Το 1669, ο Niels Stensen (1638-1686), γνωστός τότε και τώρα από το λατινικοποιημένο όνομα Nicolaus Steno, διατύπωσε λίγους βασικούς κανόνες που τον βοήθησαν να κατανοήσει τους βράχους της Τοσκάνης και τα διάφορα αντικείμενα που περιέχονται σε αυτά. Το σύντομο προκαταρκτικό του έργο, Το De Solido Intra Solidum Naturaliter Contento - Dissertationis Prodromus (Προσωρινή έκθεση για στερεά σώματα φυσικά ενσωματωμένα σε άλλα στερεά), περιέλαβε διάφορες προτάσεις που έχουν γίνει από τότε θεμελιώδεις για τους γεωλόγους που μελετούν όλα τα είδη των πετρωμάτων. Τρεις από αυτές είναι γνωστές ως αρχές Steno, και μια τέταρτη παρατήρηση, σε κρυστάλλους, είναι γνωστή ως νόμος του Steno. Τα αποσπάσματα που δίνονται εδώ είναι από το Αγγλική μετάφραση του 1916.
«Την εποχή που σχηματίσθηκε ένα δεδομένο στρώμα, όλο το υλικό που στηριζόταν σε αυτό ήταν ρευστό και επομένως κατά τη στιγμή που σχηματίστηκε το χαμηλότερο στρώμα, δεν υπήρχε κανένα από τα ανώτερα στρώματα».
Σήμερα περιορίζουμε αυτήν την αρχή σε ιζηματογενή πετρώματα, τα οποία κατανοήθηκαν διαφορετικά κατά την εποχή του Steno. Βασικά, συνήγαγε ότι οι βράχοι είχαν τοποθετηθεί σε κατακόρυφη τάξη ακριβώς όπως τα ιζήματα τοποθετούνται σήμερα, κάτω από το νερό, με νέα πάνω στην παλιά. Αυτή η αρχή μας επιτρέπει να συνδυάσουμε τη διαδοχή της ορυκτής ζωής που καθορίζει
μεγάλο μέρος της γεωλογικής κλίμακας."... τα στρώματα είτε κάθετα προς τον ορίζοντα είτε με κλίση σε αυτό, ήταν παράλληλα στον ορίζοντα."
Ο Steno υποστήριξε ότι τα ισχυρά γέρικα βράχια δεν ξεκίνησαν με αυτόν τον τρόπο, αλλά επηρεάστηκαν από μεταγενέστερα γεγονότα - είτε αναταραχή από ηφαιστειακές διαταραχές ή κατάρρευση από κάτω από τα σπηλιά. Σήμερα γνωρίζουμε ότι κάποια στρώματα ξεκινούν να γέρνουν κλίση, αλλά παρόλα αυτά η αρχή αυτή μας επιτρέπει να ανιχνεύσουμε εύκολα αφύσικους βαθμούς κλίσης και να συμπεράνουμε ότι έχουν διαταραχθεί από το σχηματισμό τους. Και γνωρίζουμε πολλά άλλα αίτια, από την τεκτονική μέχρι τις εισβολές, που μπορούν να γέρνουν και να διπλώνουν βράχους.
Αυτή η αρχή είναι απαραίτητη για τη μελέτη όλων των ειδών των πετρωμάτων, όχι μόνο των ιζηματογενών. Με αυτό μπορούμε να ξεδιπλώσουμε περίπλοκες ακολουθίες γεωλογικών γεγονότων όπως σφάλμα, αναδίπλωση, παραμόρφωση και τοποθέτηση του δίχτυα και φλέβες.
Οι άλλες αρχές ονομάζονται συχνά Νόμοι του Steno, αλλά αυτό βρίσκεται μόνο στο θεμέλιο της κρυσταλλογραφίας. Εξηγεί τι ακριβώς πρόκειται ορυκτών κρυστάλλων που τα καθιστούν διακριτά και αναγνωρίσιμα ακόμη και όταν τα γενικά τους σχήματα μπορεί να διαφέρουν - οι γωνίες μεταξύ των προσώπων τους. Το Steno έδωσε αξιόπιστα, γεωμετρικά μέσα διακρίσεως ορυκτών μεταξύ τους καθώς και από βράχια, απολιθώματα και άλλα "στερεά στερεά στερεά".
