ויליאם סמית

שנותיו הראשונות

ויליאם סמית נולד בכפר צ'רצ'יל באוקספורדשייר כבכורו של הנפח ג'ון סמית, נצר למשפחת חקלאים. בגיל 7, עם מות אביו, עבר ויליאם לבית דודו. עוד בגיל צעיר היה אספן מאובנים נלהב, ובטרם הבין את ערכם המדעי – השתמש בהם ביחד עם חבריו כגולות משחק. מאחר שלא חפץ בחיי-חווה, הוא החל ללמוד בעצמו מתמטיקה, שיטות מדידה וגאומטריה. סמית היה מוכשר ברישום, ולמד להכיר את הטופוגרפיה ואת משק המים ואוצרות הטבע של דרום ומרכז אנגליה, ובעיקר את הגאולוגיה.

מחקר גאולוגי

דודו, שלא היה מאושר מהנער שאהב לשוטט ולאסוף מאובנים, היה מרוצה כאשר סמית בן ה-18 החל לעבוד כעוזרו של מודד בגלוסטרשייר. סמית הפך למודד מיומן בזכות עצמו ועבר להתגורר בסומרסט, שם עסק בסקירה לצורך בניית "תעלת הפחם של סומרסט", שהייתה עתידה להוביל פחם מהמכרות בצפון המחוז. חפירת תעלות מסוג זה צברה תאוצה בימים הראשונים של המהפכה התעשייתית, בטרם הומצא מנוע הקיטור.
כתוצאה מעבודתו הפך סמית למה שקרוי כיום מהנדס אזרחי, והעניק ייעוץ בנושא בניית תעלות, העמסת פחם וכרייה. במהלך הסקרים הבחין כי המסלע בנוי משכבות עמוקות וסדירות, כ"פרוסות לחם וחמאה" רבות.

