ג'יימס דווייט דיינה

תולדות חייו

ג'יימס דיינה נולד בעיירה יוטיקה (Utica) שבמדינת ניו יורק ב-1813. אביו, ג'יימס דיינה (1860-1780), היה יצרן אוכפים ובעלים של חנות מצליחה לחומרי בניין. אמו, הרייט דווייט (1870-1792), הייתה בת למשפחה ידועה של מיסיונרים מניו אינגלנד ואדוקה בדתה. ג'יימס היה הבכור מבין עשרת ילדיהם של בני הזוג דיינה. כבר בנעוריו גילה דיינה עניין במדע, שטופח בידי פיי אדרגטון (Fay Edgerton‏; 1832-1803), המוֹרֶה שלו בבית הספר התיכון ביוטיקה. ב-1830, בגיל 17, החל דיינה ללמוד מדעים באוניברסיטת ייל (אז עדיין קולג' ייל) אצל הכימאי בנג'מין סילימן (Benjamin Silliman‏; 1864-1779) וסיים את חוק לימודיו ב-1833. הוא גילה כישרון למתמטיקה ועניין מיוחד בבוטניקה ובמינרלוגיה, אך כיוון שבאותה תקופה לא ניתן היה להתקיים ממקצועות אלו, החל דיינה לשמש כמורה למתמטיקה עבור צוערים בחיל הים האמריקני. באותה תקופה עוד טרם היה בית ספר ימי, והלימודים התקיימו תוך כדי הפלגה בים. דיינה הצטרף להפלגה של אוניית המפרשים USS Delaware (הושקה ב-1817 ונשרפה בנורפוק ב-1861) והפליג בה לים התיכון, שם חזה בהתפרצות הר הגעש וזוב. הוא חזר לארצות הברית ב-1834 על סיפונה של הפריגטה United States. את רשמיו ומחקריו מהמפגש עם הווזוב סיכם במאמר "על התנאים של הווזוב ביולי 1834" ("On the Condition of Vesuvius in July, 1834") שהתפרסם ב-1835 ב-American Journal of Science, כתב עת שייסד סילימן ב-1818 וערך במשך שנים רבות.
לאחר שחזר ממסעו המשיך דיינה ללמוד מינרלוגיה וכימיה באופן פרטי כשהוא מתגורר לסירוגין בבית משפחתו שביוטיקה ובניו הייבן שבקונטיקט, מקום משכנה של אוניברסיטת ייל. ב-1837 קיבל דיינה משרה כעוזר לפרופסור סילימן במעבדה לכימיה באוניברסיטת ייל. דיינה עבד במעבדה כשנתיים. המשרה העסיקה את דיינה לא יותר משלוש שעות ביום, וביתרת הזמן הוא פיתח בהדרגה שיטה לסיווג מינרלים המבוססת על תכונותיהם הכימיות ועל הקריסטלוגרפיה של גבישיהם. את תוצאות השיטה פרסם דיינה ב-1837 בספר בן 580 עמודים בשם "A System of Mineralogy" (שיטה של מינרלוגיה), שכלל גם מסה על קריסטלוגרפיה. דיינה היה אז בן 24 בלבד, ובזכות הספר יצא שמו לפניו. ספר זה זכה למהדורות רבות, עבר שינויים ותיקונים על ידי דיינה עצמו ועל ידי עורכים אחרים אחרי מותו. הגרסה האחרונה יצאה בשנת 1997.
