Этот путь открывал возможность воссоздавать «живые» образы давно вымерших животных на фоне природных ландшафтов, типы которых соответствовали адаптивным особенностям самих животных, именно одна из таких картин жизни северодвинских ящеров привлекла внимание И. А. Ефремова и привела его к Сушкину. Впоследствии он говорил, что работа и учеба у Сушкина позволили ему безболезненно пережить крушение иконографического метода. Скелеты перестали быть непостижимой "игрой природы" и мертвыми символами минувших эпох. Их строение, по существу, являлось отражением всего многообразия и сложности взаимодействий в извечной системе природы: организм — среда. Палеонтология открылась Ефремову наукой биологической, полной интереснейших нерешенных вопросов.
В формировании второго, геологического аспекта тафономии решающее значение приобрели экспедиции, в которые Сушкин охотно отправлял начинающего палеонтолога. Они не только приносили ощутимые результаты в виде окаменелостей, но, что не менее важно, положили начало "геологизации мышления" Ефремова, необходимой для оценки геологической летописи. В первой же экспедиции на г. Богдо И. А. Ефремов отметил различия в условиях захоронения остатков земноводных-лабиринтодонтов по сравнению с аналогичными захоронениями в местонахождениях Западной Европы. Отложения с остатками богдинских лабиринтодонтов накапливались в прибрежном илистом мелководье морской бухты. Об этом говорил и тип отложений и раковины морских беспозвоночных. Вместе с тем лабиринтодонты — обитатели пресных вод, и, следовательно, их скелеты и кости были принесены в бухту рекой. Так, Ефремов начал свои первые наблюдения над захоронением наземных позвоночных.
Последующие сезоны летней и, надо сказать, всегда удачной "охоты за ископаемыми" чередовались у И. А. Ефремова с зимней препаровкой материалов, предшествующей их палеонтологическому описанию.
Последнее, помимо знания палеонтологии позвоночных, требовало основательного углубления в смежные биологические дисциплины, такие, как зоология, сравнительная анатомия, остеология. В целом весь комплекс дисциплин в приложении к изучению окаменелостей как биологических объектов был необходимой и составной частью подхода, в котором настоящее служит ключом к познанию прошлого. Еще со времен Ч. Лайеля и Ч. Дарвина этот подход известен как принцип актуализма, согласно которому естественные процессы и силы, действующие в современной природе, были теми же, что и в прошлые геологические эпохи. Следовательно, этот путь раскрывал значение разрушительных и созидательных процессов в длительных изменениях лика Земли, процессов, записанных в каменных страницах геологической летописи. Вместе с тем актуализм, учитывавший ведущую роль физических процессов в эволюции органического мира, способствовал расшифровке биологической природы вымерших организмов. Таким образом, актуализм, как метод познания прошлого, приобретал непосредственное отношение к документам геологической летописи, какими в равной степени являются окаменелости и вмещающие их слои горных пород.
Во время двухлетних раскопок на реках Ветлуге и Шарженге одновременно со сбором фауны И. А. Ефремов проводит детальное геологическое исследование местонахождений. По составу пород, расположению и концентрации остатков земноводных и пресмыкающихся в костеносных линзах выводится заключение об образовании такого типа местонахождений в поясах речных дельт, куда воды нанесли вместе с песком массу трупов животных, преимущественно лабиринтодонтов. Захоронение остатков было подводным, субаквальным, очень быстрым в ходе единого процесса, о чем говорили состав осадков и степень сохранности костей. Гибель лабиринтодонтов была связана с затоплением большой области обитания. Пресмыкающиеся, как более сухопутные животные, не подвергались массовой гибели и их остатки но сравнению с лабиринтодонтами встречались в захоронении значительно реже.
В 1929 г. И. А. Ефремов проводит осмотр динозавровых местонахождений в пустыне Кызылкум, а также в Ташкентском районе и в Киргизии. Многочисленные и громадные по площади местонахождения этого большого региона относились исследователями к так называемому динозавровому горизонту Средней Азии, причем возраст его не имел точной датировки. Множество костей, большей частью неполных, позволило дать лишь общее определение: они принадлежали разнообразным динозаврам позднемеловой эпохи. Вместе с тем состав сопутствующих отложений, крайне необычная фрагментарность и тип сохранности костей, их хаотическое распределение в породе позволили полагать, что остатки динозавровой фауны перемыты и находятся во вторичном залегании и захоронении.
Позднее И. А. Ефремов не раз возвращался к обсуждению возраста и фауны динозаврового горизонта и их отношений к динозавровым фаунам Центральной Азии. Его представления, первоначально принятые частью исследователей, изменились после открытия новых местонахождений динозавров [сноска]. Здесь нет необходимости вникать в существо этих вопросов. Главное, что привлекло внимание и поражало воображение при изучении местонахождений динозавров — поистине громадный масштаб явлений. "Костяные гряды" занимали десятки квадратных километров, местонахождения протягивались широтной полосой вдоль северных окраин Тянь-Шаня. Это было гигантское "поле смерти" с миллионами тонн костей, принадлежавших когда-то миллионам динозавров.
В этой экспедиции поля размытых и разрушенных динозавровых кладбищ впервые открыли И. А. Ефремову грандиозные видимые масштабы создания и разрушения местонахождений. Чтобы понять их образование, знания палеонтологических остатков оказалось недостаточно: в той же мере требовалось тонкое знание геологии.
В выяснении геологической стороны процессов образования местонахождений лучший результат могли дать лишь комплексные геолого-палеонтологические исследования в тех районах, где были известны уже хорошо изученные захоронения наземных позвоночных. Решающую роль здесь сыграли, как отмечал И. А. Ефремов, работы по континентальным пермским отложениям. Еще задолго до установления в России пермской системы эти красноцветные отложения, особенно в Приуралье, где они издавна известны как медистые песчаники, были классическим объектом исследования. В них уже в конце XVIII в. находили окаменелые кости животных.
И. А. Ефремов не ограничивается собственными геологическими наблюдениями местонахождений в заброшенных подземных выработках. Одновременно он проводит розыски и пересмотр сохранившихся архивных материалов по старым горным работам в Приуралье. Среди них были особенно ценными материалы Вангенгейма Квалена. Он опубликовал много верных наблюдений о захоронении органических остатков. Он же в начале 40-х годов XIX в. составил карту медных рудников Южного Приуралья. Она осталась единственным практическим указанием к поискам и установлению местоположения рудников и в ряде случаев давала геологическую привязку прежних находок, упоминавшихся в палеонтологических описаниях. Проводником И. А. Ефремова по Каргалинским рудникам был потомственный штейгер К. К. Хренов. Он работал в шахтах уже в 60-х годах XIX в., знал расположение старых выработок и знакомил И. А. Ефремова с рудниками, наиболее интересными в отношении ранних находок позвоночных.
После первой поездки на Каргалинские рудники в 1929 г. И. А. Ефремов с перерывами четыре раза возвращался к полевым исследованиям в Пермском, Башкирском и Оренбургском Приуралье. Его наблюдения и выводы о захоронении позвоночных в медистых песчаниках вошли в монографию ученого. Практическая сторона геологических наблюдений над условиями захоронения остатков и образования местонахождений образно раскрыта И. А. Ефремовым в его популярной статье о тафономии. "Два года, — писал ученый, — я лазал по заброшенным подземным выработкам старинных рудников, в которых еще в конце восемнадцатого и начале девятнадцатого века наши наблюдательные горняки находили кости интереснейших ящеров — самых древних, какие только были найдены на территории Советского Союза. На стенках старых выработок в заброшенных рудниках прослеживались мельчайшие подробности напластования пород, расшифровывались процессы их отложения, восстанавливались направления струй древних потоков. И вместе с этим накапливалось все больше сведений для палеонтологии — не только знание того, как залегают в породах ископаемые остатки, но и понимание, почему они залегают так, а не иначе" [74, с.53].