קשיים וכשלונות

זמן קצר קודם-לכן הסתיימה העסקתו של סמית בתעלה – כנראה עקב מחלוקת הנדסית – וייתכן כי החל לחשוב על מציאת יישום מעשי ומשתלם לרעיונותיו החדשים. שמו של סמית כמהנדס גאולוגי יצא לפניו, ובמהלך השנים הבאות עסק במיזמי השבחה בנורפוק ובוויילס, שיקום המעיינות החמים בבאת' ומיזמי תעלות רבים. הוא גם נשכר כיועץ בנושאי ניקוז על ידי בעלי אחוזות עשירים. אלה ביקשו לפתח חקלאות בשטחיהם, אך היו מעוניינים גם באוצרות הטבע שאדמותיהם עשויות לנצור. עת הושלמה בנייתה של התעלה, החל לסקור את אזור הכפר האלטרו (Hallatrow) ביחד עם שותפו ג'רמיה קרוז (Jeremiah Cruse), שנשא בעיקר הנטל, ועסק בהנדסה בחלקים שונים של בריטניה. הוא סייר באנגליה ובויילס במטרה להפיק מיפוי גאולוגי שלם שלהן, תוך שימוש בעקרון הנשען על רצף המאובנים, אולם התקדמותו הייתה איטית והמימון לפרסום מפות כאלה היה קשה להשגה.
בתקופה זו – בה התמעטו יערות שנכרתו לצורך בניית ספינות והתגבר הביקוש לחומרי גלם עקב התפתחות התעשייה, החקלאות ופריצת המלחמות הנפוליאוניות – גדל גם הצורך במציאת פחם. ניסיונות חיפוש רבים נכשלו, וסמית – שהכיר את סדר השכבות – ידע שהחיפושים נערכו גבוה מדי בטור הסטרטיגרפי, אך גם הוא טעה רבות עקב מורכבויות בלתי-צפויות במבנה המסלע.
סמית הכין טיוטה לספר בשם " Accurate Delineations and Descriptions of the Natural Order of the Various Strata that are Found in the Different Parts of England and Wales, with Practical Observations Thereon", אך הספר לא התפרסם עקב פשיטת רגל של המו"ל המיועד ב-1801 ושוב ב-1804. תוכנו פורסם רק ב-1942, בתוך מאמר של חוקר במוזיאון הבריטי.
ב-1804 עסק סמית בסקר מכרות וערך סיורים במקומות מרוחקים תוך איסוף מידע. באותה שנה עבר ללונדון, שם הציג את המפות שיצר ואת אוסף המאובנים שלו, אותם סידר במדפים משופעים, באופן שהדגיש שכבתיות וסדר היווצרות תלת-ממדי – כפי שהופיעו בסלעי אנגליה.
מאמציו להתקדם במחקריו היו דלים ולא שיטתיים בגלל תובענות עבודתו. אף שהיה ברור כי סמית התכוון לפרסם מפה גאולוגית של אנגליה, ויילס ודרום סקוטלנד, מיזם זה לא התממש במלואו עד 1815. ענייניו של סמית לקחו אותו לכל קצווי בריטניה, והוא צבר ידע טופוגרפי וגאולוגי בכל מקום – עד לנקודה בה הדהים בידע הרב שצבר על הפרטים שאסף. באותה תקופה הכיר סמית את ג'ון פאריי (John Farey) – גאולוג ומתמטיקאי. השניים יצאו ביחד לסיורי-שדה, ופאריי הפך לתומך קבוע בעבודתו של סמית. היכרות נוספת שלו – עם הקרטוגרף ג'ון קארי (John Cary) – הובילה לשיתוף פעולה כאשר סמית השתמש במפת אנגליה וויילס של קארי כבסיס למפה הגאולוגית שלו.
בשנת 1807 נוסדה החברה הגאולוגית של לונדון ונשיאה הראשון היה ג'ורג' בלאס גרינאו (George Bellas Greenough). סמית לא הצטרף לחברה, אף שנראה כי טבעי שכך יקרה, משתי סיבות: האחת – מוצאו היה נמוך מזה של מייסדי החברה, והצטרפות הייתה כרוכה בהזמנה מצדם. הזמנה כזו לא הגיעה אל סמית. השנייה – פטרונו – ג'וזף בנקס – היה מסוכסך עם מייסדי החברה, ואף ראה בחברה שייסדו תחרות לחברה המלכותית "שלו". בנוסף, חברי החברה הגאולוגית בראשית דרכה התעניינו בעיקר במינרלוגיה והטילו ספק בערכה של הביוסטרטיגרפיה של סמית.
סמית נישא ב-1808 לאשה חולנית ואסף לביתו את אחיינו, ג'ון פיליפס. באותה שנה זכה סמית לביקור של גרינאו ומנהיגים אחרים בחברה הגאולוגית, אך הם לא הביעו התרשמות מעבודתו.
שחזור המעיינות החמים בבאת' נחל כישלון בגלל הצפה והתמוטטות שאירעו ב-1810 בבור בכפר סמוך בו נערכו עבודות באותה עת. סמית נשלח לשם כדי להשיב את זרימת המים למרחצאות. לאחר תביעה למלא את הבור כדי להימנע מהוצאות נוספות, מצא סמית דרך לפקוק את הדליפה ולשאוב את המים.

המפה ששינתה את העולם

סמית לא נרתע מקשיים כלכליים, ולבסוף, בעזרת 400 מנויים שחותמו למיזם, הסתיימה הפקת המפה ב-1812. ב-1815 פורסמה המפה בשם "A Delineation of the Strata of England and Wales with part of Scotland", והמידע הוכנס לתוכה באמצעות תחריט של ג'ון קארי. היא לוותה ברשימות שערך סמית, כולל רשימות על סקוטלנד, ובהדפסים צבעוניים. אלה הוגשו בארבעה חלקים בשנים 1816-1819, וסיפקו תיאורים של יחידות סטרטיגרפיות שבחר סמית ואיורים צבעוניים על נייר צבעוני של המאובנים המאפיינים בכל שכבה – מסודרים על-פי הארגון הטבעי שלהם בשכבות.
בעמוד השני של התזכיר שליווה את המפה כתב סמית:
קיימת מידה רבה של סדירות במיקום ועובי ה... שכבות; ואף שנמצאות תזוזות במכרות הפחם, וכמה פרצות (חללים) במסלולם השטחי, עדיין... הסדר הכללי נשמר; ו... כל שכבה היא... בעלת מאפיינים מסוימים של עצמה, מציגה אותם מאפיינים חיצוניים ותכונות כימיות, ואותה חיצוניות וארגון של מאובנים לאורך כל מסלולה.
למעשה, אף אחד מהפרסומים לא היה שלם לגמרי. המפה הראשית פורסמה על 16 גליונות, כשאחד מהם משמש למקרא. ייתכן והעותק של בנקס הנמצא ברשות הספרייה הבריטית הוא המקורי, אך אין בכך ודאות. גודלה של המפה כולה – שקנה-המידה שלה הוא אינץ' ל-5 מיל: 2.6x1.8 מ'.
כ-400 עותקים של המפה הופצו, מוספרו ונחתמו על ידי סמית עצמו. המפות הוצעו בשישה פורמטים שונים ומחירן נע בין 5 גיני ל-12 לירות שטרלינג. כל עותק של המפה נצבע ביד על ידי אמנים ששכר קארי – לא תמיד לשביעות-רצונו של סמית, והם יצאו בחמש מהדורות בשנים 1815-1817. בדיקה של עותקי מפות הסקר של סמית הראו כי הוא הוסיף מידע למהדורות חדשות בכל עת שזה היה זמין לו.
בסופו של דבר, המפה הגאולוגית שפרסם סמית ב-1815 העניקה לו מוניטין וכבוד רב. בספרו מ-2001, "The Map that Changed the World" – המפה ששינתה את העולם – מספר סימון וינצ'סטר את סיפורם של ויליאם סמית והמפה.