בהמלצת ידידו הבוטניקאי אסא גריי (Asa Gray‏; 1888-1810), הצטרף דיינה ב-1838 כמומחה לגאולוגיה ולמינרלוגיה למשלחת וילקס, משלחת מחקר בת חמש ספינות לדרום האוקיינוס השקט בפיקודו של הקצין הימי צ'ארלס וילקס. המשלחת הפליגה מנורפוק שבווירג'יניה ב-18 באוגוסט 1838, ולאחר הקפת אמריקה הדרומית בכף הורן, הפליגה לטהיטי, לסמואה, ולסידני שבאוסטרליה. דיינה נשאר לבצע מחקרים באוסטרליה ובניו זילנד, בה בשעה שווילקס המשיך דרומה לכיוון אנטארקטיקה. בספטמבר 1840 הפליגה המשלחת לטונגה ולהוואי. בנובמבר 1840, בהיותה בהונולולו, החליט וילקס לפטר את ג'וזף קות'ווי (Joseph Pitty Couthouy‏; 1864-1808), ששימש כזואולוג הימי של משלחת, ודיינה קיבל גם תפקיד זה. באוקטובר 1841 החלה המשלחת את מסעה חזרה מסן פרנסיסקו שבקליפורניה דרך הוואי, סינגפור והפיליפינים וסביב כף התקווה הטובה והאי סנט הלנה, והגיעה לניו יורק ב-10 ביוני 1842.
דיינה התיישב תחילה בעיר וושינגטון והחל לכתוב את סיכום המחקרים של ארבע שנות המשלחת. בסופו של דבר ארכה עבודה זו 13 שנים, והניבה ארבעה ספרים אותם אייר בעצמו ומאמרים רבים. עם זאת, דיינה לא היה מרוצה משהותו בוושינגטון. ב-1844 הוא חזר לניו הייבן, משכנה של אוניברסיטת ייל. ב-5 ביוני אותה שנה נשא דיינה לאישה את הנרייטה פרנסס סילימן (Henrietta Frances Silliman‏; 1907-1823), בתו של מורו הוותיק בנג'מין סילימן. ב-1846 הוא מונה לעורך משותף של כתב העת American Journal of Science (מאוחר יותר היה גם העורך הראשי), שלו תרם במשך השנים מאמרים רבים על גאולוגיה ועל מינרלוגיה. ב-1850 הוא ירש את מקומו של סילימן באוניברסיטת ייל כפרופסור להיסטוריה של הטבע ולגאולוגיה, משרה בה החזיק עד 1892. ב-1854 מונה דיינה לנשיא השנתי של האגודה האמריקנית לקידום המדע (American Association for the Advancement of Science), שש שנים לאחר היווסדה. דיינה זכה למוניטין בינלאומי ונהג להתכתב עם כמה מחשובי המדענים של אותה תקופה, ובהם אסא גריי, לואי אגסי, חוקר טבע ממוצא שווייצרי שלימד באוניברסיטת הרווארד, וצ'ארלס דרווין. חילופי המכתבים תרמו להפריה הדדית של רעיונות.
ב-1859 סבל דיינה מהתמוטטות עצבים, ככל הנראה כתוצאה מהמאמץ הגופני והנפשי של הכתיבה וההוראה. הוא יצא להחלים באירופה ושהה בה כעשרה חודשים, אך הוא לא נרפא לחלוטין. מדי פעם סבל דיינה שוב מהתמוטטויות עצבים ונאלץ לצמצם עד מאוד את פעילותו החברתית, ובמשך 35 השנים האחרונות לחייו חי בבידוד יחסי. למרות מצבו הבריאותי המעורער לא פסק דיינה מלכתוב ומלפרסם, בין השאר ספרי לימוד בתחום הגאולוגיה והמינרלוגיה, שמהדורות מעודכנות שלהם מתפרסמות גם בימינו. ב-1863, בעיצומה של מלחמת האזרחים האמריקנית, היה דיינה בין מקימיה של האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית. ב-1890 מונה דיינה לנשיא השנתי של החברה הגאולוגית של אמריקה (Geological Society of America), שנה לאחר הקמתה.
ג'יימס דווייט דיינה מת בשלווה בניו הייבן ב-14 באפריל 1895. בנו, אדוארד סולסברי דיינה (Edward Salisbury Dana‏; 1935-1849), היה אף הוא מינרלוג ידוע.

