Marinheiros nórdicos determinavam a posição do sol pela polarização do céu

Os marinheiros vikings que atravessavam o oceano aberto para chegar à Islândia, à Groenlândia e, por fim, à América do Norte não tinham bússola e dependiam da posição do sol para manter um rumo, mas o Atlântico Norte fica de forma confiável encoberto, com neblina ou nevando por longos períodos — exatamente as condições em que o disco solar se torna invisível e a navegação por estimativa sozinha corre o risco de levar um navio muito para fora do curso numa travessia de vários dias em mar aberto.

Não existia instrumento para gerar um rumo quando o sol não podia ser visto diretamente; as opções aparentes eram esperar uma abertura nas nuvens ou navegar por indícios menos confiáveis, como padrões de ondas, voo de aves e pontos de referência distantes, nenhum dos quais funcionava de forma confiável em alto-mar, longe de qualquer costa.

As sagas nórdicas, incluindo um episódio envolvendo o rei Olaf Haraldsson e o navegador Sigurd, descrevem uma 'pedra solar' (sólarsteinn) usada para encontrar a posição do sol num dia fortemente encoberto. Pesquisadores modernos propõem que se tratava de um cristal transparente de calcita conhecido como espato da Islândia, que polariza a luz que o atravessa.

Ler o padrão de polarização do céu através de um cristal de calcita, que resiste à cobertura de nuvens e revela a posição verdadeira do sol com precisão de cerca de um grau.

O espalhamento atmosférico preserva um padrão de polarização por todo o céu mesmo quando o disco solar está invisível.

Um cristal de calcita torna essa polarização invisível legível ao equilibrar a intensidade de uma imagem duplicada.

O padrão de polarização se correlaciona com a posição verdadeira do sol, de modo que o rumo pode ser derivado com precisão.

Esse sinal substituto funciona sob as mesmas condições de céu encoberto que bloqueiam o sinal direto, permitindo a navegação.

Quando o sinal direto está bloqueado, procure uma propriedade correlacionada que sobreviva à obstrução e construa uma ferramenta para lê-la.

Um estudo de 2011 liderado por Guy Ropars, publicado no Proceedings of the Royal Society A, demonstrou que o método podia fixar o rumo verdadeiro do sol com precisão de cerca de um grau, sendo possível alcançar uma precisão de alguns graus mesmo em condições de crepúsculo escuro; outros pesquisadores descobriram que o padrão de polarização do céu permanecia detectável mesmo sob céu totalmente encoberto em condições do Oceano Ártico.