ノースの船乗りは空の偏光から太陽の方位を見つけた

アイスランド、グリーンランド、そして最終的には北アメリカへと外洋を渡ったヴァイキングの船乗りたちは羅針盤を持たず、方位を保つために太陽の位置に頼っていた。しかし北大西洋は長期間にわたって確実に曇天、霧、あるいは雪に見舞われる。まさにそうした条件では太陽の円盤は見えなくなり、推測航法だけでは数日に及ぶ外洋横断の途中で船が大きく針路を外す危険があった。

太陽を直接見ることができないときに方位を導き出すための器具は存在しなかった。考えられる選択肢は、雲の切れ間を待つか、波の模様や鳥の飛び方、遠くの目印など信頼性の低い手がかりで航行するかであったが、いずれも海岸から遠く離れた外洋の真ん中では確実には機能しなかった。

オーラフ・ハラルドソン王と航海者シグルドに関する逸話を含むノースのサガには、ひどく曇った日に太陽の位置を見つけるために使われた「太陽石」（ソーラルステイン）が描かれている。現代の研究者たちは、これがアイスランドスパーとして知られる透明な方解石の結晶であり、通過する光を偏光させるものだったと提唱している。

方解石の結晶を通して空の偏光パターンを読み取ることで、雲に覆われていても太陽の真の位置を1度以内の精度で明らかにする。

大気散乱は、太陽の円盤が見えないときでも空全体に偏光パターンを保つ。

方解石の結晶は、二重像の強度を釣り合わせることで、その見えない偏光を読み取り可能にする。

偏光パターンは太陽の真の位置と相関しているため、方位を正確に導き出すことができる。

この代理信号は、直接信号を遮るのと同じ曇天条件下でも機能し、航行を可能にする。

直接信号が遮られたときは、障害を越えて残る相関的な性質を探し、それを読み取る道具を作る。

ガイ・ロパールが率い、Proceedings of the Royal Society A に発表された2011年の研究は、この方法が太陽の真の方位を約1度の精度で特定でき、暗い薄明の条件下でも数度の精度が達成可能であることを実証した。他の研究者たちは、北極海の条件下で完全に曇っていても空の偏光パターンが検出可能であることを見出した。