W 1669 r. Niels Stensen (1638–1686), bardziej znany wtedy i teraz pod łacińskim imieniem Mikołaj Steno, sformułował kilka podstawowych zasad, które pomogły mu zrozumieć skały Toskanii i zawarte w nich przedmioty. Jego krótka praca wstępna, De Solido Intra Solidum Naturaliter Contento - Dissertationis Prodromus (Tymczasowy raport na temat ciał stałych naturalnie osadzonych w innych ciałach stałych) zawierał kilka zdań, które odtąd stały się fundamentalne dla geologów badających wszelkiego rodzaju skały. Trzy z nich są znane jako zasady Steno, a czwarta obserwacja kryształów jest znana jako prawo Steno. Cytaty podane tutaj pochodzą z Tłumaczenie na angielski z 1916 r.
„W czasie, gdy powstawała jakaś warstwa, cała spoczywająca na niej materia była płynna, a zatem w czasie, gdy powstawała warstwa niższa, żadna z górnych warstw nie istniała”.
Dziś ograniczamy tę zasadę do skał osadowych, które były rozumiane inaczej w czasach Steno. Zasadniczo wywnioskował, że skały układano w kolejności pionowej, podobnie jak osady układane są dzisiaj pod wodą, z nowymi na starych. Ta zasada pozwala nam poskładać sukcesję życia kopalnego, które określa
duża część geologicznej skali czasu.„... warstwy albo prostopadłe do horyzontu, albo nachylone do niego, były kiedyś równoległe do horyzontu”.
Steno rozumował, że silnie przechylone skały nie zaczęły się w ten sposób, ale zostały dotknięte późniejszymi wydarzeniami - albo wstrząsami wywołanymi przez zakłócenia wulkaniczne, albo zawaleniem się od spodu przez jaskinie. Dziś wiemy, że niektóre warstwy zaczynają się przechylać, ale jednak zasada ta pozwala nam łatwo wykryć nienaturalne stopnie przechyłu i wnioskować, że zostały zaburzone od czasu ich powstania. I wiemy o wielu innych przyczynach, od tektoniki po wtargnięcia, które mogą przechylać i składać skały.
Zasada ta jest niezbędna w badaniu wszystkich rodzajów skał, nie tylko osadowych. Dzięki niemu możemy rozwikłać skomplikowane sekwencje zdarzeń geologicznych, takich jak winy, składanie, odkształcanie i umieszczanie groble i żyły.
Inne zasady są często nazywane prawami Steno, ale ta sama stoi u podstaw krystalografii. Wyjaśnia tylko o co chodzi kryształy mineralne dzięki czemu są wyraźne i rozpoznawalne, nawet jeśli ich ogólny kształt może się różnić - kąty między twarzami. Dało to Steno niezawodne, geometryczne środki do odróżniania minerałów od siebie, a także od skał, skamielin i innych „ciał stałych osadzonych w ciałach stałych”.
Steno nie zawołał swojego Prawa i Zasad jako takich. Jego własne pomysły na to, co było ważne, były zupełnie inne, ale myślę, że nadal warto je rozważyć. Przedstawił trzy propozycje, z których pierwsza jest następująca:
„Jeśli ciało stałe jest otoczone ze wszystkich stron innym ciałem stałym, z dwóch ciał to jedno pierwsze stało się twarde, co we wzajemnym kontakcie wyraża na własnej powierzchni właściwości drugiego powierzchnia."
(Może to być jaśniejsze, jeśli zmienimy „wyraża” na „robi wrażenie” i przełączamy „własny” na „inny”.) Podczas gdy „oficjalne” zasady dotyczą warstwy skały oraz ich kształty i orientacje, własne zasady Steno dotyczyły wyłącznie „brył w bryłach”. Która z dwóch rzeczy przyszła pierwszy? Ten, który nie był ograniczony przez drugi. W ten sposób mógł śmiało to stwierdzić skamieniałość skorupy istniały przed skałą, która je otaczała. I na przykład widzimy, że kamienie w konglomeracie są starsze niż otaczająca je matryca.
„Jeśli substancja stała jest pod każdym innym względem jak inna substancja stała, nie tylko pod względem warunków powierzchniowych, ale także jeśli chodzi o wewnętrzny układ części i cząstek, będzie to również podobne pod względem sposobu i miejsca produkcja... "
Dzisiaj możemy powiedzieć: „Jeśli chodzi jak kaczka i kwacze jak kaczka, to jest kaczka”. W czasach Steno od dawna trwała kłótnia zęby rekina kopalnego, znany jako glossopetrae: czy były to narośla, które powstały w skałach, pozostałości rzeczy niegdyś żyjących, czy po prostu dziwne rzeczy postawione tam przez Boga, aby rzucić nam wyzwanie? Odpowiedź Steno była prosta.
„Jeśli ciało stałe zostało wytworzone zgodnie z prawami natury, zostało ono wytworzone z płynu”.
Steno mówił tu bardzo ogólnie i kontynuował dyskusję na temat wzrostu zwierząt i roślin, a także minerałów, czerpiąc ze swojej głębokiej wiedzy o anatomii. Ale w przypadku minerałów mógł twierdzić, że kryształy gromadzą się z zewnątrz, a nie rosną od wewnątrz. Jest to dogłębna obserwacja, o którą wciąż się ubiegają skały magmowe i metamorficzne, nie tylko skały osadowe Toskanii.