פרסומים ואכזבות

לרוע המזל, הקהילה המדעית בת-זמנו של סמית התעלמה מהמפה: מוצאו הצנוע והשכלתו המוגבלת היוו מכשול להצלחה בחברה המשכילה.
סיבה נוספת התגלמה בדמות המחלוקת בין סמית לגרינאו, שהייתה מדעית רק בחלקה. השנים הראשונות של החברה הגאולוגית נשלטו כנראה על ידי הפילוסופיה של פרנסיס בייקון, שגרסה תצפיות אמפיריות נטולות-תאוריה. סמית לא יכול היה ליצור מפה שאינה נשענת על תאוריה, וגם גרינאו גילה זאת בסופו של דבר. עם זאת, גרינאו החמיא לסמית על המפה שלו בדרך מקורית: גניבה ספרותית. הוא שכר את שירותיו של ג'ון פאריי, השיג את חומר הרקע של סמית ויצר מפה תוך טענה כי היא תשמש לעניינים פנימיים של החברה הגאולוגית. למעשה התכוונו חברי החברה הגאולוגית למכור את המפה שלהם במחיר נמוך, וסמית מצא את עצמו ממשיך בעבודתו לבד, תוך דילול נוסף של משאביו הכלכליים.

משבר כלכלי

מצבו הכלכלי של סמית המשיך להידרדר, במידה רבה בשל ניהול כושל של נכסיו: רכישת הבית ליד באת' בו התגורר לעיתים נדירות, שכירת בית בלונדון היקרה, ואחרי שזה עלה באש – שכירת בית גדול ויקר יותר. על אף מצבו הכלכלי הקשה דחה סמית את מכירת אוסף המאובנים שלו על-מנת שיוכל לשלם את חובותיו, אולם ב-1817 נאלץ למכור אותו ואת הקטלוג המצורף למפה, "Stratigraphical System of Organized Fossils" – למוזיאון הבריטי תמורת 700 ליש"ט. מכירה זו רק דחתה את המשבר הכלכלי אליו נקלע, וב-1819 נכלא למשך כמה שבועות בבית כלא לבעלי חוב – משם השתחרר לאחר שמכר את נכסיו ליד באת'. באותה שנה אושפזה אשתו, שלקתה במחלת נפש.

אחרית ימיו

לאחר שחרורו מהכלא פנה צפונה. אחיינו כתב מאוחר יותר כי סמית "ויתר בצער רב על הנכס הקטן והיקר ללבו ליד באת', עזב את לונדון, והסכים להיות חסר-בית." ובכל-זאת, לא היה זה קיום דל.
סמית המשיך בעבודתו והפיק חתכים גאולוגיים לכמה ממחוזות אנגליה ב-1817, שפורסמו בשנים 1819-1824 כאטלס גאולוגי. מפות בקנה-מידה קטן יותר – אינץ' ל-15 מיל – יצאו ב-1820 וכללו עדכונים עד למהדורה האחרונה ב-1828.
סמית פרש לסקרבורו בצפון יורקשייר וחבר לקבוצה של גאולוגים נלהבים – אחד מהם אף שכר אותו לייעוץ בנכסיו – וסייע בייסוד החברה הפילוסופית של סקרבורו ובהקמת מוזיאון רוטונדה. המוזיאון נבנה על-פי תוכניות שסיפק סמית ומכיל אוסף מרשים של 5,500 מאובנים ו-3,000 מינרלים. סמית התקיים מעריכת סקרים ומהרצאות בסיוע אחיינו, ג'ון פיליפס.

