Как викинги ориентировались на море кратко

Обновлено: 04.07.2024

Викинги, опытные судостроители и мореплаватели, совершали длительные морские походы в Северной Атлантике. Один из важнейших морских путей того времени соединял современный Берген с южной частью Гренландии и пролегал в районе 61-го градуса северной широты. Определять направление на географический север в таком путешествии им помогало оригинальное навигационное устройство — деревянный диск с засечками и гномоном.

Если Солнце скрыто облаками или туманом, устройство, гномон которого должен отбрасывать тень, становится бесполезным. Ориентироваться по звёздам в условиях полярного дня викинги тоже не могли, а магнитного компаса у них не было.

Часть деревянного навигационного диска с отметками, найденного на юге Гренландии.
Левая половина прибора отсутствует. (Иллюстрация из журнала Philosophical Transactions of the Royal Society B.)

Стоит заметить, что поляриметрический прибор схожего принципа действия, разработанный в 1948 году, использовали в навигационных целях пилоты SAS. Природные способности к ориентированию на местности с учётом поляризации солнечного излучения обнаружены у медоносных пчёл Apis mellifera и многих других членистоногих.

Исландский шпат (фото с сайта Nbii.Gov).

Описанная гипотеза элегантна и проста, а достойных альтернатив у неё нет. В то же время экспериментальной информации, подтверждающей её истинность, не хватает; авторы обзорной статьи в новом номере журнала Philosophical Transactions of the Royal Society B постарались обобщить все имеющиеся данные, бóльшую часть которых они собрали сами.

В будущем авторы планируют выполнить ещё несколько экспериментов и реконструировать все этапы использования кальцита, кордиерита и турмалина древними навигаторами.

Древние скандинавы путешествовали много. Очень много. Но если посмотреть на карту маршрутов их походов, можно заметить, что в основном, это прибрежное плавание.

Карта походов викингов

Плавание вдоль берегов не требовательно к навигации. Викинги ориентировались по местности. Это могли быть устья рек, фьорды, острова, мысы, горы, ледники — благо, всего этого в Норвегии, Дании и Швеции достаточно. Часто измеряли глубину воды лотом (груз на бичёвке). Стоило первопроходцу составить устную карту таких ориентиров и последующие путешественники могли смело использовать описанную местность в качестве направляющих. Стоит отметить, что викинги останавливались на ночлег на берегу, чтобы не потерять его из виду, путешествуя по воде ночью.

Но такие исключительные ситуации это редкость, они были не критичны. Потому что расстояния по оживлённым маршрутам были малы. Например, поход из западной точки Дании до Англии по прямой вдали от берега и при попутном ветре занимал всего 1.5 суток.

Другое дело — походы по открытом морю и океану

Больше 1000 лет назад викинги открыли Америку. Для этого им пришлось преодолеть несколько крупных участков по морям и Атлантическому океану, длиной от 1000 до 2000 км. Известно 7 регулярных маршрутов походов викингов на дальние расстояния в западном направлении.

7 регулярных маршрутов походов викингов

И здесь ориентация по местности никак не могла помочь. Нужна была более надежная система. Однако магнитный компас, позаимствованный у арабов, появился в Европе только в 13-м веке.

Самый простой способ навигации в море — по закату и восходу солнца, строго на запад или на восток. Естественно, зная положение солнца в то или иное время года. Викинги действительно так путешествовали, например, по маршруту №7 на карте выше. Маршрут от Хернама (ныне Берген) до южного мыса Гренландии проходит ровно по 61-й северной широте.

Но чтобы выполнять более сложные манёвры и ходить по более сложным маршрутам, необходимо, как минимум, разбираться в определении сторон света. И древние скандинавы умели это делать.

Небосвод делился на 8 частей (Atta). Главные: Austuratt (восток), Norduratt (север), Suduratt (юг), Westuratt (запад). И второстепенные: Lundsudur, Utsudur, Utnordur и Landnordur (юго-восток, юго-запад, северо-запад, северо-восток).

В ясную ночь определение сторон света по звёздам было простым делом. Полярная звезда, указывающая на север, тогда светила также ярко, хотя и была смещена на 6° 14′ по сравнении с современным положением.

Чтобы определить стороны света днём, необходимо было определить положение солнца и знать его траекторию передвижения по небу в данный месяц года. Соответственно сутки викинги делили на 8 частей: Morgun (утро), Oendwerdur Dagur (первая часть дня), Hadaege (глубокий день, Middaege-полдень), Efri lutur Dags (последняя часть дня), Kwoeld и Aptan (вечер), Oendverd Nott (первая часть ночи), Midnaetti (полночь), Efri lutur Naetur (вторая часть ночи).

Погода была облачная, шёл снег. Святой Олаф, король, послал кого-нибудь, чтобы осмотреться, но не было чистой точки на небе. Потом он попросил Сигурда сказать ему, где Солнце. Сигурд взял солнечный камень, посмотрел на небо и увидел, откуда пришёл свет. Так он выяснил положение невидимого Солнца. Оказалось, что Сигурд был прав.

Оказывается, некоторые виды кристаллов обладают способностью преломлять солнечный свет (двойная рефракция). Этими свойствами обладают многие кальциты, турмалины и иолиты. Исландский шпат (разновидность кальцитов) можно было найти на одноимённом острове.

Принцип работы основан на способности таких кристаллов улавливать поляризационный солнечный свет, который исходит кругами в 90 градусах от источника. Достаточно двух кристаллов, чтобы обнаружить солнце в непогоду и даже в течении 50-и минут после захода солнца. Учитывая, что викинги плавали в северных широтах, когда в начале лета солнце практически не заходило за горизонт, такой инструмент был просто необходим при плавании. Кстати, видеть поляризационный свет могут, например, пчёлы.

Последние эксперименты венгерских учёных выяснили, что погрешность обнаружения положения солнца при таком методе составляет ±4 градуса, а это очень хороший результат. Было произведено 1080 разнообразных замеров.

В итоге гипотеза об использовании кальцита в качестве высокоточного прибора выглядит всё более правдоподобной. Учитывая и то, что ненастная погода над морями и Атлантическим океаном могла быть неделями.

Другие навигационные приборы

На горизонтной доске отверстиями помечены месяцы походов. С одной стороны — положения восхода солнца, с другой — положения заката. Колышком помечался текущий месяц. Сделав один замер колышком (на закате или рассвете), можно определить север, отметив середину расстояния между соответствующим противоположным отверстием для текущего месяца.

На диске солнечного компаса заранее отмечались траектории движения тени от солнца в течении дня для различных месяцев. Соответственно, сделав замер в определённое время дня и сопоставив длину тени с измерениями, можно было определить север.

Фрагмент деревянного диска времён эпохи викингов, найденный в южной Гренландии (Уунаторк, Uunartoq), мог быть комбинацией таких приборов.

Фрагмент деревянного диска Уунаторк, найденный в Гренландии. 2 варианта использования диска

Для того, чтобы считывать значения диска как со световой доски был необходим особый гномон. Он также был найден — солнечный брусок.

Солнечный брус и 2 варианта его использования

После осознания того, что викинги могли обладать хотя бы одной или несколькими такими отличными навигационными техниками и приборами возникает только один вопрос: почему скандинавы сделали так мало открытий? Если бы история оставила эпохе викингов ещё, хотя бы, 100 лет, то мы бы сейчас в учебниках истории прочли, как какой-нибудь Сигурд Суровый открыл Австралию. Прочли за бокалом хорошего южно-скандинавского эля 🙂

Как именно викинги проходили миллионы километров по открытой воде, совершая набеги на порты и заселяя неизведанные территории? Этот вопрос сбивает с толку историков и ученых.

Археологические данные свидетельствуют о том, что они путешествовали с переносными деревянными солнечными часами, но эти инструменты могли быть полезны только в ясные дни. Однако на основных морских маршрутах викингов солнце могло исчезать на несколько дней.

В 1967 году датский археолог Торкильд Рамску предположил, что эти легендарные камни на самом деле были кристаллами, возможно, кордиеритом или исландским шпатом, которые действуют как естественные поляризационные фильтры. Он предположил, что, направив солнечный камень в небо и вращая его, пока свет, проходящий через него, не достигнет самой яркой точки, навигаторы викингов могли бы определить местонахождение Солнца.

