Wikinger-Navigation: Mit magischem Stein nach Grönland
Navigation ohne Kompass Wie die Wikinger den Weg nach Grönland fanden
Der Handel mit Grönland war für die norwegischen Wikinger ein lukratives Geschäft. Auf der Hinfahrt füllten sie die Bäuche ihrer Schiffe mit Bauholz, das auf der baumarmen Insel hohe Preise erzielte. Auf dem Rückweg beluden sie den Stauraum mit Walrosszähnen und Robbenfellen, die auf dem heimischen Markt begehrt waren.
Das große Hindernis war nur der weite Weg über den offenen Atlantik. Ohne GPS, ohne Sextant, ohne Kompass. Als einzige Navigationshilfe standen den Wikingern sogenannte Sonnensteine zur Verfügung: Kalzit, Cordierit und Turmalin.
Ihre Kristalle spalten das Licht der Sonne in zwei Strahlen auf. Ist der Stein genau auf die Sonne ausgerichtet, sind beide Strahlen gleich hell. Dreht und kippt man das Mineral, ändert sich jedoch die Helligkeit der beiden Strahlen. Weiß der Navigator, wo die Sonne steht, kann er so den Kurs bestimmen.
Tausende Überfahrten simuliert
Ob die Wikinger die Sonnensteine tatsächlich benutzt haben, um den Weg nach Grönland zu finden, ist allerdings umstritten. Nun haben die Forscher Dénes Száz und Gábor Horváth von der Lorand-Eötvös-Universität in Budapest sich die Mühe gemacht und nachgerechnet.
Am Computer simulierten sie 1.000 Überfahrten von Norwegen nach Grönland jeweils zur Frühjahrs-Tag-und-Nacht-Gleiche und zur Sommersonnenwende mit den verschiedenen Mineralien und mit variablen Werten für die Bewölkung sowie für die Zeitabstände, in denen Messungen vorgenommen wurden.
Wikinger-Navigation: Mit magischem Stein nach Grönland
Im Fachblatt "Open Science" der Royal Society stellen die beiden Forscher ihre Ergebnisse vor: Weder das Wetter noch das verwendete Mineral waren statistisch entscheidend für eine erfolgreiche Ankunft in Grönland. Die wichtigste Voraussetzung für eine sichere Überfahrt war etwas anderes: das regelmäßige Checken des Sonnenstandes - und zwar in Zeitintervallen von unter drei Stunden.
Zeit nach Bauchgefühl
Für ihre Berechnungen ließen die Forscher die Schiffe im norwegischen Bergen losfahren und genau auf etwa 60° Nord gen Westen segeln. Dieser Kurs brachte sie schnurgerade nördlich über die Shetlands hinweg und südlich unter den Faröern sowie Island hindurch an die Südspitze Grönlands - siehe folgende Karte.
Als erfolgreich verbuchten sie alle simulierten Routen, die entweder direkt an der Küste Grönlands endeten oder zumindest innerhalb einer Zone um die Küste herum, von aus man von einem 21 Meter hohen Schiffsmast das Land noch erblicken - und so gegebenenfalls seinen Kurs korrigieren - konnte.
Um aus dem aktuellen Sonnenstand die Himmelsrichtungen und damit einen Kurs ableiten zu können, braucht man eigentlich eine präzise Uhr. Diese gab es zu Zeiten der Wikinger jedoch nicht. Die Forscher gingen bei ihren Berechnungen daher davon aus, dass die Steuermänner die Zeitintervalle schätzten, in denen sie die Position der Sonne ermittelten. Auf diese Weise konnten sie, so die Annahme, zumindest grob die Richtung ermittelten, in die sie segeln mussten.
Probleme zur Sommersonnenwende
Wenn in regelmäßigen Abständen mindestens alle drei Stunden der Sonnenstand abgelesen wurde, endeten mit allen drei Steinarten sowohl zur Frühjahrs-Tag-und-Nacht-Gleiche als auch zur Sommersonnenwende mindestens 92 Prozent aller Überfahrten dort, wo sie sollten: an oder nahe genug der Küste Grönlands. Wurde nur alle vier Stunden abgelesen, verringerte sich der Wert bereits dramatisch. Nur 32 bis 59 Prozent aller berechneten Routen erreichten so die Küste.
