Des marins norrois déterminaient la position du soleil grâce à la polarisation du ciel

Les marins vikings qui traversaient l'océan ouvert pour atteindre l'Islande, le Groenland et finalement l'Amérique du Nord n'avaient pas de boussole et dépendaient de la position du soleil pour maintenir un cap, mais l'Atlantique Nord est de façon fiable couvert, brumeux ou enneigé pendant de longues périodes — exactement les conditions dans lesquelles le disque solaire devient invisible et où l'estime seule risque de faire dériver un navire loin de sa route lors d'une traversée en eau libre de plusieurs jours.

Aucun instrument n'existait pour générer un relèvement lorsque le soleil ne pouvait être vu directement ; les options apparentes étaient d'attendre une éclaircie ou de naviguer à l'aide d'indices moins fiables comme les motifs des vagues, le vol des oiseaux et des repères lointains, dont aucun ne fonctionnait de manière fiable en plein océan, loin de toute côte.

Les sagas norroises, dont un épisode impliquant le roi Olaf Haraldsson et le navigateur Sigurd, décrivent une « pierre de soleil » (sólarsteinn) utilisée pour trouver la position du soleil par une journée fortement couverte. Des chercheurs modernes proposent qu'il s'agissait d'un cristal transparent de calcite connu sous le nom de spath d'Islande, qui polarise la lumière qui le traverse.

Lire le motif de polarisation du ciel à travers un cristal de calcite, qui survit à la couverture nuageuse et révèle la position véritable du soleil à un degré près.

La diffusion atmosphérique préserve un motif de polarisation à travers le ciel même lorsque le disque solaire est invisible.

Un cristal de calcite rend cette polarisation invisible lisible en équilibrant l'intensité d'une image dédoublée.

Le motif de polarisation est corrélé à la position véritable du soleil, de sorte que le relèvement peut être dérivé avec précision.

Ce signal indirect fonctionne dans les mêmes conditions couvertes qui bloquent le signal direct, ce qui permet la navigation.

Lorsque le signal direct est bloqué, cherchez une propriété corrélée qui survit à l'obstruction et construisez un outil pour la lire.

Une étude de 2011 dirigée par Guy Ropars, publiée dans Proceedings of the Royal Society A, a démontré que la méthode pouvait déterminer le relèvement véritable du soleil avec une exactitude d'environ un degré, une précision de quelques degrés étant atteignable même dans des conditions de crépuscule sombre ; d'autres chercheurs ont constaté que le motif de polarisation du ciel restait détectable même sous une couverture totale dans les conditions de l'océan Arctique.