Los "Elementos de Geología"
Lyell había terminado el borrador de los Elementos en septiembre de 1836, pero se dilató su publicación por razones puramente comerciales, para no interferir con las ventas de la quinta edición de los Principios, que iba a estar en las librerías a partir de marzo de 1837. Durante la demora añadió otros capítulos, con los resultados de sus recientes viajes, y la obra se publicó finalmente en el verano de 1838. Era el primer libro de texto de la geología moderna, dirigido al público cultivado, sistemático y ameno, con multitud de ilustraciones, y en el que se daba por supuesto que todos los asuntos geológicos podían remitirse a causas naturales, dejando aparte las creencias religiosas sobre intervenciones divinas.
El frontispicio del libro ya nos informa sobre su contenido. Consiste en un diagrama donde se observa la producción de rocas volcánicas en la superficie terrestre, la formación de rocas plutónicas bajo tierra por enfriamiento de materia fundida, la producción de rocas metamórficas mediante la intrusión de diques de materia fundida en estratos sedimentarios, el depósito de capas de sedimentos en el mar y el flujo de lavas submarinas en los volcanes de los fondos oceánicos. Estos temas ocupan los primeros once capítulos, incluyendo la elevación, plegamiento y erosión de los estratos, los fósiles conservados en ellos y los diversos tipos de rocas volcánicas, plutónicas y metamórficas. Ya en el primero advierte contra el error común de considerar las rocas cristalinas como formaciones primitivas, que supuestamente habrían formado parte de la corteza original de la Tierra.
Frontispicio de Elementos de Geología, en la edición de 1839
En la segunda parte de la obra explica que en todos los períodos de la historia del planeta se habían formado cada uno de los cuatro tipos de rocas existentes. Luego expone los criterios para determinar la edad relativa de los estratos y las rocas. Dedica los últimos capítulos a resumir la serie de las formaciones geológicas, empezando por las de la Era Terciaria y retrocediendo hasta las más antiguas conocidas. Por entonces no estaban definidos los períodos geológicos tal como los denominamos hoy; Lyell contribuyó a ordenar el panorama introduciendo el Eoceno, Mioceno y Plioceno, e intuyó la existencia del Paleoceno, aunque no llegó a formularlo. Respecto a la Era Secundaria no se habían denominado el Triásico ni el Jurásico, sino que se hablaba de formaciones de arenisca moderna superior y antigua inferior, formaciones de oolita y lias. Tampoco estaban definidos los períodos de la era primaria; todos estos nuevos términos irán apareciendo en las sucesivas ediciones de los Elementos a medida que se fueron reconociendo y aceptando. Poco después de salir la primera edición decidió realizar algunos cambios en los Principios y en los Elementos para darles mayor coherencia, sacando la parte final y más estrictamente geológica del primero, para incorporarla a la segunda edición del nuevo libro, que se publicó en dos tomos en 1841, con casi novecientas páginas.
