Ze źródeł opowiadających o zasiedleniu Islandii jasno wynika, że Wikingowie już w 850 roku posiadali takie informacje nawigacyjne, które pozwoliły np. Gardarowi Svafarssonowi na powrót po zimowaniu na Islandii do swojej ojczyzny w Europie.
Wiadomo też, że dziesięć lat później Islandia była celem wielu osadników. Podróż ze środkowej Norwegii do wybrzeży Islandii z szybką przesiadką zajęła około siedmiu dni. Aby tego dokonać, trzeba było dobrze nawigować na otwartym morzu, z dala od wybrzeża. Pod koniec X w. Wikingowie rozpoczęli żeglugę na Grenlandię od zachodniego wybrzeża Islandii, co przy sprzyjających warunkach trwało cztery dni.
Aby żeglować po pełnym morzu, musisz znać kierunek i położenie swojego statku.
Bez kompasu kierunek może zostać wyznaczony przez Gwiazdę Polarną lub Słońce. Podczas białych nocy na północy trudno to rozpoznać po gwiazdach. Dlatego Wikingowie zasadniczo odkryli kierunek Słońca. Szczególne znaczenie miały dla nich kierunki wschodu i zachodu słońca. Jak mówi saga, pozycja Słońca w ciągu roku „była dobrze znana Stjornowi (Gwiaździstemu) Oddiemu z wyspy Flatey i od niego starszyźnie na statkach, czyli kendtmandy (wiedzącemu)”.
Znaleziska nie wykazały, czy Wikingowie posiadali kompas. Jednak w sagach wspomina się o „kamieniu słonecznym”. Kamień ten był własnością króla Olafa, który panował w Norwegii od 1015 do 1030 roku. Na tej podstawie mógł określić położenie Słońca we mgle lub opadach śniegu. Aby to zrobić, kamień został opuszczony do wody, w której unosił się i wpadając w promienie Słońca, świecił. Blask jest prawdopodobnie wynalazkiem narratora sagi. Obecnie uważa się, że „kamieniem słońca” była deska, na której przymocowano kamień magnetyczny (magnetyczna ruda żelaza). Być może Wikingowie używali już kompasu, który w Chinach znany jest jako wskaźnik kierunku od 250 roku naszej ery. mi.
O niezwykle znacznej długości szlaków handlowych Wikingów świadczy chociażby posąg Buddy z V wieku, odnaleziony podczas wykopalisk w mieście Birka (Szwecja).
Aby poznać swoją lokalizację, musisz znaleźć szerokość i długość geograficzną. Szerokość geograficzną wyznaczono na podstawie wysokości Słońca. Do jej pomiaru, jak mówią nam sagi, Wikingowie używali tablicy słonecznej (solbra „dt”). Tablica ta, której jeszcze nie odnaleziono, miała podziały w „połówce koła” i odpowiadała połowie dysku słonecznego .
Wikingowie potrafili określić długość geograficzną jedynie na podstawie przebytej odległości. Na Morzu Północnym nie stanowiło to większego problemu, gdyż podróże Wikingów pomiędzy Anglią a Norwegią czy Danią odbywały się głównie w kierunku wschód-zachód. Podróże Wikingów z Norwegii do Islandii i Grenlandii ułatwiła jedna okoliczność: Bergen leży w przybliżeniu na tej samej szerokości geograficznej co przylądek Farvel na południowym krańcu Grenlandii. Na Islandii osady Wikingów znaleziono około 4° na północ od tej szerokości geograficznej. Mogli zatem podążać kursem pomiędzy Norwegią a Islandią i Grenlandią, określając jedynie szerokość geograficzną. W ten sposób Wikingowie dość pewnie przekroczyli otwarte morze i dotarli do wybrzeża, gdzie już znaleźli swój cel za pomocą znaków przybrzeżnych.
Jak donoszą sagi, mgła lub gęste, stałe chmury utrudniały ustalenia nawigacyjne, powodując błędy.
Pływanie na pełnym morzu odbywało się głównie latem. Wikingowie uruchamiali je przy dobrej pogodzie – antycyklonach, gdy mieli pewność, że nie napotkają mgły, gęstych chmur, a zwłaszcza burz, które stanowiły ogromne zagrożenie dla ich otwartych statków.
Uwagi:
Podczas wykopalisk archeologicznych na Grenlandii w 1951 roku odnaleziono fragment instrumentu, który uważany jest za kartę kierunkową (drewniany kompas) Wikingów. Drewniany krążek, prawdopodobnie posiadający 32 podziały wzdłuż krawędzi, obracał się na uchwycie przewleczonym przez otwór pośrodku i zorientowany względem głównych punktów (o wschodzie lub zachodzie słońca, w cieniu w południe, wschodach i zachodach słońca) niektórych gwiazdek), pokazał kurs. - Około. tłumacz
R. Hennig przytacza ciekawe informacje na temat Oddiego: „Historia kultury islandzkiej zna pewną dziwną „Gwiazdę” Oddiego, która żyła około 1000 roku. Ten Islandczyk był biednym plebejuszem, robotnikiem rolnym chłopa Torda, który osiadł na północnej pustyni część Islandii w pobliżu Felsmuli.Oddi Helgfasson łowił Tordę na wyspie Flatey i samotnie na bezkresnej przestrzeni wolny czas wykorzystywał na obserwacje, dzięki czemu stał się jednym z najwybitniejszych astronomów w historii.tablice.Z dokładnością w swoich obliczeniach znacznie przewyższył swoich współczesnych średniowiecznych uczonych. Oddi był wybitnym obserwatorem i matematykiem, którego niesamowite osiągnięcia doceniono dopiero w naszych czasach. " -R.Hennig. Nieznane krainy. M., Izd-vo inostr. Literatura, 1962, t. III, s. 25. 82. - Ok. tłumacz
Może to być również kryształ islandzkiego drzewca, na którym pojawiły się dwa obrazy podczas namiaru na Słońce w wyniku polaryzacji światła. - Około. tłumacz
Autor, mówiąc o wiedzy nawigacyjnej Wikingów, myli się. Jest mało prawdopodobne, aby Wikingowie ustalili współrzędne, aby znaleźć swoje miejsce. Prawdopodobnie mieli jedynie przybliżone mapy, podobne do przyszłych portolanów, z siatką samych kierunków. Sami Portolanowie, czyli mapy kompasowe, jak wiadomo, pojawili się we Włoszech pod koniec XII - na początku XIII wieku; stosowanie map morskich z siatką szerokości i długości geograficznej odnosi się dopiero do XVI wieku. Wówczas, aby przedostać się z jednego punktu do drugiego, trzeba było znać jedynie kierunek i przybliżoną odległość. Wikingowie potrafili wyznaczać kierunek (bez kompasu) w dzień za pomocą Słońca, posługując się gnomonem (szczególnie znając punkty wschodu i zachodu słońca w ciągu roku), a w nocy za pomocą Gwiazdy Polarnej, przebytą odległość wyznaczano z doświadczenia nawigacji.
