În 1669, Niels Stensen (1638-1686), mai cunoscut atunci și acum cu numele său latinizat Nicolaus Steno, a formulat un câteva reguli de bază care l-au ajutat să dea sens rocilor din Toscana și diferitelor obiecte conținute în ele. Scurtele sale lucrări preliminare, De Solido Intra Solidum Naturaliter Contento - Dissertationis Prodromus (Raportul provizoriu privind corpurile solide înglobate în mod natural în alte solide), a inclus mai multe propuneri care de atunci au devenit fundamentale pentru geologii care studiază tot felul de roci. Trei dintre acestea sunt cunoscute sub numele de principii ale lui Steno, iar o a patra observație, pe cristale, este cunoscută sub numele de Legea lui Steno. Citatele date aici sunt din Traducere engleză din 1916.
"În momentul în care a fost format un strat dat, toată materia care se sprijinea era fluidă și, prin urmare, în momentul în care stratul inferior era format, niciunul dintre straturile superioare nu exista."
Astăzi limităm acest principiu la rocile sedimentare, care au fost înțelese diferit pe vremea lui Steno. Practic, el a dedus că rocile au fost așezate în ordine verticală, așa cum sunt așezate astăzi sedimente, sub apă, cu noi pe cele vechi. Acest principiu ne permite să împărtășim succesiunea vieții fosile care o definește
o mare parte a scării geologice de timp."... straturile fie perpendiculare pe orizont, fie înclinate spre el, au fost la un moment dat paralele cu orizontul."
Steno a motivat că rocile puternic înclinate nu au început în acest fel, ci au fost afectate de evenimentele ulterioare - fie tulburări de tulburări vulcanice, fie prăbușite de dedesubt de către insule. Astăzi știm că unele straturi încep să fie înclinate, dar cu toate acestea acest principiu ne permite să detectăm cu ușurință gradele nenaturale de înclinare și să deducem că au fost tulburate de la formarea lor. Și știm despre multe alte cauze, de la tectonică la intruziuni, care pot înclina și plia roci.
Acest principiu este esențial în studierea tuturor tipurilor de roci, nu doar pe cele sedimentare. Cu aceasta putem debloca secvențe complexe de evenimente geologice, cum ar fi faliere, pliere, deformare și înlocuire digurile și vene.
Celelalte principii sunt adesea numite Legile lui Steno, dar acesta stă singur la temelia cristalinografiei. Ea explică exact despre ce este vorba cristale minerale care le fac distincte și identificabile chiar și atunci când formele lor generale pot diferi - unghiurile dintre fețele lor. Acesta a oferit lui Steno un mijloc geometric de încredere, de a distinge mineralele între ele, precum și de clastele de rocă, fosile și alte „solide înglobate în solide”.
Steno nu și-a strigat Legea și Principiile sale ca atare. Ideile sale despre ceea ce era important au fost destul de diferite, dar cred că ele sunt încă demne de luat în seamă. El a prezentat trei propuneri, prima fiind aceasta:
"Dacă un corp solid este închis pe toate părțile de un alt corp solid, dintre cele două corpuri care unul primul a devenit dur care, în contactul reciproc, exprimă pe propria sa suprafață proprietățile celuilalt suprafaţă."
(Acest lucru poate fi mai clar dacă schimbăm „se exprimă” în „impresează” și schimbăm „propriul” cu „altul”.) În timp ce principiile „oficiale” se referă la straturile de rocă și formele și orientările lor, principiile proprii ale lui Steno erau strict despre „solidele din solide”. Care dintre două lucruri a venit primul? Cel care nu a fost restricționat de celălalt. Astfel, el putea afirma cu încredere că fosil scoici existau înaintea stâncii care le înconjura. Și noi, de exemplu, putem vedea că pietrele dintr-un conglomerat sunt mai vechi decât matricea care le închide.
"Dacă o substanță solidă este în orice alt mod ca o altă substanță solidă, nu numai în ceea ce privește condițiile de suprafață, ci de asemenea, în ceea ce privește dispunerea interioară a pieselor și a particulelor, va fi la fel ca și în ceea ce privește modul și locul producție... "
Astăzi am putea spune: „Dacă merge ca o rață și se aruncă ca o rață, este o rață”. În ziua lui Steno, un argument de lungă durată s-a centrat în jurul dinții rechinului fosil, cunoscut ca glossopetrae: au fost creșteri care au apărut în interiorul rocilor, rămășițe ale unor lucruri care trăiau odată sau doar lucruri ciudate puse de Dumnezeu pentru a ne provoca? Răspunsul lui Steno a fost simplu.
„Dacă un corp solid a fost produs conform legilor naturii, el a fost produs dintr-un fluid”.
Steno vorbea foarte general aici și a continuat să discute despre creșterea animalelor și plantelor, precum și a mineralelor, bazându-se pe cunoștințele sale profunde despre anatomie. Dar, în cazul mineralelor, el ar putea afirma că cristalele se accelerează din exterior, în loc să crească din interior. Aceasta este o observație profundă pentru care există aplicații în curs roci igrene și metamorfice, nu doar rocile sedimentare din Toscana.