他把系統記的並證明他在旅行期間時光過得多麼有益的詳細日記寄到家裡。他在5月22日至6月從馬爾多納多寫給蘇珊的回信中，述說了他在旅行中所收到的某些成果及今後的計劃。可以看出，這幾行字是寫給父親的。他儘力設法要闡明關於博物學家工作重要性的思想，並表明喬斯舅舅勸說父親准許自己去旅行是正確的。
他寫信告訴姐姐說：「我滿有把握地認為，在這次航行中所花的時間，如果說用在其他一切方面都是浪費的話，那麼對博物學家來說將會是卓有成效的，而且在我看來，為了豐富總的科學寶庫，我們所能做到的那麼一點事情，就會同任何其他目標一樣，也是值得重視的人生目的。這些想法所產生的結果連同對未來的美好展望——在我們過了麥哲倫海峽後，我們面前就會呈現一個美麗如畫的世界——要比目前的愉快感更能促使我下定決心把這次航行繼續下去。想一想安第斯山脈、瓜亞基爾的茂盛森林、南海中的島嶼以及新南威爾士吧！我們將要看到的壯麗而富有特色的風景是多麼多啊！奇異的部落是多麼多啊！對於地質學和無窮的生物研究來說，這是一些多麼好的機會啊！這種展望難道不可以重振最頽喪的精神麼？如果我錯過這個機會，我想我在墳墓中也不會得到安息的。我的確會變成一個幽靈並且出沒于『英國博物館』之中……」6回到「比格爾」達爾文在6月末攜帶自己全部小野獸，又搬回「比格爾」號上來住，開始整理自己從馬爾多納多四郊獲得的寶物，並對此作了簡要的說明。
他特別高興地得知，費茨羅伊打算在即將來臨的夏季繞過合恩角，轉向美洲西海岸去工作。
7月8日，「比格爾」號準備起錨揚帆自馬爾多納多啟航。水手們在緊張地把艦長費茨羅伊在福克蘭群島購買的縱帆船裝備起來，達爾文也忙着把自己的蒐集物仔細包裝好和書信一起交付給郵船。一切準備就緒，7月24日「比格爾」號在閃電中向南沿著至里奧內格羅的航線駛去。

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7達爾文鴕鳥里奧內格羅河口當時位於南美洲東海岸的最南部，居住的都是白人。巴塔哥尼斯市坐落在通往大海的里奧內格羅河口不太遠的地方，這裡的居民除了西班牙人以外，還有印第安人。
達爾文考察了海岸的地質情況，對一些看來是從遙遠的安第斯山脈衝到這裡的巨礫感到驚奇，參觀了能夠大量採取優質純鹽的鹽湖，觀賞了湖上的火烈鳥，考察了鹽湖裡的淤泥並看到了鹽湖上的富裕居民。達爾文在這裡從高楚人那裡聽說有一種鴕鳥新種代替了普通南美鴕鳥。這種鴕鳥個子較小，兩腿較短，腿上長着比較短的羽毛，全身羽毛顏色較深。這新種鴕鳥後來取名為達爾文鴕鳥。

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達爾文決定開始從里奧內格羅向北旅行到布蘭卡港，可是後來卻到達了布宜諾斯艾利斯。一路上，沿途都是覆蓋着枯萎的黃草叢和多刺灌木的淒涼荒野。這裡惟一的一棵罕見的樹被印第安人看作是神壇。樹上掛滿了吊掛在線上的祭品：香煙、麵包、一塊塊布和肉。
樹周圍都是用來作祭品的那些已經發白的馬骨頭。高楚人捉住了一頭迷途的母牛，燃起了火，在平原上做了一頓晚餐，然後宿營。達爾文在日記中寫道：「這是我在野外露宿的第一夜，用馬具充當自己的臥鋪……平原上一片死寂，獵狗，那些像吉普賽人一樣躺在篝火旁睡覺的典型高楚人，——這一切都深深印在我的腦海裡……」達爾文在途中間或碰見野生美洲駝——羊駝或鹿，也經常碰到接連不斷地在草原上迅速跳躍的當地嚙齒目刺鼠。由於逐漸靠近科羅拉多河，荒漠開始換成綠色草原，而蜿蜒的河流兩岸長滿了柳樹和蘆葦。
達爾文馳過了一個沙丘地帶，在驛站稍事休息又繼續前進了。
達爾文在布蘭卡港獃了一段時間，在離布蘭卡港不遠，達爾文最喜歡的地方就是彭塔阿爾塔。達爾文一時與「比格爾」號失去了聯繫，直到8月24日，「比格爾」號到達布蘭卡港，他們才又聯繫上了。「比格爾」號在這裡停泊了一個星期，它又向拉普拉塔駛去。達爾文則留下來，以便繼續前進，走旱路到布宜諾斯艾利斯去。
他又用了一些時間在彭塔阿爾塔收集化石。他在約有 1.5平方公里的地方繼續勘察，所以在這裡挖掘出的化石蒐集物大大增多。他在這裡至少挖掘出了不下五種貧齒類即巨大的樹懶科化石：大懶獸、磨齒獸、臀獸、巨樹懶等。這些大小同大象或犀牛一樣的動物，未必能像現代樹懶科一樣爬上樹去，但它們能用後肢站立起來，能靠像三角架一樣的一對粗厚的腳踵和一個大尾巴的支撐抱住樹，把樹垂倒在地，然後再去吃樹上的葉子。
他在這裡發現了一隻披有骨質甲片的大犰狳的遺骸。同現代南美洲犰狳一比，這就算是真正的龐然大物了。達爾文與嚮導在從海岸返回布蘭卡港的途中，抓住了一隻犰狳，並把它連甲烤熟，但它太小了，連兩個人都不夠吃。
這些發現使達爾文發生興趣不是沒有原因的。使他感到驚異的是，恰恰是在南美洲這個現在依然生存有樹懶科和犰狳的化石。對此應該補充說，在這裡挖掘出的貝殼，一部分是現代貝殼的樣子，另一部分則接近於現代貝殼的樣子。而根據所挖掘出的臀獸骸骨來判斷，這些遺骸還是新鮮的，並且在和許多貝殼一起沉積到礫石裡面去的時候，還被韌帶聯繫着。
因此，應該認為，這些遺骸是屬於很晚的第三紀期的。

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