Многие ученые принимают гипотезу Рамску о том, что викинги использовали поляризующие кристаллы, но критики сомневаются в эффективности этого метода в пасмурную или туманную погоду.

Недавно группа исследователей во главе с Габором Хорватом из Венгерского университета Этвеш проверила его.

Команда использовала поляриметр — устройство, которое измеряет степень поляризации света в различных погодных условиях Туниса, Финляндии, Венгрии и Северного Ледовитого океана.

В будущем Хорват и его коллеги надеются достичь более реалистичного моделирования того, как викинги могли использовать солнечные камни, собирая различные типы естественных поляризующих кристаллов и нанимая добровольцев для их тестирования.

Интересно? Хочешь больше узнать интересных фактов и историй?

Тогда ставь большой палец вверх, оставляй комментарий, делись ссылкой в социальных сетях и подписывайся на канал !

О мореходном искусстве викингов сказано многое. Исследователи до сих пор задаются вопросом: как ориентировались викинги днем и ночью в море, учитывая, что в период белых ночей на севере навигация по звездам крайне затруднительна? Поэтому викинги в основном ориентировались по Солнцу. Из источников, рассказывающих о заселении Исландии, видно, что викинги уже в 850 г. располагали такими навигационными сведениями, которые позволили, например, Гардару Свафарссону после зимовки в Исландии вернуться на родину в Европу.

Известно также, что спустя десять лет Исландия была целью многих переселенцев. Для плавания из Средней Норвегии к берегам Исландии при быстром переходе требовалось около семи суток. Чтобы совершить его, надо было хорошо ориентироваться в открытом море вдали от берегов. В конце X в. начались плавания викингов в Гренландию с западного побережья Исландии, которые при благоприятных условиях занимали четверо суток.

Для того чтобы плавать в открытом море, надо уметь определять направления и местоположения своего судна. Без компаса направление можно определять по Полярной звезде или по Солнцу. Во время белых ночей на севере определение по звездам затруднительно. Поэтому викинги в основном находили направление по Солнцу . Особое значение для них имели направления восхода и захода. Как гласит сага, о положении Солнца в течение года "хорошо знали Стьёрн Одди с о. Флатей и от него старшие на судах, или кендтманды " .

О чрезвычайно значительной протяженности торговых путей викингов говорит, например, статуя Будды V в. найденная при раскопках в г. Бирка. Чтобы узнать свое местоположение, необходимо найти широту и долготу. Географическая широта определялась по высоте Солнца. Для ее измерения, как передают нам саги, викинги использовали солнечную доску . Эта доска, которая до сих пор еще не найдена, имела деления в "половину колеса" и соответствовала половине солнечного диска.

Географическую долготу викинги могли определить только по пройденному расстоянию. В Северном море это не представляло больших трудностей, так как плавания викингов между Англией и Норвегией или Данией проходили в основном в направлении восток — запад. Плавания викингов из Норвегии в Исландию и Гренландию облегчало одно обстоятельство: Берген имеет приблизительно ту же географическую широту, что и мыс Фарвель на южной оконечности Гренландии. В Исландии поселения викингов обнаружены приблизительно на 4° к северу от этой широты. Следовательно, они могли придерживаться курса между Норвегией и Исландией и Гренландией, определяя только широту. Таким образом викинги довольно уверенно переплывали открытое море и достигали побережья, где уже по прибрежным признакам находили свою цель.

Туман или плотные сплошные облака затрудняли их навигационные определения, в результате чего возникали ошибки, о чем сообщают саги. Плавания в открытом море в основном проходили летом. Викинги начинали их при ясной погоде — антициклонах, когда были уверены, что не встретят тумана, густой облачности и особенно штормов, которые представляли большую опасность для их открытых судов.