Po raz pierwszy Portugalczyk Diego Gomes określił szerokość geograficzną za pomocą Gwiazdy Polarnej podczas podróży do wybrzeży Gwinei w 1462 roku. Obserwacje w tym celu najwyższej wysokości Słońca zaczęto prowadzić dziesięć lub dwadzieścia lat później, gdyż wymagało to znajomość dziennej deklinacji Słońca.
Samodzielne wyznaczanie długości geograficznej na morzu (bez liczenia) zaczęto marynarzami dopiero pod koniec XVIII wieku.
Nie oznacza to jednak, że Wikingowie nie kontrolowali swojego położenia na pełnym morzu. O. S. Reiter (O. S. Renter. Oddi Helgson und die Bestiminung der Sonnwenden in alten Island. Mannus, 1928, S. 324), który zajmował się tym zagadnieniem, uważa, że wykorzystaną w tym celu „tablicą słoneczną” był pręt, zamontowany na pokładzie statek w pozycji pionowej, a po długości południowego cienia, który padał na brzeg, Wikingowie mogli ocenić, czy trzymają się pożądanej równoleżnika.
Nietrudno sobie wyobrazić, jak mogło do tego dojść. Wikingowie pływali latem, natomiast deklinacja Słońca w dniu przesilenia letniego (obecnie 22 czerwca) wynosi 23,5°N, a na przykład miesiąc przed i po tym dniu – 20,5°N. Bergen położone jest na około 60°N. cii. Dlatego, aby zachować tę szerokość geograficzną, wysokość Słońca w południe w dniu przesilenia letniego wynosi H=90°-60°+23,5°=53,5°.
Dlatego przy długości deski słonecznej wynoszącej 100 cm (według Reutersa) długość cienia powinna wynosić 0,74 m, a odpowiednio na miesiąc przed i po przesileniu - 82,5 cm Zatem wystarczyło mieć te znaki brzegu, aby Wikingowie w południe sprawdzili swoją pozycję. - Około. tłumacz
Sposób, w jaki starożytni mieszkańcy Skandynawii, Wikingowie, orientowali się na otwartym morzu, na dużych szerokościach geograficznych, gdzie w dzień polarny słońce przez wiele miesięcy nie chowa się za horyzontem, od dawna jest przedmiotem domysłów, sporów naukowych i założeń , a także folklor. I rzeczywiście, jak bez kompasu magnetycznego, bez innych urządzeń nawigacyjnych, bez umiejętności nawigacji według gwiazd, którą mieli na przykład żeglarze arabscy czy europejscy, można było nie tylko odkryć nowe lądy, ale także wrócić do surowej, ale tak ukochanej ojczyzny, nawet po zimowaniu w obcych krajach?
Niedawne odkrycia w połączeniu z badaniami i eksperymentami naukowców pokazują, że Wikingowie najprawdopodobniej używali zegara słonecznego i „kamienia słonecznego” do orientacji w swoich kampaniach.
Tajemniczy artefakt
W 1948 roku w ruinach klasztoru benedyktynów w Uunartok (Grenlandia) archeolodzy odkryli tajemniczy drewniany artefakt. Obszar Uunartok był zamieszkany przez Wikingów aż do X wieku. Półkolisty artefakt posiadał na obwodzie grawer zygzakowaty w postaci nacięć. Jeśli do artefaktu zostanie dołączona symetryczna druga część, wówczas takich wycięć będą dokładnie trzydzieści dwa, co pokrywa się z liczbą działek współczesnego kompasu, loksor. Wewnątrz napisano jeszcze kilka linijek.
Niektórzy sceptycy twierdzą, że to tylko dekoracja gospodarstwa domowego, ale większość badaczy uważa, że jest to osławiony kompas słoneczny Wikingów. Ten ostatni przetestował nawet swoje działanie na pokładzie dokładnej kopii statku Wikingów. Jednakże linie nawigacyjne były niekompletne i dlatego instrument nie nadawał się zbytnio do określania północy. Nie wchodząc w szczegóły techniczne, można powiedzieć, że błąd w tym przypadku był znaczny i spowodowałby długą podróż w złym kierunku, co w warunkach mórz północnych jest nie tylko niebezpieczne, ale i śmiertelne.
Naukowcy z Uniwersytetu w Budapeszcie pod kierunkiem Bernata Balasza postawili hipotezę, że znalezisko miało bardziej złożoną strukturę i tylko w takiej formie mogło być z powodzeniem wykorzystywane do nawigacji. Ich zdaniem projekt składał się z dwóch gnomonów (części zegara słonecznego, będącej cieniem, z którego wyznacza się czas). Pierwszy, krótszy i szerszy gnomon, służył do określenia pół dnia. Drugi, wyższy i węższy, a także dokładniejszy, umożliwił określenie szerokości geograficznej. Z podobnego, bardziej złożonego urządzenia można było korzystać już po południu.
Domniemane urządzenie nawigacyjne Viking na podstawie znalezionego fragmentu. Linie wykorzystano do prostokątnego gnomona (w środku), co umożliwiło ustalenie momentu lokalnego południa. Siedemnaście nacięć w kształcie zębów po (prawdopodobnie) północnej stronie służyło do odczytania długości południowego cienia wysokiego gnomona. (Rekonstrukcja Balazsa Bernatha)
Co jednak z orientacją w pochmurne dni lub po zachodzie słońca? Jak Wikingowie tak pewnie i dobrze poruszali się po północnych szerokościach geograficznych, że udało im się dotrzeć do Grenlandii, odkryć Amerykę kilka wieków przed Kolumbem, odwiedzić Bagdad, a według niektórych źródeł nawet Daleki Wschód?
Jakie narzędzia nawigacji morskiej posiadali Wikingowie. Jak Skandynawowie odkryli Grenlandię i Amerykę bez kompasu magnetycznego. O jakim mistycznym „kamieniu słonecznym” wspominają sagi. Przeczytaj odpowiedzi na te pytania w tym artykule.
Starożytni Skandynawowie dużo podróżowali. Tak wiele. Ale jeśli spojrzysz na mapę tras ich wypraw, zauważysz, że w zasadzie jest to pływanie przybrzeżne.
Pływanie wzdłuż wybrzeża nie jest wymagające dla nawigacji. Wikingowie kierowali się terenem. Mogą to być ujścia rzek, fiordy, wyspy, przylądki, góry, lodowce – na szczęście w Norwegii, Danii i Szwecji to wszystko wystarczy. Często mierzyli głębokość wody za pomocą dużej ilości (ładunek na sznurku). Gdy tylko pionier sporządził ustną mapę takich punktów orientacyjnych, kolejni podróżnicy mogli bezpiecznie korzystać z opisywanego terenu w charakterze przewodników. Warto dodać, że Wikingowie zatrzymywali się na noc na brzegu, aby nie stracić go z oczu, podróżując nocą po wodzie.
Jeżeli pogoda nie pozwalała na poruszanie się po terenie (ciężkie chmury) lub łódź oddalała się od brzegu, zawsze można było określić położenie za pomocą wiatru, który „czytały” fale, lub określić kierunek wybrzeża wzdłuż trajektorii ptaków.
Ale takie wyjątkowe sytuacje są rzadkie, nie były krytyczne. Ponieważ odległości na ruchliwych trasach były niewielkie. Przykładowo podróż z zachodniego krańca Danii do Anglii w linii prostej z dala od wybrzeża i przy dobrym wietrze trwała zaledwie 1,5 dnia.
Kolejną rzeczą są wędrówki po otwartym morzu i oceanie
Ponad 1000 lat temu Wikingowie odkryli Amerykę. Aby tego dokonać, musieli pokonać kilka dużych odcinków wzdłuż mórz i Oceanu Atlantyckiego o długości od 1000 do 2000 km. Istnieje 7 regularnych tras kampanii Wikingów na długich dystansach w kierunku zachodnim.
I tu orientacja w terenie w niczym nie pomogła. Potrzebny był bardziej niezawodny system. Jednak kompas magnetyczny, zapożyczony od Arabów, pojawił się w Europie dopiero w XIII wieku.
Najłatwiej żeglować po morzu o zachodzie i wschodzie słońca, na zachód lub na wschód. Naturalnie, znając położenie słońca w danej porze roku. Wikingowie naprawdę podróżowali tą drogą, na przykład trasą nr 7 na powyższej mapie. Trasa z Hernam (obecnie Bergen) do południowego przylądka Grenlandii biegnie dokładnie wzdłuż 61. szerokości geograficznej północnej.
Aby jednak wykonywać bardziej złożone manewry i chodzić po trudniejszych trasach, konieczne jest przynajmniej zrozumienie definicji punktów kardynalnych. A starożytni Skandynawowie wiedzieli, jak to zrobić.
Firmament został podzielony na 8 części (Atta). Główne: Austuratt (wschód), Norduratt (północ), Suduratt (południe), Westuratt (zachód). I drobne: Lundsudur, Utsudur, Utnordur i Landnordur (południowy wschód, południowy zachód, północny zachód, północny wschód).
W pogodną noc określenie głównych kierunków na podstawie gwiazd było prostą sprawą. Gwiazda polarna, skierowana na północ, wówczas również świeciła jasno, choć została przesunięta o 6°14′ w stosunku do swojej obecnej pozycji.
Aby wyznaczyć punkty kardynalne w ciągu dnia, należało określić położenie słońca i poznać trajektorię jego ruchu po niebie w danym miesiącu roku. Odpowiednio Wikingowie podzielili dzień na 8 części: Morgun (rano), Oendwerdur Dagur (pierwsza część dnia), Hadaege (głęboki dzień, południe Daege), Efri lutur Dags (ostatnia część dnia), Kwoeld i Aptan (wieczór), Oendverd Nott (pierwsza część nocy), Midnaetti (północ), Efri lutur Naetur (druga część nocy).
