Путешествия его начались рано — научной командировкой по биологическим и агрономическим лабораториям Европы.
Это Вильямс организовал в 1894 году пять русских сельскохозяйственных отделов на Колумбовой выставке в Чикаго, где была экспонирована докучаевская коллекция почв.
Он исходил пешком поля и виноградники Прованса, дюны и верещатники Северной Германии; он был в Калифорнии и у Великих озер; он изучил канадскую житницу Саскачеван, где пшеницей засеяна распаханная прерия.
Он изъездил черноземную полосу России, исследовал истоки Волги, Оки, Сызрани и тургеневской Красивой Мечи. Он участвовал в закладке первых чайных плантаций в Чакве, возле Батуми. Знаменитые подмосковные поля орошения в Люблине устраивались Вильямсом.
Он странствовал по Сибири.
И вот в его уме встала картина гигантской и единой, от полюсов до экватора, жизни Земли, единого почвообразовательного процесса планеты.
Он дает свое, острое определение: «Почва — рыхлый поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений».
Тут не констатация: отчего произошла почва, а сразу быка за рога: каковы функция и значение почвы. Определение смотрит вперед, а не назад.
Вильямс видит в почвоведении синтез естествознания. Но все процессы в «четвертом царстве природы» — это особые процессы.
Химизм почвы (химизм поражающего богатства и напряжения!) — это вовсе не простой химизм любой минеральной породы. «Весь химизм почвы есть не более, как функции органического вещества ее…». «И когда неумелая обработка распылит строение почвы, когда запаса воды в ней не хватает даже для обеспечения самого малого урожая, когда жизнь в ней замрет, не находя необходимых для себя условий, не вносим ли мы в нее органическое вещество — навоз? Нет, мы вносим навоз только для того, чтобы вновь оживить в мертвой почве те биологические процессы, которые угасли вследствие несовершенной, не отвечающей цели обработки и без которых замирает всякое движение вещества».
Вильямс находит в родящей почве настоящую «коллоидальную среду». В «коллоидальном состоянии» находится, как известно, живое вещество организмов.
Исследователь поясняет, что влечет за собой это состояние для почвы: «Чрезвычайное развитие внутренней поверхности» — огромная внутренняя емкость этой щепоти земли, которую вы можете взять пальцами; «развитие нового свойства — поглотительной способности…»
Обнаженный костяк Земли, высится могучий утес. Время летит над ним. Днем его накаляет зной, студит ночь. Сеть тонких трещин-морщинок пробегает по нему. И странный, не то шелестящий, не то певучий звук рождается в его каменной груди в те часы, когда ночь переходит в день и день в ночь.
Ветер бьет по утесу. Бури секут его колючей пылью. Они выбивают в нем подобие пчелиных сотов. Дожди смывают долой измельченную труху его слабеющего, некогда литого тела. В холодные зимние ночи в трещинах замерзает вода. И, как распорка, раскалывает глыбы.
И вот рушится член за членом гигант, источенный, истертый временем. Грудой рухляка становится каменный костяк Земли…
И всюду, где на поверхности появится рухляк — в морщинах ли скал, под выдутым ли песком, под растаявшим ли, отступившим ледником, — жизнь начинает на рухляке свое дело — созидание почвы.
Первичная пленка ее тончайшая. Она результат работы бактерий. «Пустынный загар», говорит об этой пленке ученый, не забывший, что об руку с его наукой о великом мире идет сестра ее — поэзия.
Огонек жизни затеплился в мертвой пустыне. И манит он к себе путников, странников живого мира.
Первой приходит водоросль. Вильямс знает ее имя. Черная маленькая водоросль — «дерматокаулон ювеналис». Она умножается. «Загара» уже не видно под плотным черным слоем ее.
Приходят лишайники.
Начинается развитие лишайниковой тундры.
Это самая молодая почвенная зона Земли.
Где эта зона? На севере?
Но Вильямс находит окаменелые остатки тундровых лишайников на привезенных в Москву валунах из лёссов Средней Азии.
Значит, не зона это только — это стадия. Через нее прошли все зоны.
Надо освоиться с этим изумляющим выводом: «Почвенные зоны и типы почв, которые различаются в почвоведении, лишь статические моменты единого, колоссального по длительности и протяженности динамического процесса».