Уильям Смит родился в 1769 г. в деревушке  Чёрчилл в Оксфордшире. Он происходил из небогатой, но уважаемой соседями семьи. Его отец в полном соответствии со своей фамилией занимался ремеслом кузнеца. В 18 лет Уильям поступил  в помощники к топографу и быстро освоил эту профессию. В 1791 г. он переехал в Сомерсетшир, где занимался сначала топографической съёмкой, а потом стал горным инженером в угольной компании.

Уильям Смит - отец научной стратиграфии
Уильям Смит
Фото: Wikipedia

Ещё будучи топографом, Уильям Смит увлёкся сбором окаменелостей на холмах Оксфордшира и Сомерсетшира. Позже, когда он работал на одной из старейших угольных шахт края, Смит начал приглядываться к слоям пород, которые пронизывала шахта. Они также включали в себя останки древних организмов. Инженеру нетрудно было заметить, что определённым слоям (стратам) соответствует определённый тип окаменелостей. Позже он имел случай убедится, что, во-первых, пласты эти обычно следуют друг за другом в определенном порядке, который сохраняется в различных районах Англии. Во-вторых, ископаемые остатки двух соседних пластов сравнительно мало отличаются между собой. В третьих, чем дальше отстоят друг от друга (по вертикали) отдельные пласты, тем больше разнятся и схороненные в них останки организмов. 

 

В 1799 г. Смит  предложил  гипотезу, включающую в себя  два постулата:

  1. слои, содержащие одинаковые окаменелости, являются одновозрастными;
  2. слои, содержащие разные окаменелости, являются разновозрастными.

Таким образом, по содержащимся в породах останкам животных и растений  можно определять относительный  возраст этих пород.  Именно относительный, об абсолютном возрасте нашей планеты и её геологических слоёв тогда никто ещё не мог сказать ничего определённого.

Гравюра из монографии 1815 г. Уильяма Смита
Гравюра из монографии 1815 г. Уильяма Смита
Фото: Wikipedia

Чтобы обосновать свою теорию, Смиту нужно было показать, что прослеживая один и тот же слой на всем его, доступном геологу, протяжении, можно найти одни и те же ископаемые формы. Это требовало многолетнего кропотливого труда. Во время работы в угледобывающей отрасли, он исследовал стены шахт, внимательно рассматривал породы, извлечённые из горных глубин. В качестве инженера и топографа Смит много путешествовал и собрал ценнейшую коллекцию окаменелостей из различных районов страны. Особенно помогла ему работа на Сомерсетском угольном канале, водной транспортной артерии, входивший в систему доставки угля из шахт графства Сомерсет в Лондон. Она позволяла сделать сравнительный анализ окаменелостей не только по вертикали, но и по горизонтали. Осмотр стен канала позволил инженеру проследить состав пластов на протяжении 29 км. Рассказывают, что когда Смит ехал куда-нибудь в коляске или дилижансе, он всегда сидел рядом с кучером и рассматривал обочину дороги.  При строительстве дорог часто обнажаются геологические пласты, обычно скрытые под почвой. Смит никогда не расставался с молотком и при малейшей возможности просил кучера остановиться, чтобы отбить образец породы.

 

Карта, которая изменила мир

Итак, первым этапом работы Уильяма Смита был сбор образцов окаменелостей из разных пластов в различных районах Британии. Вторым этапом стало составление шкалы, где были указаны основные типы окаменелостей, характерные для определённого слоя, и наиболее часто в нём встречающиеся. Такие ископаемые формы (главным образом моллюски) называются в современной геологии руководящими ископаемыми.  Часто такую роль играют разные виды аммонитов и белемнитов. После пятнадцатилетнего периода сбора материала Смит построил сводный стратиграфический разрез Англии, где выделил 23 последовательных слоя.

Первая стратиграфическая таблица, 1799 г.
Первая стратиграфическая таблица, 1799 г.
Фото: Wikipedia

Третьим этапом работы стало составление геологической карты Британии, где разновозрастные слои были обозначены различными цветами. В настоящее время эта раскрашенная Смитом вручную карта как величайшая реликвия висит на стене в одном из помещений Лондонского Геологического общества. Для большей сохранности, она прикрыта специальной защитной шторкой, но иногда на неё позволяют полюбоваться. Специалисты не устают поражаться, как мало первая стратиграфическая карта Британии отличается от современных. Ныне это творение Уильяма Смита громко именуют Картой, которая изменила мир, а её творца — Отцом  геологии и стратиграфии, но  тогда, после 1815 г. в жизни Смита наступила чёрная полоса.

 

В последние годы накануне публикации карты инженер не работал по специальности, посвятив всё своё время научным изысканиям. Публикация карты принесла ему определённый доход, так как имела немалое практическое значение. Располагая информацией о геологическом строение местности, можно было более удачно выбрать маршрут для прокладывания очередного канала или предположить место залегания тех или иных полезных ископаемых. Не стоит забывать, что начало XIX в. - эпоха Промышленной революции в Англии. Так что информация, опубликованная Смитом, оказалась исключительно востребованной.

Первая стратиграфическая таблица, 1799 г.
Ископаемая коллекция Уильяма Смита, которая помогла ему выпустить первую геологическую карту
Фото: Wikipedia

Вскоре Смит занялся подробным картографированием любопытного в геологическом отношении района между Лондоном и Сноудоном. Он рассчитывал получить за эту новую карту приличные деньги, но совсем не умел соблюдать коммерческую тайну. По свидетельству его друзей, Смит охотно делился информацией о своей работе со всеми желающими. Случилось так, что в 1817 г. новая карта была опубликована плагиаторами, и не просто опубликована, а продана лицам, заинтересованным в геологической разработке района.

