Способы навигации древних мореплавателей

Долгое время исследователи считали подобные явления вымыслом, а заселение островов Тихого океана — результатом случайных дрейфов. Однако наблюдения этнографов и практические плавания с полинезийскими штурманами показали: те лапа — это реальное физическое явление, которое входит в комплексную древнюю систему ориентирования в пространстве без использования приборов.

Феномен «те лапа», он же «подводные молнии», вольная интерпретация, приближенная к описанному в исследовании эффектуАвтор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

До середины XX века в европейской науке преобладало мнение, что древние жители Азии не могли осознанно пересечь Тихий океан и заселить острова от Мадагаскара до острова Пасхи. В 1957 году новозеландский историк Эндрю Шарп выдвинул гипотезу неконтролируемого дрейфа. Он утверждал, что деревянные каноэ без компасов и карт не способны ходить по заданным маршрутам на тысячи километров, а значит, люди попадали на новые земли исключительно из-за штормов, которые сбивали их с пути.

Эта гипотеза была полностью опровергнута в 1970-х годах. Британский врач и путешественник Дэвид Льюис, а также американский антрополог Бен Финни провели серию исследований. Финни построил двухкорпусное каноэ «Хокулеа» из современных материалов и доказал, что на таком судне можно целенаправленно пройти от Гавайев до Таити и вернуться обратно, используя только традиционные методы наблюдения за звездами, ветром и волнами.

Для этого плавания был приглашен микронезийский навигатор Мау Пиаилуг с атолла Сатавал. Позже его ученик, гавайец Наиноа Томпсон, вместе с астрономами создал упрощенную навигационную систему, основанную на движении звезд.

Однако эти современные экспедиции использовали химические материалы, радиосвязь, сопровождение страховочных судов и данные спутниковых метеосводок. Ученые долгое время считали, что чистая технология эпохи неолита утрачена, так как последние известные мастера, такие как Базил Теваке с островов Санта-Крус, умерли в начале 1970-х годов.

В 1993 году исследователь Марианна Джордж и Дэвид Льюис прибыли на изолированный остров Таумако в архипелаге Санта-Крус. Там они познакомились с местным вождем по имени Те Алики Колосо Кавейя. На тот момент старец почти полностью потерял зрение из-за катаракты. Несмотря на это, сидя на палубе стоящей у берега яхты, он по ощущениям от движения волн под корпусом и по распределению света на небе безошибочно назвал направление на соседние острова и описал структуру океанских волн.

Кавейя оказался прямым хранителем древней мореходной традиции. После проведения операции по удалению катаракты, оплаченной меценатами, Кавейя согласился обучить исследователей и передать свои знания молодежи острова.

Полинезийская навигация — это не набор отдельных примет, а цельная и математически точная система. Кавейя назвал ее Te Nohoanga Te Matangi, что переводится как «Модель расположения ветров» или «Система ветровых седел».

В отличие от европейского компаса, который указывает на магнитный север, полинезийская система привязана к самому судну и делит окружность горизонта на 32 базовые позиции.

Главные восемь позиций образуют четыре пары противоположных направлений:

  • Te Alunga — Te Hakahiu
  • Te Tonga — Te Tokelau
  • Te Ulu — Te Palapu
  • Te Laki — Te Tokelau Tu

Верхняя точка системы, Te Alunga (в переводе — «подушка»), указывает не на север, а на направление, откуда дуют устойчивые торговые ветры в начале сезона плаваний (в июне).

Система Te Nohoanga Te Matangi связывает воедино несколько параметров:

  1. Сезонные изменения ветров. Сезон торговых ветров (Te Ngatae) длится с июня по сентябрь. Сезон циклонов (Te Angeho) с нестабильными ветрами приходится на период с декабря по март.
  2. Астрономические ориентиры. Система учитывает точки восхода и захода ключевых созвездий и звездных групп.
  3. Состояние океанской поверхности. Каждому направлению ветра соответствует определенный тип волн.

Важнейшая особенность этой системы — способность работать с астрономическими объектами, которые находятся ниже линии горизонта и не видны глазу. Например, группа звезд Плеяды (Hetu Mdavo) используется навигаторами острова Таумако даже тогда, когда она находится под землей. Навигатор вычисляет ее точное положение через соотношение с текущим направлением ветра и характером океанской зыби.

Система построена на принципе взаимозаменяемости данных. Если небо затянуто тучами и звезд не видно, движение судна контролируется по направлению волн. Если спадает ветер, используются наблюдения за точками восхода и захода солнца. Если же отсутствуют все привычные ориентиры, навигатор использует феномен те лапа.

