Ярко и образно описывает он эту неустанную работу природы. Родившись на берегах великой северной реки, Ломоносов с юных лет наблюдал могучее действие весеннего половодья. «Надменные преизобилием вешних вод великие реки, — пишет он в своем сочинении «О слоях земных», — поднимают тяжкие свои земные кровли и, отрывая части от берегов, тянут на себе вниз быстриною. Упирая, отираясь и ударяя в берега безмерными силами, подрывают и опровергают крутые яры и не малые островки сдирают, ломаясь при том и сами с великим шумом. Отставая от берегов, отрывают от гор и далече с собою в низ относят вмерзлые в них зимою камни». Ломоносов подчеркивает всю грандиозность и значительность этих процессов, непрестанно изменяющих лик Земли. «Не больше, — пишет он, — представляемые в бешенстве сильные Гиганты переворочают слоев земных, или натуральнее сказать, все во всем свете рудокопы не перероют столько земли, не опровергнут камней во сто лет, сколько одною весною разрушают оных льды и быстрина беспримерных вод Российских».
Ломоносов останавливается на образовании почвы и впервые четко говорит о происхождении чернозема из наземных растительных остатков. Эти взгляды Ломоносова нашли свое завершение в работах великого русского ученого В. В. Докучаева, выпустившего в 1883 году свою книгу «Русский чернозем».
Ломоносов также положил начало изучению важнейших почвенных процессов — водной (смыв) и ветровой (развеивание) эрозии. Уже в «Слове о пользе Химии» он указывал на «великие дожди», которые «умягчают и размывают землю и легко ил сносят, оставляя тяжкие минералы». Те же мысли развиты им и в сочинении «О слоях земных», где он отмечает и роль ветров, которые «открывают земные недра». Он не упускает из виду и сортирующее действие водной эрозии — вынос водой более легкого мелкозема: «на низких и покатых местах вымывает, легкие черноземные частицы дождями в даль сносит, а песок, садясь на дно скорее, остается удобнее на старом месте».
Особенно существенно, что Ломоносов не только внимательно наблюдал и изучал эти процессы, но постоянно помнил о них в своих геологических работах. Он совершенно справедливо заключил, что эти процессы во многом должны были происходить точно так же и в древние времена. Гигантская работа ветров, рек, морского прибоя происходит беспрерывно на протяжении многих тысячелетий. Признание непрерывности этих процессов, в которых действует и проявляет себя «натура», позволило Ломоносову подчинить все свои геологические взгляды идее изменчивости и развития в природе. Ломоносов выдвигает и устанавливает открытый им новый принцип познания геологического прошлого на основе перенесения на него законов, которым подчинены современные процессы, происходящие на земной поверхности, т. е. задолго до Лайеля, книга которого «Основы геологии» появилась только в 1830 году, формулирует принцип актуализма, который, по справедливости, следовало бы назвать принципом Ломоносова.
Последовательное изложение этих мыслей в гениальном сочинении «О слоях земных» поднимает Ломоносова на еще небывалую высоту как в методологическом, так и в идейном отношении. Ломоносов оставляет далеко за собой решительно всех геологов своего века.
Важнейшие открытия, сделанные Ломоносовым в области геологии, минералогии и почвоведения, вытекали из его общего материалистического понимания природы. Он смело выступает против различных предрассудков и устаревших представлений. Он поднимает на смех объяснение окаменелостей «игрой природы». «Сих я вопрошаю, — обращается он к сторонникам таких воззрений, — что бы они подумали о таком водолазе, который бы из глубины морской, вынесши монеты или ружье, либо сосуды, которые во время морского сражения или от потопления бурею издавна погрязли, и сказал бы им, что их множество производит там, забавляясь своим избытком, прохладная натура? Не меньшего смеху и презорства достойны оные любомудрецы, кои, видя по горам лежащие в ужасном множестве раковины, фигурою, величиною, цветами, струями, крапинками и всеми разность качеств и свойств, коими сих животных природы между собою различаются, показующими характерами, сходствующие с живущими в море, и сверх того химическими действиями разделимые на такие же материи, не стыдясь утверждают, что они не морское произведение, но своевольной натуры легкомысленные затеи».
Ломоносов, по его собственным словам, принадлежал к тем, «которые натуру не столь шутливою себе воображают». Он ищет для всего строго научное объяснение и подвергает сокрушительной критике западноевропейских писателей, «не из черни ученого общества», приписывающих появление раковин на возвышенностях «единственно Ноеву потопу».