Ο Στένο δεν έκλεψε τον νόμο του και τις Αρχές του ως τέτοιο. Οι δικές του ιδέες για το τι ήταν σημαντικό ήταν τελείως διαφορετικές, αλλά νομίζω ότι αξίζει να εξεταστούν. Παρουσίασε τρεις προτάσεις, το πρώτο είναι το εξής:
"Εάν ένα συμπαγές σώμα είναι κλειστό από όλες τις πλευρές από ένα άλλο συμπαγές σώμα, από τα δύο σώματα που ένα πρώτο έγινε σκληρός ο οποίος, στην αμοιβαία επαφή, εκφράζει στην ίδια του την επιφάνεια τις ιδιότητες του άλλου επιφάνεια."
(Αυτό μπορεί να είναι πιο σαφές εάν αλλάζουμε "εκφράζει" σε "εντυπωσιάζει" και αλλάζει "ίδιο" με "άλλο.") Ενώ οι "επίσημες" Αρχές αφορούν στρώματα βράχου και τα σχήματα και τους προσανατολισμούς τους, οι αρχές του Steno ήταν αυστηρά για "στερεά μέσα σε στερεά". Ποιο από τα δύο πράγματα ήρθε πρώτα? Αυτό που δεν περιοριζόταν από το άλλο. Έτσι θα μπορούσε να το δηλώσει με αυτοπεποίθηση απολίθωμα κελύφη υπήρχαν πριν από το βράχο που τους περικύκλωσε. Και εμείς, για παράδειγμα, μπορούμε να δούμε ότι οι πέτρες σε ένα συγκρότημα είναι παλαιότερες από τη μήτρα που τους περικλείει.
"Αν μια στερεή ουσία είναι με κάθε άλλο τρόπο σαν μια άλλη στερεή ουσία, όχι μόνο όσον αφορά τις συνθήκες της επιφάνειας, αλλά επίσης όσον αφορά την εσωτερική διάταξη των μερών και των σωματιδίων, θα είναι επίσης όπως και σε ό, τι αφορά τον τρόπο και τον τόπο παραγωγή... "
Σήμερα θα μπορούσαμε να πούμε: "Αν περπατάει σαν πάπια και αρέσει σαν πάπια, είναι πάπια". Την ημέρα του Στενό, ένα παρατεταμένο επιχείρημα επικεντρώθηκε γύρω τα δόντια των ορυκτών καρχαριών, γνωστός ως glossopetrae: Ήταν ανάπτυξη που δημιουργήθηκε μέσα σε βράχους, υπολείμματα κάποτε ζωντανών πραγμάτων ή απλά παράξενα πράγματα που τέθηκαν εκεί από τον Θεό για να μας προκαλέσουν; Η απάντηση του Στένο ήταν απλή.
"Εάν ένα συμπαγές σώμα έχει παραχθεί σύμφωνα με τους νόμους της φύσης, έχει παραχθεί από ένα υγρό."
Ο Στένο μιλούσε πολύ γενικά εδώ και συνέχισε να συζητά την ανάπτυξη των ζώων και των φυτών καθώς και των ορυκτών, αντλώντας από τις βαθιές του γνώσεις ανατομίας. Αλλά στην περίπτωση των ορυκτών, θα μπορούσε να ισχυριστεί ότι οι κρύσταλλοι συσσωρεύονται από το εξωτερικό παρά να μεγαλώνουν από μέσα. Αυτή είναι μια βαθιά παρατήρηση που έχει συνεχιζόμενες εφαρμογές πυριγενή και μεταμορφωμένα βράχια, όχι μόνο τα ιζηματογενή πετρώματα της Τοσκάνης.