בשנת 1669 ניסח נילס סטנסן (1638-1686), הידוע יותר אז ועכשיו בשמו הלטיני ניקולאוס סטנו, כמה כללים בסיסיים שעזרו לו להבין את הסלעים של טוסקנה ואת החפצים השונים הכלולים בתוכם. עבודתו המקדימה הקצרה, De Solido Intra Solidum Naturaliter Contento - Dissertationis Prodromus (דו"ח זמני על גופים מוצקים המשובצים באופן טבעי במוצקים אחרים), כלל כמה הצעות שהפכו מאז ליסודות הגיאולוגים החוקרים כל מיני סלעים. שלושה מהם ידועים כעקרונות של סטנו, והתבוננות רביעית בנושא גבישים ידועה כחוק של סטנו. הציטוטים הניתנים כאן הם מתוך תרגום לאנגלית משנת 1916.
"בזמן בו נוצרה שכבה נתונה, כל העניין שנשען עליו היה נוזלי, ולכן, בזמן התהוות השכבה התחתונה, אף אחד מהשכבות העליונות לא היה קיים."
כיום אנו מגבילים את העיקרון הזה לסלעים משקעים, שהובנו אחרת בתקופתו של סטנו. בעיקרון, הוא הסיק כי סלעים הונחו בסדר אנכי בדיוק כפי שמונחים היום משקעים, מתחת למים, כאשר חדשים על גבי ישן. עיקרון זה מאפשר לנו לחבר יחד את רצף החיים המאובנים המגדירים הרבה מסולם הזמן הגיאולוגי.
"... שכבות הניצב לאופק או נוטות אליו, היו במקביל במקביל לאופק."
סטנו טען כי סלעים שהוטו חזק לא התחילו בדרך זו, אלא הושפעו מאירועים מאוחרים יותר - או מהפך מהפרעות וולקניות או מתמוטט מתחת למערות. כיום אנו יודעים שכמה שכבות מתחילות בהטיה, אך עם זאת עיקרון זה מאפשר לנו לאתר בקלות דרגות לא מטבעיות של הטיה ולהסיק מהן שהופרעו מאז היווצרותן. ואנחנו יודעים על גורמים רבים נוספים, מטקטוניקה ועד פריצות, שיכולים להטות ולקפל סלעים.
עיקרון זה חיוני בלימוד כל מיני סלעים, ולא רק משקעים. בעזרתו אנו יכולים להתיר את הרצפים המורכבים של אירועים גיאולוגיים כמו אשם, קיפול, עיוות ומיקומו של סודות ורידים.
העקרונות האחרים נקראים לעתים קרובות חוקים של סטנו, אך זה עומד לבדו בבסיס הקריסטלוגרפיה. זה מסביר בדיוק על מה מדובר גבישי מינרלים ההופכים אותם למובחנים ומזהים גם כאשר הצורות הכלליות שלהם עשויות להיות שונות - הזוויות שבין פניהם. זה נתן לסטנו אמצעי אמין וגיאומטרי להבדיל בין מינרלים זה לזה, כמו גם מתלתלי סלעים, מאובנים ושאר "מוצקים משובצים במוצקים."
סטנו לא קרא את חוקו ועקרונותיו ככאלה. הרעיונות שלו לגבי החשיבות היו שונים למדי, אבל אני חושב שהם עדיין שווים לב. הוא העלה שלוש הצעות, כאשר הראשונה היא:
"אם גוף מוצק נסגר מכל הצדדים על ידי גוף מוצק אחר, משני הגופים שהאחד הראשון נעשה קשה מה שבמגע ההדדי מבטא על פני עצמו את תכונותיו של האחר משטח."
(יתכן ויהיה ברור יותר אם נשנה את "מבטא" ל"מרשים "ונחליף" משל עצמו "עם" אחר ". בעוד העקרונות ה"רשמיים" נוגעים ל שכבות סלע וצורותיהן וכיוונם, עקרונותיו של סטנו היו אך ורק בנושא "מוצקים בתוך מוצקים". איזה משני דברים הגיע ראשון? זה שלא הוגבל על ידי האחר. כך יכול היה לומר זאת בביטחון מאובנים פגזים היו קיימים לפני הסלע שסגר אותם. ואנחנו למשל יכולים לראות שהאבנים בקונגלומרט ישנות יותר מהמטריצה שתוחמת אותם.
"אם חומר מוצק הוא בכל דרך אחרת כמו חומר מוצק אחר, לא רק לגבי תנאי השטח, אלא גם ביחס לסידור הפנימי של חלקים וחלקיקים, זה יהיה כמוהו באשר לאופן ומקומם של הפקה... "
היום אנו עשויים לומר, "אם הוא הולך כמו ברווז ורועד כמו ברווז, זה ברווז." בימיו של סטנו התרכז ויכוח ממושך שיני כריש מאובנים, ידוע כ גלוסקופיות: האם היו אלה גידולים שהתעוררו בתוך סלעים, שרידים של דברים שחיים בעבר, או סתם דברים מוזרים שהציב שם האל כדי לאתגר אותנו? תשובתו של סטנו הייתה ברורה.
"אם נוצר גוף מוצק על פי חוקי הטבע, הוא הופק מנוזל."
סטנו דיבר כאן באופן כללי מאוד, והוא המשיך לדון בצמיחתם של בעלי חיים וצמחים כמו גם מינרלים, תוך שהוא מבוסס על הידע העמוק שלו באנטומיה. אבל במקרה של מינרלים, הוא יכול היה לטעון שגבישים מצטברים מבחוץ ולא צומחים מבפנים. זוהי תצפית מעמיקה שיש לה יישומים מתמשכים עבור סלעים מטוגנים ומטמורפיים, לא רק את הסלעים המשקעים של טוסקנה.