הכרה מאוחרת

במהלך תקופה זו סייע סמית לגאולוגים אדם סג'וויק ורודריק מרצ'יסון בהיכרות עם השימוש במאובנים לצרכים סטרטיגרפיים. סיוע זה הניב פירות בקביעת תורים גאולוגיים: דבון וקמבריון (סג'וויק) וסילור (מרצ'יסון).
במהלך השנה שלאחר כליאתו – תחת השפעת המפה שפרסם – שינו חברי החברה הגאולוגית את גישתם לסמית ולעבודתו והוסיפו למפה שלהם מידע מבוסס-מאובנים של סמית. עם זאת טען גרינאו כי השימוש במאובנים "הוערך יתר על המידה". סמית ותומכיו טענו לזכות-ראשונים בכמה הזדמנויות, אך זו לא הוכרה עד שחלו חילופי-גברי בחברה הגאולוגית.
עבודתו נסקרה והוערכה בספר "Outlines of the Geology of England and Wales" פרי עטם של הגאולוגים ויליאם דניאל קוניבר וויליאם פיליפס, שסקר התפתחויות בסטרטיגרפיה של אנגליה. גם חוקר הטבע הצרפתי ז'ורז' קיווייה קיבל את תצפיותיו של סמית בעניין רב, ואף הציע כי סלעים בצרפת המכילים מאובנים דומים לסלעים בני-גילם באנגליה שהכילו אותם מאובנים. מכאן נולד הרעיון כי סוגים מסוימים של מאובנים התקיימו במשך תקופת-מה בכדור הארץ, וכי שכבות סלע המכילות אותם מתואמות במקומות שונים בעולם – גם אלה הנמצאים מרחק רב זה מזה.
קשריו של סמית עם אדם סג'וויק ורודריק מרצ'יסון השתלמו בסופו של דבר, וב-1831 הוכרה לבסוף תרומתו של סמית למחקר הגאולוגי: החברה הגאולוגית העניקה לו את המדליה הראשונה על-שם וולאסטון, שכיהן כנשיא החברה ב-1820. סג'וויק – שהיה באותה עת נשיא החברה – הכיר בחובו האישי לסמית וכינה אותו "אבי הגאולוגיה האנגלית". בהעניקו את המדליה לסמית אמר סג'וויק:
אם, בשל הגאווה בכוחנו הנוכחי, אנו נוטים לשכוח את מוצאנו, דיבורנו-אנו בוגד בנו: מאחר שאנו משתמשים בשפה שהוא לימד אותנו בינקות למדע שלנו. אם אנו, במאמצינו המשותפים, מסתתים את העיטורים ובונים לאט את צריחי אחד ממקדשי הטבע, היה זה הוא שהעניק את התוכנית, והניח את היסודות, והציב כמה מהקירות המוצקים, בעבודת-כפיו הלא-מסתייעת.
הענקת המדליה היוותה חותם רשמי על ערכה הרב של עבודתו, מה שסייע גם לשפר את מצבו הכלכלי: בשנה שלאחר מכן החל סמית לקבל קצבה ממשלתית שנתית של 100 ליש"ט, שהוענקה לו על ידי המלך ויליאם הרביעי.
ב-1835 השתתף סמית בפגישה של אגודת המדע הבריטית בדבלין, וטריניטי קולג' המקומי העניק לו תואר LL.D.. שלוש שנים אחר-כך מונה לאחד מחברי הוועדה לבחירת אבני בנייה לארמון וסטמינסטר.
בימיו האחרונים היה סמית אדם מאושר, וייתכן ולא היה מודע לכך שגאולוגים חדשים חלפו על פניו. אחיינו של סמית, ג'ון פיליפס – שהיה לימים גאולוג מוכשר בזכות עצמו: חבר באגודה המלכותית ופרופסור באוניברסיטת אוקספורד וזוכה מדליית וולאסטון כדודו – כתב לאחר מות דודו: "מר סמית התרועע מעט מדי עם גאולוגים צעירים במהלך הגילויים, ובדרך שסלל הלכו מתחרים מהירים ממנו." ועדיין, הוסיף פיליפס, אם סמית היה חי, "אף קול לא היה רם משלהם בשבחם אותו, אף לב לא היה פועם בצהלה רבה יותר בכל ניצחון חדש שראו בעמלם."
החוקר הנמרץ – שהיה פעיל כמעט עד יומו האחרון – לקה בהצטננות ולאחר כמה ימים הלך לעולמו. סמית – שהיה בדרכו לוועידה מדעית בברמינגהאם – שהה אותה עת בנורת'האמפטון, שם גם נקבר.