Интегральная модель Te Nohoanga Te Matangi: 32-позиционный компас ветров, сезоны плаваний и точки вычисления невидимых созвездий под горизонтом. Автор: Ruby_Rougarou Источник: colab.research.google.com

Название те лапа переводится как «вспышка» или «то, что излучает свет». В других регионах Полинезии и Микронезии существуют похожие термины: на атолле Никунау это явление называют те мата, а на Тонга — уло аэ тахи («морская слава») или те тапа («прорыв света»).

Исследователи и сами навигаторы выделяют следующие физические характеристики те лапа:

  • Строгая направленность. Явление нельзя путать с обычным свечением планктона. Планктон светится хаотично от механического воздействия — например, при ударе волны о борт или при движении весла. Те лапа всегда представляет собой прямой луч или импульс света, который идет строго со стороны суши в открытый океан.
  • Форма и скорость. Свет выглядит как прямая узкая полоса. Он появляется на долю секунды и гаснет. Кавейя сравнивал это с быстрым включением и выключением карманного фонаря.
  • Расположение. В отличие от глубинного свечения, те лапа перемещается по самой поверхности воды или в самых верхних ее слоях.
  • Дальность действия. Феномен лучше всего виден в открытом море на расстоянии от 150 до 200 километров от берега.

В 1980 году во время плавания от острова Санта-Крус в сторону Папуа — Новой Гвинеи Кавейя около полуночи заметил вспышки те лапа, идущие от острова Малаита (на расстоянии 280 километров) и от островов Реннелл и Беллона (на расстоянии 370 километров). Это позволило ему точно скорректировать курс каноэ в темноте.

При этом у каждого острова есть свои особенности излучения. Вспышки, идущие от плоских атоллов и рифов, более медленные и редкие. Вспышки от высоких вулканических островов — более быстрые, частые и яркие. Чтобы обучить учеников различать эти параметры, навигаторы выводили каноэ в точку океана около острова Ваникоро. В этой точке одновременно видны вспышки от всех островов группы Санта-Крус, что позволяет сравнить их характер.

Другой случай произошел в 2002 году. Марианна Джордж и Кавейя подходили к острову Таумако на яхте в условиях шторма и полной темноты. По данным прибора GPS и бумажным картам судно находилось в трех милях от берега. Кавейя долго всматривался в воду за бортом, увидел вспышку те лапа и сообщил, что судно находится на расстоянии двух миль от опасного рифа и движется правильным курсом. Позже выяснилось, что навигационные карты того времени содержали погрешность в несколько километров, а оценка полинезийского штурмана оказалась точной.

Векторная навигация в открытом океане: определение местоположения каноэ по индивидуальным параметрам («паспорту») световых импульсов разных островов.Автор: Ruby_Rougarou Источник: colab.research.google.com

Чтобы понять, как возникает те лапа, необходимо рассмотреть механику движения океанских волн (Te Hoko Hua).

В открытом океане постоянно присутствуют волны, образованные сильными ветрами за тысячи километров от места наблюдения. В районе островов Санта-Крус одновременно действуют до четырех типов такой зыби:

  1. Te Hoko Hua Loa — длинная основная зыпь, создаваемая регулярными торговыми ветрами с востока и юго-востока.
  2. Штормовая зыпь с юго-запада и северо-запада.
  3. Te Hoko Hua Iki — мелкие локальные волны, возникающие от дневных и ночных прибрежных ветров.
  4. Te Poroporo — короткая и крутая волна, которая отражается прямо от островных рифов обратно в океан.

Когда длинная океанская волна встречает на своем пути остров, она огибает его с двух сторон. Это явление приводит к изменению направления движения волновых фронтов. За островом эти изменившие направление волны сталкиваются друг с другом.

Кавейя нарисовал на песке схему взаимодействия волн между островами Таумако и Нифилоли. Когда волны огибают два острова, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, зоны их столкновения образуют замкнутую эллиптическую область. В этой области возникают стоячие волны.

Профиль поверхности стоячей волны имеет двояковыпуклую форму, аналогичную оптической линзе. В точках пересечения нескольких волновых линий образуются возвышения — волновые узлы.

Кавейя объяснил, что если судно идет строго по прямому маршруту между островами, оно испытывает только толчки от встречных отраженных волн (Te Poroporo). Если же судно сбивается с курса вправо или влево, оно попадает на линию стоячих эллиптических волн. В этом случае судно начинает раскачиваться с боку на бок. По характеру этой качки навигатор сразу понимает, что сшел с прямой линии, и возвращает каноэ на прежний курс.