„Kamień słońca”
Ale jeśli niebo było pokryte chmurami (a jest to częste zjawisko na półkuli północnej) i nie można było określić położenia gwiazdy, na ratunek przyszedł mistyczny „kamień słoneczny”. Wspomina się o nim w sadze „O Olafie Świętym”:
Pogoda była pochmurna i padał śnieg. Król Święty Olaf wysłał kogoś, żeby się rozejrzał, ale na niebie nie było jasnej kropki. Następnie poprosił Sigurda, aby powiedział mu, gdzie jest Słońce. Sigurd wziął kamień słoneczny, spojrzał w niebo i zobaczył, skąd pochodzi światło. W ten sposób poznał położenie niewidzialnego Słońca. Okazało się, że Sigurd miał rację.
Nigdy nie odnaleziono „kamienia słonecznego” Wikingów. Niedawno jednak we wraku statku z XVI wieku odkryto kryształ. Istniała nadzieja, że starożytni Skandynawowie będą mogli posiadać taki sam instrument.
Okazuje się, że niektóre rodzaje kryształów mają zdolność załamywania światła słonecznego (podwójne załamanie). Wiele kalcytów, turmalinów i iolitów ma te właściwości. Islandzki drzewce (rodzaj kalcytu) można było znaleźć na wyspie o tej samej nazwie.
Islandzki drzewce, kalcyt. Rzekomy „kamień słoneczny” Wikingów Zasada działania opiera się na zdolności takich kryształów do wychwytywania spolaryzowanego światła słonecznego, które wpada w kręgi pod kątem 90 stopni od źródła. Wystarczą dwa kryształy, aby wykryć słońce przy złej pogodzie, a nawet w ciągu 50 minut po zachodzie słońca. Biorąc pod uwagę, że Wikingowie żeglowali na północnych szerokościach geograficznych, kiedy na początku lata słońce praktycznie nie zachodziło za horyzontem, taki instrument był po prostu niezbędny podczas żeglowania. Nawiasem mówiąc, na przykład pszczoły widzą światło polaryzujące.
Zasada działania „kamienia słonecznego” Wikingów. Pomysł na obraz: NewScientist Niedawne eksperymenty węgierskich naukowców wykazały, że błąd w wyznaczeniu położenia słońca tą metodą wynosi ± 4 stopnie, co jest bardzo dobrym wynikiem. Wykonano 1080 różnych pomiarów.
W rezultacie hipoteza o zastosowaniu kalcytu jako urządzenia o dużej precyzji wydaje się coraz bardziej prawdopodobna. Biorąc pod uwagę fakt, że niesprzyjająca pogoda nad morzami i Oceanem Atlantyckim może trwać tygodniami.
Inne urządzenia nawigacyjne
Naukowcy sugerują, że Wikingowie oprócz „kamienia słonecznego” posiadali trzy rodzaje instrumentów nawigacyjnych: tablicę poziomą, kompas słoneczny, tablicę świetlną (tablicę zmierzchu).
NA pozioma deska miesiące kampanii są oznaczone dziurami. Z jednej strony pozycja wschodu słońca, z drugiej strony zachodu słońca. Bieżący miesiąc został oznaczony kołkiem. Po dokonaniu jednego pomiaru kołkiem (o zachodzie lub świcie) można wyznaczyć północ, zaznaczając środek odległości pomiędzy odpowiednim przeciwległym otworem dla bieżącego miesiąca.
Na dysku kompas słoneczny z góry odnotowano trajektorie ruchu cienia słońca w ciągu dnia przez różne miesiące. W związku z tym, po dokonaniu pomiaru o określonej porze dnia i porównaniu długości cienia z pomiarami, możliwe było określenie północy.
tablica świetlna to połączenie poziomej tablicy i kompasu słonecznego. Pomiarów dokonuje się na podstawie cienia szerokiego gnomona znajdującego się w środku urządzenia, porównując je z wcześniej nałożoną linią gnomiczną. Deska ta była szczególnie skuteczna w połączeniu z kamieniem „słonecznym” o zachodzie lub świcie, a także przez 50 minut, gdy słońce chowa się za horyzontem.
Kombinacją takich urządzeń może być fragment drewnianego dysku z epoki Wikingów, znaleziony na południu Grenlandii (Uunatork, Uunartoq).
Aby odczytać wartości dysku jak z tablicy świetlnej, potrzebny był specjalny gnomon. Znaleziono również - pasek solarny.
Po uświadomieniu sobie, że Wikingowie mogli posiadać przynajmniej jedną lub więcej z tych doskonałych technik i instrumentów nawigacyjnych, pojawia się tylko jedno pytanie: dlaczego Skandynawowie dokonali tak niewielu odkryć? Gdyby historia opuściła epokę Wikingów na co najmniej 100 lat, wówczas czytalibyśmy teraz w podręcznikach historii, jak jakiś Sigurd Surowy odkrył Australię. Czytamy ją przy lampce dobrego południowoskandynawskiego piwa 🙂
Źródła: Towarzystwo Królewskie ( , , ), New Scientist, Kampanie Wikingów (Stringholm Anders Magnus).
Długie na tysiące kilometrów, przemieszczające się pomiędzy osadami na Islandii i Grenlandii. I nie używali kompasów. Badacze od dawna nie wiedzą, jak dzielnym skandynawskim żeglarzom za każdym razem udało się dokonać takich wyczynów, zwłaszcza biorąc pod uwagę warunki pogodowe panujące w regionie.
Grupa węgierskich naukowców postanowiła uzyskać odpowiedź na to pytanie i w tym celu zwróciła się ku modelowaniu komputerowemu i „.