Во время археологических раскопок в Гренландии в 1951 г. был найден обломок прибора, который считают пеленгационной картушкой викингов. Деревянный диск, как полагают, с 32 делениями, расположенными по краю, вращался на ручке, продетой через отверстие в центре и, будучи ориентирован относительно стран света , показывал курс. — Прим. переводчика

Интересные сведения об Одди приводит Р. Хенниг: "История исландской культуры знает некоего странного "Звездного" Одди, жившего около 1000 г. Этот исландец был бедным простолюдином, батраком крестьянина Торда, поселившегося в пустынной северной части Исландии у Фельсмули. Одди Хельгфассон ловил рыбу для Торда на о. Флатей и, находясь в полном одиночестве среди безграничного простора, использовал свой досуг для наблюдений, благодаря которым стал одним из величайших астрономов, каких знает история. Занимаясь неустанными наблюдениями за небесными явлениями и точками солнцестояния, Одди изобразил движение небесных тел в цифровых таблицах. Точностью своих расчетов он значительно превосходил современных ему средневековых ученых.

Впервые определил широту по Полярной звезде португалец Диего Гомиш во время плавания к побережью Гвинеи в 1462 г. Наблюдения для этой цели наибольшей высоты Солнца начали выполнять на десять или двадцать лет позднее, так как оно требовало знания ежедневного склонения Солнца.

Независимое определение долготы в море моряки начали выполнять лишь в конце XVIII в.

Сказанное, однако, не означает, что викинги не контролировали свое местоположение в открытом море. О. С. Рейтер , занимавшийся этим вопросом, считает, что применявшаяся для этой цели "солнечная доска" представляла собой стержень, устанавливавшийся на борту судна в вертикальном положении, и по длине полуденной тени от него, падавшей на банку, викинги могли судить, придерживаются ли они нужной параллели.

Нетрудно представить, как это могло происходить. Викинги плавали летом, склонение же Солнца в день летнего солнцестояния 23,5°N, а например, за месяц до и после этого дня — 20,5°N. Берген находится приблизительно на 60° с. ш.

Следовательно, при длине солнечной доски 100 см длина тени должна составлять 0,74 м и соответственно, за месяц до и после дня солнцестояния — 82,5 см. Таким образом, достаточно было на банке иметь эти отметки, чтобы викинги в полдень проконтролировали свое положение.

Ночью - по звёздам.

Располагали ли викинги компасом, находками не доказано. Однако в сагах сообщается о "солнечном камне". Таким камнем владел король Олаф, правивший в Норвегии с 1015 по 1030 гг. По нему он мог определять положение Солнца в туман или снегопад. Для этого камень опускали в воду, в которой он плавал и, попадая в лучи Солнца, светился. Свечение, вероятно, — выдумка сказителя саги. В настоящее время полагают, что "солнечный камень" представлял собой дощечку с укрепленным на ней магнитным камнем . Возможно, викинги уже использовали и компас, который в Китае был известен как указатель направления с 250 г. н. э.В 1948 году в Гренландии в руинах, относящихся примерно к 1200 году, был обнаружен деревянный диск с нарезками. Если бы диск был полным, то нарезок было бы 32, что соответствует 32-частному делению компаса, которое, как известно, использовалось в позднем Средневековье, поэтому было высказано предположение, что викинги использовали более совершенную систему пеленгации, чем предполагалось до сих пор, и что этот предмет — пеленгаторный компас викингов. В центре диска есть отверстие: в него можно было вставить ось, которая могла служить ручкой, и на такой оси могли быть, кроме того, укреплены стрелка солнечных часов и подвижная стрелка-указатель, которая могла отмечать курс, что было полезно, хотя, конечно, не необходимо. Две насечки, находящиеся под прямым углом друг к другу, судя по всему, чем-то отличались от других; на них заметны царапины. Возможно, они обозначали две главных стороны света, например север и запад.

Солнечный камень викингов был очень точным

За период с 900 по 1200 год, викинги управляли Атлантикой. Их мастерство в строительстве кораблей и в навигации позволило им путешествовать по всей Северной Атлантике. Предыдущие исследования показали, что викинги использовали определенный тип солнечных часов для навигации, что, по-видимому, давало им довольно точные измерения. Но что они делали, когда было облачно или туманно?