גאולוגיה

תרומתו הגדולה ביותר של דיינה הייתה למדע הגאולוגיה. בין הפרסומים הרבים שכתב בנושא היו ספרי הלימוד בגאולוגיה ובמינרלוגיה, ושלוש מהדורות של ספרו על שיטת סיווג המינרלים שהמציא עוד כשהיה בן 24 ושכלל במשך השנים, כשהוא מתבסס על תכונותיהם הכימיות, הפיזיקליות והמתמטיות. ערוץ חשוב נוסף לתרומותיו בגאולוגיה (כמו גם בענפים נוספים) היה בכתב העת American Journal of Science, שדיינה שימש כעורכו הראשי. לעיתים השפיעו החוויות שעבר על תוכן המאמרים. כך למשל כתב דיינה ב-1849 מאמר מפורט בכתב העת על אזור הר שסטה וקסטל קרייגס (Castle Crags - אזור הררי במערב ארצות הברית) על בסיס הסיור בשנת 1841 במסגרת משלחת וילקס. במאמר הוא תיאר את הסלעים, המינרלים והגאולוגיה של הר שסטה. הגורם, ככל הנראה, לפרסום המאמר, היה מעשי; באותה שנה התחוללה הבהלה לזהב בקליפורניה, ודיינה, כבכיר הגאולוגים של ארצות הברית באותה תקופה וכאחד החוקרים הבודדים שהכיר את אזור צפון קליפורניה מקרוב, הוצף בבקשות לתיאור האזור.
במאמרים שקיבל לפרסום או שפרסם בעצמו וכן בביקורות על מאמרים או על ספרים השפיע דיינה במידה רבה על הגישה לגאולוגיה בארצות הברית בתקופתו. ממחקריו וממחקרים של חוקרים אחרים גיבש דיינה תאוריה שניסתה להסביר את התהליכים שהביאו ליצירת היבשות וההרים, אגני האוקיינוסים והרי הגעש. דיינה ראה בכדור הארץ יחידה גאולוגית אחת שהייתה בתחילה חמה מאוד, וככל שהתקררה כך התכווצה. על פי התאוריה שגיבש, היבשות הם האזורים שהתקררו בצורה המהירה ביותר, והאזורים בין היבשות, כלומר האוקיינוסים של ימינו, נוצרו אחר כך, בשעה שהתכווצות כדור הארץ גרמה לשקיעת הקרקעית וליצירת אגני האוקיינוסים. הלחץ שנוצר בשולי האגנים על שולי היבשות גרם להיווצרות רכסי ההרים, כדוגמת הרי האנדים והרי הרוקי. היבשות התרחבו ועקב כך נעשה אקלימן קשה יותר, ומשום כך נעשו האורגניזמים שחיו על היבשה מורכבים יותר. דיינה, שהיה אדוק בדתו, ראה בכך הוכחה ל"כוח מעל הטבע" שהכין את כדור הארץ לבוא האדם, האורגניזם המסובך מכולם, ולדעתו זוהי מטרת כל התהליכים.
במאמר שכתב קרל ואגה (Karl Mensch Waage‏; 1915-1999), פרופסור לגאולוגיה באוניברסיטת ייל, על ג'יימס דיינה באנציקלופדיה בריטניקה, הוא סיכם את פועלו של דיינה במילים: "במהלך חייו של דיינה, ובעיקר הודות למנהיגותו, צמחה הגאולוגיה האמריקנית מאיסוף וסיווג של עובדות שאינן קשורות זו בזו למדע בוגר".

