostrar que la estabilidad de las especies era compatible con un cierto grado de variabilidad. Sin embargo, no aceptaba las tesis de los progresivistas, que sostenían, basándose en el registro fósil, que las especies derivaban de otras anteriores.
Otro tema polémico era el de la distribución de las especies sobre el planeta. Buffon había hecho notar que se hallaba limitada por condicionantes geográficos, tales como mares, cordilleras o desiertos, que actuaban como barreras o vías de difusión. Mientras que Linneo opinaba que todas las plantas procedían de un enclave originario único, su compatriota Kart Rudolphi sostenía que las especies habían surgido donde mismo existían actualmente; otra postura relevante era la de Karl Willdenow, quien defendía que cada especie tenía su propio lugar de origen, desde el cual se expandía. Por otra parte, desde el primer viaje del capitán James Cook, se sabía por los naturalistas Joseph Banks y Daniel Solander que la flora de Australia era sustancialmente distinta de la del Viejo Mundo, a lo que se añadió con el Essai sur la géographie des plantes (1807) de Humboldt la certeza de que también lo era la flora americana, incluso en condiciones similares de temperatura, humedad, altitud y suelo.
En este asunto Lyell tomó como referencia las obras de James Cowles Prichard, que en su Researches into the physical history of Man (1813) pretendía demostrar el origen único de la especie humana, y la Géographie Botanique (1820) de Augustin de Candolle, que recalcaba la diversidad de especies en hábitats semejantes de los distintos continentes. Lyell empieza señalando la profunda afinidad que hay siempre entre las especies y sus entornos geográficos, lo que explica por qué, a pesar de la antigüedad de las especies, atestiguada por el registro fósil, su distribución no era más uniforme; luego trata de discernir su posible centro primigenio de difusión y las rutas migratorias, indicando que, en general, el éxito expansivo de ciertas especies implica la disminución o eliminación de otras. A su juicio los cambios climáticos eran la causa principal de las migraciones masivas de especies y de su extinción.
Durante el primer semestre de 1832 Lyell se centró en la escritura del tercer y último tomo de los Principios, en sus planes de boda con Mary Horner y en el ciclo de doce conferencias en el King’s College. El curso produjo tal expectación que hubo que aceptar la presencia de mujeres, algo impensable y no admitido hasta entonces. Para eludir las sospechas de ateísmo, ligadas a la idea de tiempo profundo de Hutton, se vio obligado a aclarar que la circunstancia de que la geología no pudiera dar una teoría acerca del origen de la Tierra basada en hechos confirmables no significaba creer que esta fuera eterna. En junio viajó a Bonn y la boda se celebró el 12 de julio. Los novios emprendieron un largo viaje de luna de miel que los llevó, entre otros lugares, a Heidelberg, Estrasburgo, Freiburg, Zurich, Berna, Milán, Turín, Ginebra, Dijon y París.
Durante el viaje Lyell aprovechó para visitar a los geólogos suizos cuyos trabajos había leído: Bernhard Studer, Jean de Charpentier, Louis Albert Necker. Charpentier le explicó su convicción de que los grandes bloques sueltos en los Alpes habían sido transportados por los glaciares. Necker le enseñó yacimientos de granito que habían tranformado los estratos de arenisca y conglomerados próximos convirtiéndolos en gneiss. Estos encuentros y la geología alpina ayudaron a Lyell a comprender los potentes efectos del calor y la presión sobre los estratos sedimentarios. Una consecuencia fue que al año siguiente introdujo el término “metamórfico” para referirse a las rocas cristalinas de origen sedimentario. En septiembre los Lyell regresaron a Londres y se instalaron en el barrio de Bloomsbury. Pocos días después salía a la venta el segundo tomo de los Principios.