Большинство исследователей, изучавших возможность солнечного камня, предположили, что некоторые кристаллы, такие как кальцит, кордиерит и турмалин, могут разделить солнечный свет на два луча, даже когда облачно. Когда кристалл поворачивался, разбивая два луча с одинаковой яркостью, навигатор мог видеть поляризованные кольца вокруг Солнца, эффективно отображая его размещение в небе.

Саз и Хорват отметили, что до сих пор никто не проверял использование таких кристаллов для навигации из Норвегии в Исландию, Гренландию или в Северную Америку, вероятно, потому, что одного или двух путешествий недостаточно, чтобы доказать свою полезность, особенно если во время такого путешествия не было облачно.

При компьютерном моделировании рейсов из Норвегии в Гренландию, исследователи проводили моделирование много раз в течение двух конкретных виртуальных дней - весеннего равноденствия и летнего солнцестояния. Они проводили испытания для разных типов кристаллов и с разными интервалами времени.

Исследователи сообщают, что они нашли смешанные результаты в зависимости от того, какой тип кристалла использовался и как часто навигатор определял положение Солнца и обнаружили, что использование кристалла кордиерита в течение минимум трех часов было приблизительно на 92,2-100 процентов точным.

Согласно известной гипотезе, моряки викингов могли перемещаться по широте между Норвегией и Гренландией посредством поляризации неба в пасмурную погоду с использованием солнечного компаса и кристаллов солнечного камня. Используя данные, измеренные в более ранних атмосферных оптических и психофизических экспериментах, здесь мы определяем скорость успеха этой небо-поляриметрической навигации. Имитируя 1000 рейсов между Норвегией и Гренландией с различной облачностью в летнее солнцестояние и весеннее равноденствие, мы обнаружили вероятность того, что моряки Викингов смогут добраться до Гренландии в условиях различных погодных условий трехнедельного путешествия в зависимости от периодичности навигации Δt, если они анализировали поляризацию неба с кальцитовыми, кордиеритными или турмалинными кристаллами. Также представлены примеры маршрутов рейса. Наши результаты показывают, что небесно-поляриметрическая навигация удивительно успешна в оба дня весеннего равноденствия и летнего солнцестояния даже в облачных условиях, если навигатор периодически определял северное направление по крайней мере один раз в каждые 3 часа независимо от типа солнечного камня, используемого для анализ поляризации неба. Это объясняет, почему викинги могли владеть Атлантическим океаном в течение 300 лет и могли достичь Северной Америки без магнитного компаса. Наши результаты свидетельствуют о том, что важна не только периодичность навигации, но и распределение времени, когда выполняемая навигационная процедура максимально симметрична относительно момента времени реального полудня.

Навигационное искусство викингов

Для ориентирования в открытом море, необходимо уметь определять направление и местоположение корабля. Определить направление можно по Полярной звезде или по Солнцу. Но ориентироваться по звездам во время длительного лета, когда Солнце не заходит за горизонт по полгода было затруднительно. Скандинавы умели находить направление ориентируясь по Солнцу. Особенно важно было направление восхода и заката.

Но знать направление в открытом море это только половина успеха, также необходимо уметь определять и положение самого корабля. Для этого необходимо было найти широту и долготу. Географическую широту можно определить по высоте Солнца, когда оно находится в зените. Для этого, как говорят саги, викинги использовали солнечную доску . Доска была полукруглой и имела деления. Однако, археологи так и не смогли найти подтверждений существования такой доски.

Определить долготу в эпоху викингов можно было только по пройденному расстоянию. Так как викинги в основном плавали в Северном море, с востока на запад и обратно, то это не вызывало особых трудностей. Переход из Норвегии в Исландию и дальше в Гренландию облегчало то, что город Берген имеет примерно такую же широту, что и мыс Фарвель на южном берегу Гренландии. Поселения викингов в Исландии всего на 4° севернее широты Бергена. Следовательно, для плаванья в Исландию и Гренландию викингам было достаточно определять широту, что бы не сбиться с курса и не уйти южнее или севернее. Конечно, длительные морские переходы в раннем средневековье были опасны и не всегда путешественники достигали своих целей. Даже достигнув берега, зачастую сбившись с курса, скандинавы ориентировались по прибрежной линии, чтобы найти необходимый город или бухту. Но плаванье в прибрежных водах таит множество опасностей, особенно во время шторма или тумана. В сагах рассказывает множество печальных случаев, когда герои достигнув береговой линии, разбивались о прибрежные скалы. Навигационный сезон викинги начинали летом, при ясной погоде, когда в Северной Европе главенствую антициклоны.