Геологическая карта Англии, Уэльса и южной Шотландии У. Смита, 1815 г.
Геологическая карта Англии, Уэльса и южной Шотландии У. Смита, 1815 г.
Фото: British Geological Survey (NERC)

В результате, двухлетняя работа осталась неоплаченной, и отцу английской геологии и стратиграфии, основоположнику палеонтологического метода датировки горных пород пришлось провести какое-то время в долговой тюрьме. Он лишился своего дома, коллекций и книг.

 

Музей в Скарборо

После освобождения Смит вернулся к профессии топографа. Он снова, как и в молодости, много странствовал, что давало ему возможность пополнять свои знания по геологии Британии и начать собирать новые коллекции взамен утраченных. Особенно богатый материал к размышлениям давало начавшееся в это время в Англии внедрение принципиально нового вида транспорта — железнодорожного. Началось активное строительство рельсовых путей, и специальность Смита стала весьма востребованной, а он имел возможность изучать горные породы извлекаемые на поверхность при строительстве туннелей. Наконец, один из нанимателей, некто сэр Джон Джонстон, человек образованный, богатый и влиятельный, узнал в скромном топографе автора замечательной стратиграфической карты.

 

Пользуясь покровительством  Джонстона, Смит обосновался в Скарборо, городе на севере Йоркшира, и взялся за создание геологического музея, ныне известного под названием The Rotunda Museum. Довольно живописное по архитектуре здание, снабжённое романтической круглой башней, было возведено в 1829 г. Художественную идею предложил архитектору сам Смит.  На сегодняшний день это одно из старейших в Великобритании музейных зданий, построенных специально с этой целью. Деньги на строительство музея выделило Философское общество Скарборо, председателем которого был Джонстон.

The Rotunda Museum
The Rotunda Museum
Фото: Wikipedia

В круглом помещении музея, внутри башни, окаменелости размещены в том порядке, в каком их можно видеть в геологических пластах: более молодые — под самой крышей, более древние — внизу. Представленные в музеи породы отражают береговую линию Йоркшира, которую Смит изучал вместе со своим племянником и учеником Джоном Филипсом, впоследствии ставшим весьма крупной фигурой в геологической науке XIX в. Особенно богатая коллекция ископаемых останков, представленных в Скарборском музее, относится к юрскому геологическому периоду (195 — 137 млн. лет назад). Как потом выяснили учёные, именно в эту эпоху начался расцвет динозавров и прочих ящеров. Несколько позже отрезок Британского побережья, на котором стоит Скарборо, получил название Йоркширского Берега Динозавров, но во времена Смита никто ещё не знал такого слова. На сегодняшний день коллекция музея включает в себя останки 5500 ископаемых животных и растений и образцы 3000 минералов. Если судьба вдруг занесёт вас в Йоркшир, не упустите возможность.

Внутри Rotunda Museum
Внутри музея
Фото: Scarborough Museums Trust

 

Земная слава

Начиная с 1831 г. на Уильяма Смита обрушилось, наконец, признание высших академических кругов. В последнее десятилетие своей жизни (он умер в 1839 г.) основоположник научной стратиграфии получил целый ряд наград и званий, в частности в 1835 г. он стал почётным доктором знаменитого Тринити-колледжа.  

 

С тех пор, как Смит взялся за разработку своей теории прошло уже более двухсот лет, но палеонтологический метод датировки пластов остаётся базовым в геологии. Провозглашённые им принципы считаются классическими, хотя и с некоторыми оговорками. Так, если первый постулат, о том, что пласты с одинаковыми окаменелостями имеют одинаковый возраст, представляется незыблемым, то со вторым всё не так просто. Смит, как вы помните полагал, что пласты с разными окаменелостями непременно имеют разный возраст, но это не всегда так. Различные окаменелости могут иметь один возраст, но относиться к разным экологическим условиям. Так что на протяжении двухсот лет в геологическую картину, нарисованную английским инженером, вносились различные уточнения. Тем не менее, хочется особенно подчеркнуть, что Смит — не просто автор базовой идеи.  Он собрал и классифицировал огромное количество материала, и ещё при его жизни палеонтологический метод («метод Смита») активно применялся на практике.

 

Надо сказать, что сам Смит полагал главными потребителями своих идей промышленников, людей сугубо практических.  Порой он демонстрировал удивительное равнодушие к тому, чтобы разобраться в вопросе, почему горные породы залегают именно так, а не иначе.

«Я не стал ломать голову над происхождением пластов и удовлетворился знанием того, как они расположены,— писал он. — Вопросы «почему» и «зачем» не могут относиться к компетенции маркшейдера».

Впрочем, трудно поручиться, что Смит был до конца искренен в этом своём высказывании.

 

Как бы там ни было, именно работа, проделанная горным инженером Уильямом Смитом, позволила палеонтологам сделать решительный шаг к тому, чтобы начать отвечать на вопросы «почему» и «зачем». Этап неосмысленной охоты за диковинками окончился. Теперь стало ясно, что при обнаружении в земле или камне останков очередного сказочного чудовища необходимо тщательно изучать сопутствующие породы и содержащиеся в них мелкие окаменелости. Благодаря методу Смита отрывочные картины далёкого прошлого Земли впервые стали складываться в последовательное повествование.