Według opowieści o Wikingach, w poruszaniu się po terenie pomagały im tzw. kamienie słoneczne. Według legendy takie kamienie pomogły określić położenie słońca, nawet jeśli było ukryte za chmurami. Problem w tym, że naukowcy nie znaleźli ani jednego podobnego kamienia w miejscach wraków statków Wikingów.
„Właściwie to wszystko tylko spekulacje” – mówi biochemik Stephen Harding z Uniwersytetu w Nottingham, który nie był zaangażowany w badanie. Od razu jednak dodaje, że za jeden z możliwych dowodów na istnienie kamieni słonecznych można uznać białawy minerał znaleziony obok innych przyrządów nawigacyjnych we wraku statku z XVI wieku.
Zróbmy w tym miejscu małą dygresję. Mówimy o roku 1592, kiedy to w pobliżu wyspy Alderney na kanale La Manche zatonął jeden z angielskich statków, płynący do wybrzeży Francji, aby wziąć udział w walce z flotą hiszpańską. Cztery wieki później nurkowie wydobyli na powierzchnię fragmenty kadłuba, wyposażenia i broni z dna kanału La Manche. Wśród znalezisk był biały minerał w kształcie romboedru wielkości małej kostki mydła. Autorzy projektu „Vesti.Science” (strona internetowa) szczegółowo o tym odkryciu. Najwyraźniej ten minerał był naprawdę używany do nawigacji.
Według Hardinga istnieją podstawy, by wierzyć, że angielscy żeglarze przejęli pewne „sztuczki” nawigacyjne od Wikingów, którzy wieki wcześniej pływali po tych samych wodach i napadali na Wyspy Brytyjskie.
Ale wracając do kamieni słonecznych: nawet zakładając, że takie kamienie istniały, w jaki sposób pomogły Wikingom przedostać się z punktu A do punktu B?
Już wcześniej eksperci odkryli zdolność kilku rodzajów minerałów (zwłaszcza ultraczystych kryształów kalcytu, kordierytu i turmalinu) do polaryzacji światła. W tym przypadku światło przechodzące przez kryształ zostaje podzielone na dwie wiązki (światło spolaryzowane ma inną trajektorię niż światło niespolaryzowane). Jeśli spojrzysz na niebo przez kryształ i obrócisz go, zobaczysz koncentryczne pierścienie wokół Słońca, a tym samym określisz kierunek do źródła światła. Ponadto kamień pozwala znaleźć położenie słońca za chmurami, dużymi chmurami deszczowymi lub nawet za horyzontem. Położenie oprawy zapewnia nawigatorowi właściwy punkt wyjścia podczas długich podróży.
Teoria to teoria, ale jak ta metoda sprawdza się w praktyce? Jak zauważa biofizyk Gábor Horváth z Uniwersytetu w Budapeszcie, jeden z autorów niedawnego badania, poprzednie artykuły naukowe pozytywnie odpowiadały na pytanie, czy minerały można wykorzystać do nawigacji. Ale to nie wystarczyło ciekawskim naukowcom: Horvath wraz ze swoim kolegą Dénesem Százem uwzględnił dane z wcześniejszych prac w symulacjach komputerowych podróży między Bergen w Norwegii a osadą Wikingów na południowo-wschodnim wybrzeżu Grenlandii.
Należy zauważyć, że taka podróż mogła zająć około trzech tygodni dziennej żeglugi, biorąc pod uwagę typowe prędkości statków Wikingów (11 kilometrów na godzinę).
Kryształ kalcytu, jak na zdjęciu, mógł być tym samym kamieniem słonecznym Wikingów, który pozwolił żeglarzom z powodzeniem pokonywać tak duże odległości.
W artykule opublikowanym w czasopiśmie naukowym Royal Society Open Science autorzy piszą: korzystając z danych uzyskanych we wcześniejszych eksperymentach określili powodzenie nawigacji za pomocą „kamieni słonecznych”. Naukowcy symulowali 3600 podróży z Norwegii do Grenlandii, biorąc pod uwagę zmienne zachmurzenie podczas przesilenia letniego i równonocy wiosennej. Mówiąc najprościej, eksperci chcieli zrozumieć, jak szybko (i w ogóle czy) Wikingowie mogli dotrzeć do Grenlandii przy różnych warunkach pogodowych, w zależności od metod nawigacji (rodzaj kamieni) i częstotliwości ich używania.
Dla wyjaśnienia, równonoc wiosenna jest przypuszczalnym początkiem sezonu Wikingów na pełnym morzu, a przesilenie letnie to najdłuższy dzień (z najkrótszą nocą) w roku na odpowiedniej półkuli.
Naukowcy wzięli pod uwagę trzy czynniki: zachmurzenie (które zmieniało się w ciągu dnia), rodzaj kryształu użytego jako kamień słoneczny oraz częstotliwość używania go przez żeglarzy. Za każdym razem, gdy nawigator „konsultował się” z kamieniem słonecznym, symulowany statek w razie potrzeby korygował kurs.
Okazało się, że jeśli marynarze „dokonywali odczytów” co cztery godziny, to ich statki docierały do Grenlandii w 32–59% przypadków. Ale gdy tylko co pięć lub sześć godzin sprawdzali kamień, szanse na dotarcie do lądu w wyznaczonym czasie zauważalnie malały. A ci, którzy konsultowali się z kamieniem co trzy godziny lub częściej, docierali do upragnionych brzegów z prawdopodobieństwem 92–100%.