מורשתו של סמית

השאלה שעמדה ביסוד מחקרו של סמית נפתרה באמצעות החתכים הסטרטיגרפיים שיצר, המראים את שכבות המסלע בדרום אנגליה בסדרם הנכון, במקום בו הן יוצרות "עוגת שכבות" סטרטיגרפית. מומחיותו העיקרית התבטאה בסטרטיגרפיה של שכבות משקע מהמזוזואיקון, ובהחלפת החלוקה הליתולוגית הקודמת בהכרה כי לכל שכבה מאפיינים מאובנים משלה. סמית נתקל לעיתים בבעיות זיהוי, אך כחלוץ שהיה – טעויות כשלו היו צפויות בראשית המחקר הביוסטרטיגרפי.

בריאה וזמן גאולוגי

לאורך הקריירה שלו התעניין סמית בארגון הגאומטרי של הסלעים, בשל חשיבותו לצורכי חקלאות וכרייה ולצרכים הנדסיים. קיומו הכלכלי של סמית היה תלוי בידיעת סדר זה. עם זאת, אף שזה היה עניינו הראשוני, הוא שאל את עצמו מדוע קיים הארגון הזה כפי שהוא, כיצד נוצרו השכבות וכמה זמן ארכה היווצרותן.
אמונתו הדתית של סמית הייתה כנראה דומה לזו של בני-זמנו, והוא נהג לבטאה גם בכתיבתו: ב-1817 טען כי "פנים כדור הארץ... נוצר על-פי העקרונות החכמים והטובים ביותר", וכי הנטייה של השכבות היא עדות לעיצוב כזה המאפשר שימוש אנושי בסוגי סלעים שונים. עוד טען כי מאובנים חייבים "להדהים את מעריצי הטבע במידה של יראת כבוד והכרת תודה לבורא הכל-יכול". קודם-לכן, בהקדמה לספר שהחל לכתוב ב-1802 ומעולם לא פורסם, תמך סמית ברעיון מהמאה ה-17 כי נטיית השכבות נוצרה כתוצאה מסיבוב כדור הארץ, כאשר החומרים היו עדיין "במצב רך או עיסתי". אך סמית נטש רעיון זה, הרומז כי סדר סטרטיגרפי אינו מייצג סדר כרונולוגי.
עוד קודם-לכן, ב-1795 – כפי שמתבטא ברשימות שערך פיליפס ב-1844 – חשב סמית כי "כל השכבות הושקעו ברציפות על קרקעית הים, והכילו בתוכן את המינרליזציה של מיני היצורים האורגניים שהיו קיימים אז". טיוטה של סמית מ-1806 מציעה כי סמית חשב על ההשתרעות הנרחבת של "הזמן הנחוץ להשלמה ולרקבון, וכתוצאה מכך להיווצרות התצורה, בתוך מסלע שבבירור נוצר בתוך מים עמוקים ושקטים", וכי זמן גאולוגי כזה "היה מערער את אמונתם של רבים". הרצאותיו של סמית בלידס ב-1825 הפנו באופן מיוחד לראיות גאולוגיות על קיום המבול. נראה שהוא התרשם מטענותיו של ויליאם באקלנד – ב"Vindiciæ Geologiæ; or the Connexion of Geology with Religion explained" שפורסם ב-1820 – על ראיות שנמצאו במערות ביורקשייר התומכות בקיום המבול.
סמית המשיך לתהות על היווצרות המסלע "מהמרה כימית של נוזלים וגזים למצב מוצק, ... ההשתכבות היא תוצאה של עודף מרכיבים לא-מתרכבים של אחד החומרים בשכבה שנוצרה אז, והסדקים האנכיים שנוצרו בשכבה הם תוצר של התמצקות". אולם בהמשך הרצאותיו ובעבודותיו האחרונות הוא שב לרעיונותיו המוקדמים על זיהוי סדר השכבות באמצעות המאובנים שבהן והתועלת בידע מסוג זה.