Zur Sommersonnenwende verringerte sich dieser Wert auf vier Prozent, wenn nur alle fünf Stunden der Kurs nach der Sonne korrigiert wurde. Interessanterweise erreichten jedoch zur Frühjahrs-Tag-und-Nacht-Gleiche alle Schiffe auch bei diesem Wert ihr Ziel.
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Dies läge, so die Forscher, an der Symmetrie der Ablesungen rund um den Zeitpunkt des höchsten Sonnenstandes. Je regelmäßiger die Kurskorrekturen um die Mittagsstunde gruppiert seien, desto gerader der Kurs.
Die erste Messung des Tages simulierten Száz und Horváth jeweils unmittelbar nach Sonnenaufgang. Zur Frühjahrs-Tag-und-Nacht-Gleiche verteilten die Messungen sich dann entsprechend gleichmäßig um den höchsten Sonnenstand zur Mittagszeit.
Fauler Navigator dürfte Grönland kaum erreicht haben
Insgesamt stellten sie fest, dass wenn eine Verlagerung der Messungen in den Vormittag fiel, die Route nach Norden abwich. Damit verlief die Fahrt auf jeden Fall erfolgreich, denn sie endete zwangsläufig an der grönländischen Küste.
Fanden die Messungen jedoch schwerpunktmäßig am Nachmittag statt, driftete die Route nach Süden ab - und so im schlimmsten Fall an der Südspitze Grönlands vorbei. Ein fauler Navigator, der nur alle sechs Stunden den Sonnenstand bestimmt, würde das Festland mit großer Wahrscheinlichkeit verfehlen. Nur 0,9 bis 3 Prozent aller Routen trafen so auf die Küste.
Diese Methode funktioniert allerdings nur so lange, wie die Sonne tatsächlich am Himmel steht. In der Nacht, nehmen Száz und Horváth an, holten die Wikinger ihre Segel ein und ließen sich mit der Strömung und dem Wind treiben. Diese beiden Faktoren aber waren, vermuten die Forscher, so gering, dass sie die Schiffe kaum vom Kurs abbrachten.
Das Wasser im Atlantik strömt mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 15 bis 20 Zentimetern pro Sekunde - das entspricht weniger als einem Kilometer pro Stunde. Der Wind hingegen hat mehr Kraft, er bläst mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 50 bis 60 km/h.
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Da er aber in der entsprechenden Region meist Richtung Westen oder Südwesten weht, hätte er so das Schiff in der Nacht nur sanft weiter zum Ziel gedrückt. Ein bewölkter Himmel war dagegen kein Grund, die Weiterfahrt einzustellen. Bereits 2007 hatte Ramón Hegedüs, ebenfalls von der Lorand-Eötvös-Universität, nachweisen können, dass die Navigation mit Sonnensteinen auch bei leicht bewölktem Himmel funktioniert.
Nur sechs Monate eisfrei
Um sicher zu gehen, dass sie auch tatsächlich genügend Berechnungen durchgeführt hatten, simulierten die Forscher für einige Parameter-Konstellationen 10.000 statt 1.000 Routen. Die Ergebnisse blieben jedoch unverändert, es erreichte immer noch der gleiche Prozentsatz von Schiffen die grönländische Küste. Lediglich die aufgebrachte Rechenleistung verzehnfachte sich.
Die Hin- und Rückfahrt, überlegten die Forscher weiter, konnte ein Schiff in sechs Wochen schaffen. Da der Atlantik aber über dem 61. Breitengrad nur in den sechs Monaten zwischen April und September garantiert eisfrei ist, konnte es pro Jahr vier Mal die Reise nach Grönland und zurück antreten.
Hielt ein Handelskapitän sein Schiff gut in Schuss und reparierte es regelmäßig zwischen den Fahrten, so konnte ein Schiff - unter wechselnden Besitzern - in den rund 300 Jahren des regen Handelsverkehrs 4 mal 300 = 1.200 Fahrten zurücklegen. Realistischer halten die Forscher allerdings eine Anzahl von etwa 1.000 Rundtouren pro Schiff. Wie viele Handelsschiffe auf der Strecke Norwegen - Grönland und zurück unterwegs waren, ist leider nicht bekannt.