Stwierdzono, że wszystkie trzy rodzaje badanych kryształów (kalcyt, forma węglanu wapnia, kordieryt, krzemian bogaty w żelazo i magnez oraz turmalin, krzemian bogaty w bor) okazały się równie korzystne, jeśli były stosowane co trzy godziny lub rzadziej. Jeśli odstęp się wydłużył – do pięciu lub sześciu godzin – wówczas kordieryt wykazywał nieco lepsze wyniki, ale kalcyt, minerał znany jako islandzki drzewce, był mniej odpowiedni niż inne kamienie.
Niemniej jednak, jak podsumowują naukowcy, wszystkie trzy kryształy byłyby nieocenionymi narzędziami w niebezpiecznych morzach północnego Atlantyku i najwyraźniej niektóre z nich były używane przez słynnych Wikingów.
Wyniki symulacji wykazały, że taka nawigacja jest bardzo skuteczna zarówno w dni równonocy wiosennej, jak i w dni przesilenia letniego, nawet przy pochmurnej pogodzie. Oczywiście, jeśli żeglarze wyznaczali kierunek przynajmniej raz na trzy godziny (niezależnie od rodzaju „kamienia słonecznego”), podsumowują autorzy dzieła.
Aby poruszać się po morzu przy pochmurnej pogodzie, Wikingowie używali światła spolaryzowanego. I dokładnie ta sama technika pomaga pszczołom poruszać się pod chmurami, a czasem nawet o zmierzchu. Obydwa te założenia zostały wysunięte przez naukowców dawno temu, ale ostatnio otrzymały ciekawe eksperymentalne potwierdzenie.
Różne średniowieczne źródła wspominają o tajemniczym „kamieniu słonecznym” (kamieniu słonecznym), znanym również jako „kompas Wikingów” (kompas Wikingów), jako narzędzie nawigacyjne dla żeglarzy. Na przykład za jego pomocą możesz określić położenie Słońca (a tym samym punktów kardynalnych), nawet jeśli okazało się, że jest ono ukryte przez zachmurzoną zasłonę, mgłę (gdy jest nisko nad horyzontem) lub opady śniegu.
Już w 1967 roku duński archeolog Thorkild Ramskou przedstawił wyjaśnienie tych legend. Zasugerował, że starożytne teksty wspominają o przezroczystych minerałach, które polaryzują przechodzące przez nie światło.
W latach 1969 i 1982 Ramscoe opublikował książki o kamieniu słonecznym i nawigacji słonecznej Wikingów (ilustracje ze strony nordskip.com).
Ponieważ światło z nieba jest również spolaryzowane zgodnie z modelem nieba Rayleigha, żeglarze mogli patrzeć przez kamień, powoli obracając go w różnych kierunkach.
Zbieżność i brak zbieżności płaszczyzn polaryzacji światła rozproszonego przez atmosferę i kryształu wyraziłaby się w postaci ciemnienia i przejaśnienia nieba, gdy kamień i obserwator odwracają się. Seria takich kolejnych „pomiarów” pomogłaby ustalić z przyzwoitą dokładnością, gdzie znajduje się Słońce.
Eksperci wysunęli kilku kandydatów do roli kamienia słonecznego – islandzkiego drzewca (przezroczysta wersja kalcytu), a także turmalinu i iolitu. Trudno powiedzieć, jakiego minerału używali Wikingowie, wszystkie te kamienie były dla nich dostępne.
Islandzki drzewce (po lewej) i iolit (po prawej, sfotografowane z obu stron w celu ukazania silnego pleochroizmu) mają odpowiednie właściwości, aby spróbować nauczyć się nawigacji po ukrytym Słońcu.
To prawda, że nikt dotychczas nie przeprowadził przekonującego eksperymentu z samymi kamieniami w bezkresnym morzu, aby ostatecznie potwierdzić piękną wersję genialnej nawigacji wśród starożytnych Skandynawów (zdjęcia ArniEin/wikipedia.org, Gerdus Bronn).
Co ciekawe, w XX wieku iolit trafił do lotnictwa jako filtr polaryzacyjny w instrumencie służącym do określania położenia Słońca po zachodzie słońca.
Faktem jest, że nawet o zmierzchu blask nieba jest spolaryzowany i dlatego dokładny kierunek do ukrytej gwiazdy można łatwo rozpoznać za pomocą polaroidu. Odbiór będzie działał nawet wtedy, gdy Słońce opadło już siedem stopni poniżej horyzontu, czyli kilkadziesiąt minut po zachodzie słońca. Swoją drogą pszczoły doskonale zdają sobie z tego sprawę, ale wrócimy do nich później.
Ogólnie rzecz biorąc, zasada kompasu Wikingów była jasna przez długi czas, ale najważniejszym pytaniem była eksperymentalna weryfikacja pomysłu. Gábor Horváth, badacz z Uniwersytetu Otvos w Budapeszcie, ostatnie kilka lat poświęcił eksperymentom i obliczeniom w tym kierunku.
W szczególności wraz z kolegami z Hiszpanii, Szwecji, Niemiec, Finlandii i Szwajcarii badał wzorce polaryzacji światła pod zachmurzonym niebem (a także we mgle) w Tunezji, na Węgrzech, w Finlandii i na kole podbiegunowym.
Gabor Horváth w Arktyce w 2005 roku (zdjęcie z elte.hu).
„Pomiarów dokonano za pomocą precyzyjnych polarymetrów” – informuje New Scientist. Teraz Horvath i wsp. podsumowali wyniki eksperymentów.
W skrócie: pierwotny (z tzw. rozproszenia pierwszego rzędu) wzór polaryzacji na niebie jest nadal wykrywalny nawet pod chmurami, chociaż jest bardzo słaby, a samo zachmurzenie (lub zamglona zasłona) wprowadza „szum” w tym.
W obu sytuacjach zgodność układu polaryzacji z ideałem (wg modelu Rayleigha) była tym lepsza, im cieńsza była pokrywa chmur lub mgły i im więcej było w niej załamań, dostarczających przynajmniej ułamek bezpośredniego światła słonecznego.
Niebo Arktyki (od lewej do prawej) jest zamglone, czyste i pochmurne. Od góry do dołu: kolorowy obraz „kopuły”, różnice w stopniu polaryzacji liniowej na całym niebie (ciemniej - więcej), zmierzony kąt polaryzacji i teoretyczny kąt względem południka. Ostatnie dwa wiersze pokazują dobre dopasowanie (zilustrowane przez Gábora Horvátha i in./Philosophical Transactions of the Royal Society B).
Gabor i jego współpracownicy symulowali także nawigację w warunkach zachmurzonego nieba całkowicie spowitego zasłoną. Okazało się, że i w tym przypadku „odcisk” polaryzacji zostaje zachowany i teoretycznie można na jego podstawie obliczyć położenie Słońca. Ale stopień polaryzacji światła w tym przypadku okazał się bardzo niski.
W praktyce oznacza to, że uzbrojeni nie w polarymetry, a w kamienie słoneczne, Wikingowie patrząc przez kryształ z trudem zauważali niewielkie wahania jasności nieba. Naukowcy podsumowali, że nawigacja pod ciągłą zasłoną zachmurzenia, jeśli to możliwe, okazała się niedokładna.
Jednakże badania podjęte przez Horvatha wykazały, że legendy o kamieniu słonecznym i wyjaśnienia Thorkilda na temat jego działania są całkiem wiarygodne i naukowo uzasadnione.
Naukowcy odkryli, że zarówno przy bezchmurnym niebie (kolumny po lewej), jak i pochmurnym niebie (po prawej) część całkowitego obszaru nieba, w którym polaryzacja pokrywa się z promieniem Rayleigha (zacienionym na szaro), zmniejsza się wraz ze wzrostem Słońca wznosi się (czarna kropka) nad horyzontem (kąt wzniesienia wskazany w nawiasach). To zdjęcie zostało zrobione w Tunezji.
To swoją drogą oznacza, że metoda nawigacji „polaryzacyjnej” jest bardziej opłacalna na dużych szerokościach geograficznych, gdzie Wikingowie doskonalili swoje umiejętności (ilustracje: Gábor Horváth i in. / Philosophical Transactions of the Royal Society B).
Nawiasem mówiąc, o legendach. Horvath przytacza wzmiankę o „polaryzującej nawigacji” w skandynawskiej sadze: „Pogoda była pochmurna, padał śnieg. Król Święty Olaf wysłał kogoś, żeby się rozejrzał, ale na niebie nie było jasnej kropki. Następnie poprosił Sigurda, aby powiedział mu, gdzie jest Słońce.
Sigurd wziął kamień słoneczny, spojrzał w niebo i zobaczył, skąd pochodzi światło. W ten sposób poznał położenie niewidzialnego Słońca. Okazało się, że Sigurd miał rację.”
Współcześni naukowcy opisują zasadę nawigacji poprzez światło spolaryzowane znacznie dokładniej niż starożytni gawędziarze. Po pierwsze, kryształ dwójłomny (ten sam kamień słoneczny) musiał zostać „skalibrowany”. Patrząc przez nie na niebo przy dobrej pogodzie, z dala od źródła światła, Wiking musiał obrócić kamień, osiągając największą jasność. Następnie należało nabazgrać na kamieniu kierunek do Słońca.
Następnym razem, gdy tylko w chmurach pojawi się niewielka szczelina, nawigator będzie mógł wycelować w nią kamień i obrócić go do maksymalnej jasności nieba. Linia na kamieniu wskazywałaby na Słońce. Mówiliśmy już o wyznaczaniu współrzędnych gwiazdy dziennej bez żadnej luki.
Archeolodzy od czasu do czasu odnajdują zatopione statki Wikingów, miłośnicy nowoczesności budują ich kopie (poniższy film przedstawia jedną z takich replik - statek Gaia), ale jak dotąd nie wszystkie tajemnice wprawnych żeglarzy z przeszłości zostały ujawnione (ilustracje z marineinsight.com, waterwaysnews.com www.reefsafari.com.fj).
Cóż, łatwiej było ustalić kierunek geograficznej północy na podstawie położenia Słońca. Aby to zrobić, Wikingowie mieli specjalnie oznaczony zegar słoneczny, na którym rzeźby pokazywały ekstremalne trajektorie cienia gnomona (od świtu do zachodu słońca w dniu równonocy i przesilenia letniego).
Jeśli na niebie znajdowało się Słońce, można było ustawić zegar w określony sposób (tak, aby cień padał na wybrane pasmo), a kierunki kardynalne można było wyznaczyć ze znaków na tarczy.
Ten fragment zegara słonecznego (a) odnaleźli archeolodzy na Grenlandii (brakująca część została zaznaczona kolorem szarym na schemacie (b); c to zasada wyznaczania położenia cienia, d to wzór polaryzacji nieba (strzałki).
Dokładność tych zegarków z kompasami była świetna, ale z poprawką: północ pokazywała całkiem poprawnie dopiero od maja do sierpnia (właśnie w sezonie żeglarskim Wikingów) i tylko na 61 stopniach szerokości geograficznej – czyli tam, gdzie najczęstsza trasa żeglugi Wikingowie przeszli przez Atlantyk – (ilustracje: Gábor Horváth i in./Philosophical Transactions of the Royal Society B).
Przeciwnicy teorii „nawigacji polarymetrycznej” często twierdzą, że nawet przy pochmurnej i mglistej pogodzie z reguły położenie Słońca można określić naocznie – zgodnie z ogólnym obrazem oświetlenia, promienie przebijające się przez nierówności całunu, odbicia na chmurach. A ponieważ rzekomo Wikingowie nie musieli wymyślać skomplikowanej metody z kamieniem słonecznym.
Gabor postanowił sprawdzić i to założenie. Wykonał wiele pełnych panoram nieba dziennego z zachmurzeniem o różnym natężeniu, a także wieczornego nieba o zmierzchu (w pobliżu horyzontu morskiego) w kilku punktach świata. Następnie zdjęcia te pokazano grupie ochotników – na monitorze w ciemnym pokoju. Poproszono ich o wskazanie za pomocą myszy położenia Słońca.
Jeden ze ujęć użytych w teście nawigacji gałki ocznej. Próby badanych są oznaczone małymi białymi kropkami, duża czarna kropka z białą obwódką oznacza według obserwatorów „przeciętną” pozycję oprawy (ilustracja: Gábor Horváth i in./Philosophical Transactions of the Royal Society B).
Porównując wybór obiektów z rzeczywistą lokalizacją źródła światła, naukowcy odkryli, że wraz ze wzrostem gęstości chmur znacznie wzrasta średnia rozbieżność między pozorną a rzeczywistą pozycją Słońca, więc Wikingowie mogli potrzebować dodatkowej technologii do orientacji do punktów kardynalnych.
I do tego argumentu warto dodać jeszcze jeden. Wiele owadów jest wrażliwych na liniową polaryzację światła i wykorzystuje tę zaletę do nawigacji (a inne skorupiaki nawet na światło o polaryzacji kołowej). Jest mało prawdopodobne, aby ewolucja wynalazła taki mechanizm, gdyby pozycję Słońca na niebie można było zawsze zobaczyć zwykłym wzrokiem.
Biolodzy wiedzą, że pszczoły za pomocą spolaryzowanego światła orientują się w przestrzeni - patrzą na szczeliny w chmurach. Nawiasem mówiąc, Horvath również przypomina ten przykład, gdy mówi o przesłankach niezwykłej nawigacji wśród Wikingów.
Istnieje nawet gatunek pszczół ( Magaloptagenalis z rodziny haliktowatych), których przedstawiciele przylatują do pracy nawet na godzinę przed wschodem słońca (i przed nim udaje im się wrócić do domu), a następnie po zachodzie słońca. Pszczoły te orientują się o zmierzchu zgodnie ze wzorem polaryzacji na niebie. Tworzy go Słońce, które właśnie wschodzi lub niedawno zaszło.
Mandyam Srinivasan z Uniwersytetu w Queensland wraz ze współpracownikami z innych uniwersytetów w Australii, a także Szwecji i Szwajcarii przeprowadzili eksperyment, który Srinivashan nazywa „ostatecznym dowodem” na to, że teoria pszczół poruszających się w świetle spolaryzowanym jest poprawna.
Naukowcy zbudowali prosty labirynt składający się z pary przecinających się korytarzy. W rezultacie powstało jedno wejście i trzy możliwe wyjścia. Korytarze były oświetlone spolaryzowanym światłem padającym z sufitu imitującego niebo. Światło może być spolaryzowane wzdłuż osi korytarza lub prostopadle do niej.
Schemat doświadczenia Srinivashan (wstawka). Położenie podajnika zmieniano w wyniku serii eksperymentów, tak aby ścieżka prosta, prawa i lewa była prawidłowa (ilustracje: P. Kraft, M. V. Srinivasan i in./Philosophical Transactions of the Royal Society B, qbi.uq .edu.au).
Biolodzy przeszkolili 40 pszczół wlatujących do labiryntu, aby określiły polaryzację w korytarzu wejściowym i na skrzyżowaniu wybrały korytarz o podobnej polaryzacji (pozostałe dwie ścieżki oświetlono światłem o innym „kierunku”). Sugar czekała na owady u kresu swojej wiernej podróży.
Gdy podopieczni badaczy mocno powiązali górny opatrunek z prawidłową polaryzacją światła, eksperymentatorzy usunęli cukier. 74 procent pszczół nadal wracało w miejsce, gdzie wcześniej znajdował się smakołyk.
Następnie naukowcy przełączyli filtry polaryzacyjne, najpierw na wyjście bezpośrednie zamiast prawdziwego prawego, a następnie na lewe. Większość pszczół (56% i 51%) podążała za nowymi znakami świetlnymi. Resztę rozprowadzono pomiędzy dwoma nieprawidłowymi korytarzami.
Eksperyment został zaaranżowany w taki sposób, aby badani w paski nie mogli używać innych znaków do orientacji w przestrzeni – znaków zapachowych czy prostych odbić świetlnych. A najłatwiejszy sposób dotarcia do celu (kieruj się zasadą „leć do skrzyżowania, a potem skręć w prawo”) niekoniecznie się sprawdził. Okazało się, że to polaryzacja promieni mówi owadom, gdzie mają lecieć w poszukiwaniu pożywienia.
Doświadczenie z pszczołami oczywiście nie powie nam nic o tajemnicy starożytnych nawigatorów. Ale z drugiej strony przypomina, że ludzie i zwierzęta często wybierają podobną taktykę, aby rozwiązać podobne problemy. Wyniki dwóch nowych badań zostały opublikowane w tym samym numerze Philosophical Transactions of the Royal Society B: „detektywi” z Wikingami i z pszczołami pomyślnie zbiegli się w czasie.