Отважные мореходы викинги не знали магнитного компаса (который к тому же в приполярных областях бесполезен), но в то же время отлично ориентировались в море, доплывая до Гренландии и Северной Америки. В одной из древних исландских саг (конец IX — начало Х века) изложен эпизод плавания викингов при пасмурной погоде, когда ориентироваться по Солнцу не было возможности: “Погода стояла облачная и штормовая… Конунг осмотрелся и не нашел ни клочка голубого неба. Тогда он взял солнечный камень, поднял его к глазам и увидел, где Солнце шлет свой луч через камень”.

Ещё в 1967 году датский археолог Торкильд Рамскоу (Thorkild Ramskou) выдвинул объяснение данным легендам. Он предположил, что в древних текстах речь шла о прозрачных минералах, поляризующих проходящий через них свет.

Действительно, поляризационный фильтр, направленный на покрытое облаками небо, позволяет определить, где на небосводе поляризованность света максимальна и где минимальна, а отсюда понять, где находится Солнце. Сам солнечный свет не поляризован, но его поляризуют облака. Этот метод навигации был открыт только в ХХ веке и использовался в полярной авиации вплоть до появления радиокомпаса и спутниковой навигации, но, возможно, викинги знали его тысячелетие назад. Кстати, пчелы используют его в облачные дни, так как их глаза воспринимают поляризованный свет.

Поскольку поток света от неба тоже поляризован в соответствии с моделью Релея (Rayleigh sky model), моряки могли бы глядеть вверх через камень, медленно поворачивая его в разные стороны.

Специалисты выдвинули несколько кандидатов на роль cолнечного камня — исландский шпат (прозрачный вариант кальцита), а также турмалин и иолит. Какой именно минерал использовали викинги — сказать сложно, все эти камни были им доступны.

Любопытно, что в двадцатом веке иолит попал в авиацию в качестве поляризационного фильтра в приборе, служащем для определения положения Солнца после заката.

В общих чертах принцип работы компаса викингов был ясен давно, но большим вопросом была экспериментальная проверка идеи. Опытам и расчётам в этом направлении несколько последних лет посвятил исследователь Габор Хорват (Gábor Horváth) из университета Отвоса в Будапеште.

В частности, вместе с коллегами из Испании, Швеции, Германии, Финляндии и Швейцарии он изучал картины поляризации света под пасмурным небом (а также в тумане) в Тунисе, Венгрии, Финляндии и в пределах полярного круга.

Габор Хорват в Арктике в 2005 году (фото с сайта elte.hu).

В обеих ситуациях совпадение картины поляризации с идеальной (по релеевской модели) было тем лучшим, чем тоньше покров облаков или тумана и чем больше в нём разрывов, поставляющих хоть толику прямых солнечных лучей.

На практике это означает, что вооружённые не поляриметрами, а солнечными камнями викинги едва ли могли заметить слабые колебания в яркости неба при взгляде через кристалл. Навигация под сплошной облачной пеленой, если и была возможной, оказывалась неточной, — сделали вывод учёные.

Тем не менее, расследование, предпринятое Хорватом, показало, что легенды о солнечном камне и объяснение его работы Торкильдом — вполне правдоподобны и научно обоснованы.

Учёные установили, что как при чистом небе (колонки слева), так и при облачном (справа) доля от общей площади неба, в которой поляризация совпадает с релеевской (закрашена серым) падает по мере подъёма Солнца (чёрная точка) над горизонтом (угол подъёма указан в скобках). Данная съёмка проводилась в Тунисе.

В следующий раз, стоило появиться хоть небольшому просвету в облаках, мореплаватель мог нацелить на него камень и повернуть до максимальной яркости неба. Линия на камне указала бы на Солнце. Об определении координат дневной звезды без всякого просвета мы уже говорили.

Ну а направление на географический север по положению Солнца узнать было проще. Для этого у викингов имелись особым образом размеченные солнечные часы, на которых резьбой были показаны крайние траектории тени от гномона (от рассвета до заката в равноденствие и летнее солнцестояние).

Если на небе присутствовало Солнце, часы можно было расположить определённым образом (чтобы тень попадала на нужную полосу), и определить стороны света по отметкам на диске.

Этот кусочек солнечных часов (a) археологи нашли в Гренландии (серым цветом на схеме (b) отмечена пропавшая часть); с – принцип определения положения тени, d – картина поляризации неба (стрелки).

Точность данных часов-компаса была велика, но, с поправкой: совершенно правильно они показывали север только с мая по август (как раз в парусный сезон у викингов) и только на широте 61 градус – как раз там, где проходил самый частый маршрут викингов через Атлантику – между Скандинавией и Гренландией (иллюстрации Gábor Horváth et al./ Philosophical Transactions of the Royal Society B).

А если на небе облачно – не беда. Авторы нового исследования предполагают, что, установив позицию Солнца по солнечному камню, навигаторы викингов могли заменить светило факелом и по тени на часах сориентироваться в пространстве.

Габор решил проверить и это предположение. Он отснял в нескольких точках мира множество полных панорам дневного неба с облачностью разной степени тяжести, а также вечернего неба в сумерках (близ морского горизонта). Затем эти снимки показали группе добровольцев — на мониторе в тёмной комнате. Мышкой их просили указать расположение Солнца.

Сравнив выбор испытуемых с фактическим нахождением светила, учёные нашли, что по мере роста плотности облаков среднее расхождение между кажущимся и истинным положением Солнца заметно растёт, так что викингам вполне могла понадобиться дополнительная технология ориентации по сторонам света.

И к этому аргументу стоит добавить ещё один. Целый ряд насекомых чувствителен к линейной поляризации света и использует это преимущество для навигации (а иные ракообразные даже распознают свет с круговой поляризацией). Вряд ли эволюция изобрела бы такой механизм, если бы положение Солнца на небе всегда можно было бы увидеть обычным зрением.

Биологам известно, что пчёлы при содействии поляризованного света ориентируются в пространстве — они глядят на просветы в облаках. Об этом примере, кстати, вспоминает и Хорват, когда говорит о предпосылках к необычной навигации у викингов.

Есть даже вид пчёл (Magalopta genalis из семейства галиктид), представители которого и вовсе вылетают на работу за час до восхода (и успевают возвратиться домой до него) и потом уже — после заката. Эти пчёлы ориентируются в сумеречном свете по поляризационной картине на небосводе. Её создаёт Солнце, только собирающееся взойти или недавно закатившееся.

Учёные построили простой лабиринт из пары перекрещивающихся коридоров. Так получился один вход и три возможных выхода. Коридоры освещались поляризованным светом, который нисходил с потолка, имитирующего небо. Свет мог быть поляризован вдоль оси коридора или перпендикулярно к ней.

Схема опыта Шринивашана (на врезке). Положение кормушки в серии экспериментов меняли, так что верным мог быть и прямой, и правый, и левый путь (иллюстрации P. Kraft, M. V. Srinivasan et al./ Philosophical Transactions of the Royal Society B, qbi.uq.edu.au).

После того, как подопечные исследователей прочно связали подкормку с правильной поляризацией освещения, экспериментаторы удалили сахар. 74 процента пчёл продолжили сворачивать туда, где раньше лежало угощение.

Потом учёные переключили поляризационные фильтры, сначала на прямой выход вместо верного правого, а потом на левый. Большая часть пчёл (56% и 51%) последовала новым световым указателям. Оставшиеся — распределились между двумя неверными коридорами.

Недавно гипотезу датского археолога подтвердили ученые из лаборатории биологической оптики Будапештского университета. Они совершили экспедицию в Арктику и показали, что даже примитивный поляризатор действительно позволяет в туман и при сплошной облачности указать направление на Солнце. Метод действует и в то время, когда светило находится на несколько градусов ниже горизонта, но оттуда освещает небесный свод.

Каким камнем могли пользоваться викинги в своих плаваниях? В Норвегии имеются залежи минерала кордиерита, кристалл которого, сколотый по определенной плоскости, способен служить поляризационным фильтром. Направленный на Солнце, скрытое облаками, он при повороте окрашивает небо в желтоватый цвет, тогда как вдали от светила кристалл на просвет голубоват. Кроме того, в Исландии викинги могли добывать исландский шпат, известный своими поляризующими свойствами и применяющийся в оптических приборах до сих пор. Встречается в этих краях и турмалин, также обладающий подобными свойствами.

Кристалл был найден дайверами в трюме английского корабля, затонувшего в 1592 году у побережья острова. В том же помещении корабля были найдены навигационные приборы.

Химический и физический анализ кристалла позволил установить, что он представляет собой разновидность кальцита (CaCO3), которая называется исландским шпатом. Несмотря на то, что потрескавшаяся и непрозрачная находка была сильно не похожа на минерал в своем обычном виде, ученые показали, что все эти дефекты были вызваны действием морской воды и песка. Для этого авторы провели искусственное моделирование старения шпата в воде с последующим лабораторным анализом.

Исландский шпат известен своим свойством двойного лучепреломления. Свет расщепляется в кристалле на два луча, имеющих разную поляризацию. Вращая кристалл, можно установить направление поляризации света, что позволяет определить направление на Солнце, даже если оно скрыто облаками или находится за горизонтом. Это может быть необходимо морякам как дополнительное средство навигации в местах, где наблюдаются магнитные аномалии. Авторы работы установили, что кристалл из Олдерни позволяет установить направление на Солнце с ошибкой, не превышающей одного градуса.

Экспериментаторы объяснили теоретически и продемонстрировали на опыте, как древние мореплаватели использовали определённый минерал для навигации в пасмурную погоду.

Группа исследователей из Франции, США и Канады провела серию опытов, из которых следует, что легендарный cолнечный камень (sunstone) викингов представлял собой исландский шпат — поляризующий свет кристалл с двойным лучепреломлением.

Сама по себе мысль эта не нова, но исследователи постарались подвести под данное предположение максимально полную научную базу.

Из древних источников известно, что скандинавы могли определять своё положение в море даже в те моменты, когда небо затягивалось облаками и на глаз сложно было выявить положение солнца. Магнитный компас мореходам той эпохи был неизвестен. Наконец, на звёзды в летние месяцы да в высоких широтах (недалеко от полярного круга) рассчитывать, по понятным причинам, викингам было трудно.

В начале 2011 года другая группа специалистов провела обширные теоретические и практические исследования, показав, что целая серия минералов благодаря своим поляризующим свойствам могла сыграть роль cолнечного камня, выручавшего викингов во время путешествий в Америку.

Для определения сторон света, которое работало даже при солнце, находящемся у горизонта или даже чуть ниже него, викингам был необходим солнечный камень с заранее нанесёнными метками на верхней и нижней гранях кристалла, которые нужно было располагать определённым образом (иллюстрации с сайтов dmeijers.home.xs4all.nl, nasa.gov).

Наблюдая небо через такой минерал, вращая его, мореходы отслеживали колебания яркости лучей. Эти колебания вызваны тем фактом, что солнечный свет, даже профильтрованный туманом и облаками, сохраняет на небосводе специфическую картину поляризации, на которую реагирует кристалл-поляроид.

Теперь же, как сообщает BBC News, экспериментаторы нашли, что исландский шпат не просто замечательно подходит на роль солнечного камня, но и позволяет ориентироваться в пространстве с высокой точностью.

Учёные выяснили, что выравнивая интенсивность так называемых обыкновенного и необыкновенного пучков, прошедших сквозь кристалл, можно узнать направление на солнце с погрешностью в несколько градусов.

Косвенным признаком своей правоты авторы исследования называют пример если не из истории викингов, то во всяком случае из довольно давнего прошлого. На борту елизаветинского судна, затонувшего у острова Олдерни (Alderney Elizabethan Wreck) в конце XVI века, археологи нашли кусочек исландского шпата. Может быть, он тоже служил для целей навигации.

(Детали новой работы раскрывает статья в Proceedings of the Royal Society A.)

Читайте также: