dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
O wikingach mówi się, że byli doskonałymi żeglarzami i nawigatorami. Powszechnie wiadomo, że na przełomie pierwszego i drugiego tysiąclecia swobodnie żeglowali po północnym Atlantyku, przemieszczając się między Skandynawią i odbitą Celtom Islandią, i Grenlandią, tudzież pomniejszymi wyspami tego regionu: Szetlandami, Orkadami, Hebrydami czy Wyspami Owczymi.
Swobodnie penetrowali również wybrzeża Irlandii, Szkocji, Anglii i innych krajów Europy Zachodniej, w tym położone w basenie Morza Śródziemnego. Pojawiali się także na wybrzeżach Bałtyku i Morza Czarnego. Dużymi rzekami docierali daleko w głąb dzisiejszej Rosji i wielu innych krajów europejskich. Po odkryciu z początkiem lat sześćdziesiątych minionego wieku materialnych śladów ich bytności w X wieku w L’Anse aux Meadows na Nowej Funlandii, nikt nie ma już wątpliwości, że na 500 lat przed Kolumbem docierali także do Ameryki Północnej. Jednocześnie wiadomo, że nie znali klasycznego kompasu magnetycznego. Ten dotarł do Europy z Chin gdzieś około XII-XIII wieku, prawdopodobnie za pośrednictwem żeglarzy arabskich.
Husanotra zamiast kompasu
I tu rodzi się dość oczywiste pytanie: jak wikingowie radzili sobie z nawigacją na tak rozległych akwenach? Odpowiedź znajdujemy w słynnych sagach islandzkich, zwłaszcza w “Sadze o Eryku Rudym” i w “Sadze o Grenlandczykach”, spisanych prawdopodobnie dopiero w XII-XIV wieku, czyli około 200-300 lat po opisywanych w nich wydarzeniach. Przez stulecia nie dawano im wiary. Dopiero odkrycia archeologiczne ostatniego półwiecza uwiarygodniły je, podobnie jak wykopaliska H. Schliemann’a uwiarygodniły homerycką “Iliadę”. Wedle tych zapisów wikingowie w żegludze oceanicznej posługiwali się przyrządem nawigacyjnym o tajemniczej nazwie husanotra. Wiadomo o nim jedynie, że był bardzo ważny dla wikińskich żeglarzy.
Trzeba było prawdziwie szczęśliwego trafu, by natknąć się nań w wykopaliskach archeologicznych. Pierwszy egzemplarz, dość kiepsko zresztą zachowany, napotkano w 1948 roku na Grenlandii w tzw. Osiedlu Wschodnim położonym w pobliżu fiordu Uunartoq. Drugi, w dużo lepszym stanie, odkryto w 2000 roku podczas prac wykopaliskowych prowadzonych na terenie Wolina, wczesnośredniowiecznego portu. Przyrząd ów jest małym drewnianym krążkiem z otworem w środku i powierzchnią pokrytą liniami oraz symetrycznie rozmieszczonymi nacięciami.
Na podstawie badań i eksperymentów stwierdzono, że działał w oparciu o zasadę gnomonu, znaną zresztą już od starożytności. Husanotra miała dość długą rękojeść umożliwiającą balansem poziome ustawienie krążka z nacięciami. Zaostrzony wierzchołek owej rękojeści wystawał ponad powierzchnię krążka przez centralnie usytuowany otwór i pełnił rolę gnomonu. Cień rzucany przez ów stożek (gnomon), zaznaczany systematycznie w miarę upływu dnia, pozwalał wytyczyć tzw. krzywą gnomonu. Kształt owej krzywej zależy od trzech czynników: szerokości geograficznej, na której wykonywana jest obserwacja, wysokości stożka (gnomonu) oraz wysokości Słońca na nieboskłonie, czyli od pory roku. Na krążkach znalezionych na Grenlandii i Wolinie wyryte są krzywe gnomonu charakterystyczne dla okresu równonocy i przesilenia letniego na 60-61Ą szerokości geograficznej północnej.
Połowiąc krzywą gnomonu, można wyznaczyć kierunek północny, a w konsekwencji również pozostałe główne kierunki geograficzne. Co więcej, północ może być wyznaczona o dowolnej porze dnia, o ile tylko znane jest położenie Słońca na nieboskłonie. Cień stożka husanotry (żeglarskiego gnomonu) o każdej porze dnia można łatwo dopasować w dwu miejscach do wyznaczonej i utrwalonej wcześniej krzywej gnomonu. Linia łącząca podstawę stożka (gnomonu) z punktem połowiącym odcinek krzywej gnomonu, zawarty między miejscami dopasowania, wyznacza jednoznacznie kierunek północny.
Nawigacja bez Słońca
A co zrobić, gdy Słońce przez długi czas pozostaje niewidoczne? Na oceanie sytuacje takie nie są czymś szczególnym. Dość często utrzymują się tam długotrwałe mgły bądź silne zachmurzenie. W wysokich szerokościach geograficznych Słońce bywa też w pewnych porach roku długo schowane poniżej linii horyzontu. I na to też wikingowie znaleźli sposób. By uporać się z problemem, wykorzystali szczególne właściwości niektórych minerałów i światła słonecznego, które rozpraszając się w atmosferze, ulega częściowej polaryzacji, czyli uporządkowaniu kierunków drgań (fig. 1). Największy stopień polaryzacji nieboskłonu obserwuje się, spoglądając prostopadle względem kierunku padania promieni słonecznych. Dzięki temu można określić położenie Słońca nawet wówczas, gdy jest ono schowane nieco pod linią horyzontu, o ile tylko potrafi się określić stopień polaryzacji światła słonecznego.
Spolaryzowane światło
Wystarczy, jeśli widoczne jest światło słoneczne rozproszone w atmosferze. Oko człowieka w toku ewolucji nie wykształciło zdolności wykrywania światła spolaryzowanego. Ale może go wykryć, korzystając z własności optycznych niektórych minerałów. Pełnią one rolę naturalnych detektorów światła spolaryzowanego. Znając ich reakcję na światło spolaryzowane, która jest adekwatna do stopnia jego polaryzacji, przy pewnym doświadczeniu w manipulowaniu nimi, można, na podstawie oceny wielkości stopnia polaryzacji nieboskłonu, ustalić całkiem dokładnie położenie Słońca nawet w sytuacjach, gdy jest ono zupełnie niewidoczne, np. z powodu mgły czy zachmurzenia (z dokładnością do 1-3Ą), jak i wówczas, gdy znajduje się poniżej linii horyzontu (do 7Ą).
Tajemnicze właściwości kryształów
A jak działają owe kryształy? Po prostu są optycznymi filtrami polaryzacyjnymi. Przepuszczają fale światła spolaryzowanego tylko określonej długości (barwy), takie, których drgania zgodne są z ich płaszczyzną polaryzacji. Pozostałe składowe padającego światła eliminowane są skutecznie, np. poprzez absorpcję (fig. 2). Właściwość ta uwarunkowana jest kierunkiem padania światła na kryształ o takich właściwościach. W związku z tym nie jest obojętne, jak taki kryształ jest zorientowany względem padającego światła. By światło spolaryzowane dotarło do oka obserwatora w ilości możliwie największej, płaszczyzny polaryzacji światła rozproszonego i kryształu-detektora powinny być równoległe.
Płaszczyzna polaryzacji rozproszonego światła słonecznego warunkowana jest jego położeniem na nieboskłonie. Najsilniejsza polaryzacja występuje w kierunku prostopadłym do padających promieni słonecznych. Zatem manipulując detektorem światła spolaryzowanego, szuka się takiego położenia, które charakteryzowało się będzie największą różnicą przepuszczalności spolaryzowanych promieni rozproszonego światła słonecznego, czyli kierunku o największym udziale w nim światła spolaryzowanego. Prostopadle do wyznaczonego w ten sposób kierunku usytuowane będzie Słońce.
Naturalny detektor światła
Do detekcji światła spolaryzowanego wygodne są kryształy charakteryzujące się bardzo wysokim poziomem anizotropii absorpcji składowych widma światła, czyli takie, których absorpcja zmienia się silnie wraz ze zmianą kierunku padającego na nie światła. Znane są one powszechnie jako kryształy o silnym pleochroizmie, czyli silnej wielobarwności. Zależnie od poziomu symetrii optycznej mogą charakteryzować się dichroizmem (dwubarwnością) bądź trichroizmem (trójbarwnością).
Po przebadaniu w Skandynawii, mateczniku wikingów, naturalnych wystąpień minerałów silnie pleochroicznych stwierdzono, że najlepszym kandydatem na naturalny detektor światła spolaryzowanego, czyli silnie barwnie reagujący optyczny filtr polaryzacyjny, może być kordieryt Mg2Al3 (AlSi5O18). Minerał ten znany jest również pod nazwą iolit (ijolit) od greckiego ion (fiołek). Nazwa ta wprost nawiązuje do łatwo postrzeganej cechy tego minerału, czyli do jego fiołkowej barwy. Jako kamień jubilerski również występuje przeważnie pod tą nazwą. Piękne, jubilerskie kordieryty znajdowane są w Norwegii i Finlandii już od niepamiętnych czasów. Z pewnością musiały być znane także wikingom. Zapewne z łatwością dostrzegali oni ich bardzo silny pleochroizm przejawiający się w pewnych sytuacjach drastyczną zmianą barwy podczas rotacji kryształu.
Kryształy kordierytu obserwowane w świetle spolaryzowanym w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach ukazują zmianę barwy od fioletowo-niebieskiej do nieomal bezbarwnej, przy czym największy kontrast barwy występuje w dwu kierunkach (fig. 3). Stąd w dawniejszych czasach kordieryt nazywany był też często dichroitem (dwubarwnym), choć, jako rombowy, w istocie jest trichroiczny (fig.4). Oczywiście, nie rozumiano wówczas przyczyn tego zjawiska, ale potrafiono takie zachowania skutecznie praktycznie wykorzystać.
Magiczne kryształy w cieniu domysłów
Niestety, nie znaleziono dotąd materialnych dowodów wskazujących na wykorzystywanie przez wikingów kryształów kordierytu w roli detektorów światła spolaryzowanego. Opisy używania magicznych kryształów znajdują się jedynie w sagach islandzkich. Ale po odkryciach archeologicznych potwierdzających wiarygodność ich treści należy traktować je zupełnie poważnie. Dodatkową przesłanką wskazującą na wiarygodność tych opisów może być występowanie kryształów kordierytu w roli żeglarskich talizmanów, także u niektórych współczesnych żeglarzy. Tradycja ta jest kontynuacją zwyczajów z przeszłości i może sięgać czasów wikińskich, a może i wcześniejszych, celtyckich.