וולקנולוגיה

כבר במסעו הראשון חזה דיינה בהתפרצות הר הגעש וזוב, שעל אודותיה כתב את מאמרו הראשון. משלחת וילקס, שבה היה דיינה המומחה לגאולוגיה, שהתה באיי הוואי במשך כמה חודשים בשנים 1840–1841. דיינה שמר על קשר מכתבים עם המיסיונר טיטוס קואן (Titus Coan‏; 1881-1801) שחי בהוואי, שסיפק לו תיאורים של התפרצויות הרי הגעש בהוואי, וב-1852 פרסם דיינה מאמר קצר על התפרצות הר הגעש מאונה לואה. תהליך היווצרותם של איי הוואי הוסיף לגרות את סקרנותו של דיינה והוא ביצע מחקר מעמיק יותר בשנים 1880 ו-1881. באמצעות תצפיות על ההבדלים שבין דרגת הסחיפה בין האיים השונים הוא הצליח לוודא שגילם של האיים הולך וגדל ככל שגדל המרחק מהאי הדרומי ביותר. הוא גם ציין ששרשרות איים רבות אחרות באוקיינוס השקט מציגות תופעה דומה של גידול בגילם בכיוון מדרום-מזרח לצפון-מערב. דיינה הסיק ששרשרת איי הוואי מורכבת משני פתילים געשיים, השוכנים לאורך נתיבים מקומרים, מקבילים ונבדלים. הוא טבע את המונחים "לואה" ו"קיאה" לשני נתיבים אלו. נתיב קיאה כלל את הרי הגעש קילוואה, מאונה קיאה, קוהאלה (Kohala), הלאקלה (Haleakalā) ומערב מאוי (West Maui). נתיב לואה כלל את הר הגעש התת-מימי לואהי (Lōʻihi), מאונה לואה, הולאלאלי (Hualālai), קאהולאווה (Kahoʻolawe), לאנאי ומערב מולוקאי.
דיינה שיער כי האופן בו מסודרים איי הוואי משקף פעילות געשית מקומית לאורך אזור בקע גדול. תאוריית "הבקע הגדול" ("great fissure") של דיינה שימשה כהנחת עבודה של כל המחקרים שנעשו אחר כך עד למחצית המאה ה-20. המסקנות אליהם הגיע התבססו על העובדה שלמרבית הרי הגעש של הוואי יש שתי רצועות בקעים, אבל רק אחת מהן פעילה בדרך כלל.
ב-1884 הגיעה להוואי משלחת בראשות הגאולוג קלרנס דטון (Clarence Edward Dutton‏; 1912-1841) והוא הרחיב ופיתח את הרעיונות של דיינה. בין השאר הוא גילה כי על האי הוואי יש חמישה הרי געש, ולא שלושה כפי שספר דיינה, והסיבה לכך היא שדיינה התייחס לקילוואה כאל לוע באגפו של ההר מאונה לואה ואל קוהאלה כחלק ממואנה קיאה. לדטון מיוחסת גם ההבחנה בין סוגי הלבה, בין לבת טרשים (אָאָ) לבין לבת מקלעות (פָּהוֹיהוֹי), אף שדיינה תיאר סוגים אלו קודם לכן. תוצאות המחקר של משלחת דטון דרבנו את דיינה לחזור להוואי ב-1887, והוא פרסם מאמרים רבים על תוצאות משלחת זו ב-American Journal of Science. ב-1891 סיכם דיינה את מחקריו בספר מפורט על מאפייני הרי הגעש, עם דגש על הרי הגעש של הוואי. הספר היה המקור העיקרי על הגעשיות באיי הוואי במשך שנים רבות אחר כך.

זואולוגיה ימית

כאמור שימש דיינה גם כזואולוג של משלחת וילקס, וסיכומיו מן המשלחת יצאו בשני ספרים. הראשון, "זואופיטים" (Zoophytes)‏, שדן באלמוגים ובשושנות ים וכלל תיאורים של 261 מינים של שושנות ים (שמתוכם 203 לא היו מוכרים אז למדע) ו-483 מיני אלמוגים (229 מתוכם בלתי מוכרים). השני, "סרטנאים" (Crustacea), דן בתת-מערכת הסרטנאים, ספר בן 1,600 עמודים. בשניהם עשה דיינה ניסיון לסווג את המינים השונים, וכמו דרווין במקביל אליו, שם לב להתפתחות שחלה במינים, אם כי כנוצרי מאמין הוא ייחס אותם לידו של הבורא. ב-1872 חזר דיינה לנושא האלמוגים, כשהוציא לאור את הספר "אלמוגים ואיי אלמוגים" (Corals and Coral Islands), ספר שיצא בשלוש מהדורות. בספרו מתאר דיינה את הפיזיולוגיה של הפוליפ היוצר את מושבת האלמוגים ואת האקולוגיה של המושבה. הספר דן באריכות בתהליך ההיווצרות של שוניות האלמוגים השונות (אטול, שונית מחסום ושונית שוליים). כשהוא קושר בין ידיעותיו בתחום הוולקנולוגיה, הוא הרחיב את התאוריה המקורית של צ'ארלס דרווין על היווצרות אטולים כתוצאה משקיעת האי הגעשי שסביבו צמחו האלמוגים.