Гидродинамическая схема Кавейи: эллиптическое поле стоячих волн между островами, лобовые толчки на прямом курсе и зона обнаружения ошибки сноса.Автор: Ruby_Rougarou Источник: colab.research.google.com

На основе измерений и объяснений Кавейи исследователи выдвинули три научных гипотезы, объясняющие физическую природу те лапа.

Гипотеза первая: фокусировка света волновыми линзами

На рифах и в прибрежной зоне островов обитает огромное количество светящихся организмов — от кораллов до планктона и мелких ракообразных (остракод). Свет от этих организмов попадает на поверхность воды.

Стоячие волны и волновые узлы, образованные столкновением рефракционных волн, имеют выпуклую форму. В этой модели волновой гребень с правильным изгибом поверхности работает как оптическая линза. Свет от прибрежного планктона попадает в эту линзу и распространяется вдоль линии волнового гребня на десятки и сотни километров. Наблюдатель в открытом океане видит свет только тогда, когда находится на одной линии с этим волновым фронтом.

Гипотеза вторая: гидродинамическое раздражение планктона

Волны, отраженные от острова, распространяются в открытый океан на огромные расстояния. В местах пересечения этих волн возникают зоны локального сжатия и смещения слоев воды.

В открытом океане постоянно присутствует планктон (динофлагелляты и остракоды). При сжатии или резком движении воды эти организмы выделяют короткие вспышки света. Поскольку зоны повышенного давления воды выстроены вдоль линий, идущих от острова, последовательное свечение планктона вдоль этой линии воспринимается человеческим глазом как единый световой импульс, движущийся со стороны суши.

Гипотеза третья: электрические разряды в зонах тектонических разломов

Тихий океан окружен сейсмически активной зоной — Тихоокеанским огненным кольцом. Напряжения в земной коре при тектонических процессах регулярно вызывают электромагнитные излучения и ионизацию газов.

Острова и окружающая соленая вода являются хорошими проводниками электрического тока. В местах, где пресная подземная вода с островов смешивается с соленой океанской водой, возникают зоны с разной электрической проводимостью.

Те лапа в этой гипотезе рассматривается как слабый поверхностный электрический или пьезоэлектрический разряд. Этот разряд проходит по границе раздела воды и воздуха вдоль волновых линий, которые выступают в роли естественных каналов с повышенной проводимостью.

Современная океанология и физика долгое время не фиксировали те лапа с помощью приборов. На это есть несколько объективных причин:

  1. Высота точки наблюдения. По наблюдениям Кавейи и Марианны Джордж, вспышки те лапа отчетливо видны только с низкой платформы — на высоте от 1 до 2 метров над поверхностью воды. Именно на такой высоте располагается глаз навигатора на полинезийском каноэ или небольшой яхте. На крупных исследовательских или грузовых судах капитанский мостик находится на высоте 5-10 метров над водой. При увеличении высоты наблюдения меняется угол преломления света на водной глади, и эффект полностью исчезает.
  2. Влияние судовых двигателей. Работа винтов и моторов современных кораблей создает сильную кавитацию (образование пузырьков воздуха) и акустические волны. Это разрушает правильную структуру стоячих океанских волн и провоцирует хаотичное свечение планктона вокруг судна, которое глушит слабые узконаправленные импульсы те лапа.
  3. Скорость движения. Феномен легче заметить при медленном движении судна — до 5-6 узлов (около 10 км/ч). При высокой скорости движения палуба испытывает вибрации, а перед носом судна образуется туча брызг, мешающая наблюдению.
  4. Физиологический фактор. Для регистрации вспышек длительностью в доли секунды требуется длительная адаптация глаз к абсолютной темноте (не менее 40-60 минут) и непрерывная фокусировка взгляда в определенном секторе горизонта. Современные моряки, использующие освещенные приборы и экраны радаров, не имеют соответствующей подготовки зрения.
Физика преломления света и парадокс наблюдения: почему узкий поверхностный луч виден с низкого каноэ, но не улавливается с мостика исследовательских судов.Автор: Ruby_Rougarou Источник: colab.research.google.com

Феномен те лапа и система навигации Te Nohoanga Te Matangi представляют собой пример того, как длительное эмпирическое наблюдение за природой позволило полинезийским народам освоить практическое использование сложных физических процессов.

Речь идет о взаимодействии океанской гидродинамики, оптики и свечения органических структур. Проведение специализированных научных исследований с использованием высокочувствительных цифровых камер с низкой уровнем шума, установленных на беспилотных плавучих платформах с малой посадкой, позволит получить точные инструментальные данные о физической природе этих световых импульсов и механизмах их распространения в гидросфере.

 Ruby_Rougarou

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *