Stručná historie námořní navigace (2. díl)

Vývoj námořního mapování a kartografie

Mapy jsou pro námořní navigaci stejně důležité jako samotné přístroje k určování polohy, na které jsme se zaměřili v minulém článku. Námořní mapy nejenže pomáhají orientaci na moři, ale také poskytují informace o nebezpečných mělčinách, mořských proudech a hloubce vody. Kartografie jakožto věda i umění se vyvíjela po staletí a odrážela dobové znalosti světa i potřeby námořníků. Pojďme se tedy vydat po stopách této fascinující proměny – od prvních pobřežních nákresů až po digitální mapy v mobilu.

Starověké mapy – první pokusy o znázornění světa

Zatímco moderní mapy jsou přesné a technicky propracované, jejich prapředky bychom často spíše nazvali schematickými náčrty. Nejstarší známá mapa světa (někdy nazývaná také Imago Mundi) pochází z Babylónie a je vyryta na hliněné destičce z 6. století př. n. l. Zobrazuje svět jako kruhový disk obklopený oceánem, s Babylonem uprostřed. Mapu doplňují symbolické ostrovy a názvy vzdálených a často mýtických míst. Tato babylonská „koncepce světa“ byla spíše nábožensko-kosmologická než praktická, ale ukazuje, že lidé se už tehdy pokoušeli svět kolem sebe vizuálně uchopit.

Později se kartografické dovednosti začaly vyvíjet u středomořských civilizací. Egypťané, Féničané a Řekové si zaznamenávali pobřežní linie, ústí řek, zátoky a další důležité orientační body. Tyto mapy byly určeny hlavně k pobřežní plavbě a měly převážně lokální charakter. Přesné měřítko v nich chybělo a vzdálenosti byly často založené na odhadu či ústním podání.

Skutečný průlom však přišel ve 2. století n. l. s řeckým geografem Klaudiem Ptolemaiem. Jeho dílo Geographia představilo revoluční koncept: mapu světa založenou na zeměpisné mřížce – síti zeměpisné šířky a délky. Ačkoliv jeho výpočty obsahovaly značné chyby (např. výrazně podcenil délku Středozemního moře), jeho metodika umožnila mapovat svět systematickým způsobem. Ptolemaiovy mapy měly na svou dobu nevídanou ambici – zmapovat celý známý svět.

V římské říši se kartografie rozvíjela spíše praktickým směrem. Místo klasických map se často používaly tzv. itineráře – seznamy tras a vzdáleností mezi jednotlivými body, vhodné pro obchodníky a cestovatele. Známým příkladem je Tabula Peutingeriana, středověká kopie antické mapy silnic, která zachycuje římskou říši v podobě podlouhlého svitku.

Zatímco mapy ve starověku zdaleka neodpovídaly dnešním měřítkům přesnosti, vytvořily základy, na kterých budoucí generace kartografů mohly stavět. Touha poznat a zaznamenat svět se ukázala být silnější než tehdejší technická omezení.

Středověká kartografie – mezi vírou a věděním

Středověká Evropa vnímala svět prizmatem víry a symboliky, což se výrazně odrazilo i v tehdejších mapách. Typickým příkladem jsou tzv. mappae mundi – mapy světa, které neměly ambici být přesné, ale spíše ilustrovaly tehdejší představy o duchovním řádu vesmíru. Středem světa býval Jeruzalém, tři známé kontinenty byly rozmístěny do tvaru písmene T uvnitř kruhu. Často zobrazovaly biblické události, exotická zvířata nebo fantastické národy.

Nejslavnějším dochovaným exemplářem je Herefordská mapa světa z 13. století, uložená v katedrále ve městě Hereford v Anglii. Přestože byla určena spíše jako obrazový doplněk teologického výkladu světa než praktická pomůcka pro navigaci, ukazuje, jak významnou roli hrála kartografie v utváření tehdejšího mentálního obrazu světa.

Na opačné straně Středozemního moře se mezitím rozvíjela zcela jiná tradice. Arabští učenci navázali na řeckou vědu, přeložili Ptolemaiova díla a přidali vlastní poznatky z cest, obchodu i astronomie. Výsledkem byla celá řada map a geografických spisů, které byly mnohem realističtější než jejich evropské protějšky.

Vrcholným příkladem je dílo Tabula Rogeriana, které vytvořil kartograf a učenec Al-Idrísí v roce 1154 na dvoře sicilského krále Rogera II. Jde o jeden z prvních pokusů o komplexní mapu tehdy známého světa, od Atlantiku po Čínu. Zajímavostí je, že mapy byly často orientovány na jih (tedy „vzhůru nohama“ podle dnešních zvyklostí), což vycházelo z tehdejších astronomických představ. Al-Idrísí čerpal z výpovědí obchodníků, poutníků i svých vlastních pozorování, a jeho mapy byly velmi cenným zdrojem pro další generace kartografů.

V období před nástupem portolánových map (o nich více za chvíli) se k navigaci využívaly především slovní popisy cest (periply), primitivní kompasové růžice a námořní logy. [Pozn.: Logem se zde míní jednoduché zařízení pro odhad rychlosti lodi – do moře bylo vhozeno poleno (angl. log), navázané na provazu s uzly v pravidelných vzdálenostech. Námořníci počítali, kolik uzlů na laně se odvine za dohodnutý čas po vhození polena do vody a odtud počítali rychlost v uzlech. Výsledky těchto měření byly spolu s dalšími údaji pravidelně zapisovány do knihy – log booku. Jak je vidět, základy pro moderní námořní terminologii vznikaly právě v tomto období.]

Zatímco Evropa se v mapách držela spíše nebeské symboliky a náboženského výkladu, islámský svět se na mapování světa díval s důrazem na praktickou použitelnost, což předznamenalo příchod portolánových map a nástup skutečně navigační kartografie.

Portolánové mapy – nástup praktické námořní kartografie

Od 13. století se v Evropě objevuje nový typ map, který znamenal revoluci v námořní navigaci – portolánové mapy (portolány). Na rozdíl od symbolických středověkých map či teoretických modelů byly portolány ryze praktickým nástrojem: sloužily přímo kapitánům a navigátorům k plánování a vedení plaveb, zejména ve Středozemním moři.

Portolány zachycovaly realisticky tvar pobřeží, vyznačovaly přístavy, ústí řek, mělčiny, skalnaté výběžky i další orientační body. Byly kresleny na základě empirických pozorování námořníků a obchodníků, kteří si informace předávali ústně nebo prostřednictvím lodních deníků – nikoliv z teoretických výpočtů. Mnohé mapy byly velmi přesné, až překvapivě blízké skutečné geografii, přestože nevyužívaly zeměpisné souřadnice.

Jedním z nejcharakterističtějších prvků portolánů byly směrové čáry vycházející z růžice kompasu, rozmístěné po celé ploše mapy. Tyto čáry jsou vlastně loxodromy (angl. rhumb lines), tj. křivky, které protínají všechny poledníky pod stejným úhlem a odpovídají tak plavbě s konstantním kursem. Ačkoliv loxodroma není nejkratší spojnicí dvou bodů na zemském povrchu, pomocí těchto čar si navigátoři mohli snadno určit kurz mezi jednotlivými přístavy, zejména při plavbě podél pobřeží. Mapy byly často vyhotovovány na pergamenu, ručně kolorované a ozdobené ilustracemi kompasových růžic, lodí nebo fantastických stvoření.

Prvním dochovaným portolánem je tzv. Pisánská mapa (Carta Pisana) z konce 13. století. Mezi nejslavnější tvůrce tohoto typu map patří Petrus Vesconte z Janova, který působil na počátku 14. století. Jeho mapy kombinovaly precizní pobřežní kresbu se snahou o systematické zobrazování větších území, a staly se předlohou pro další generace kartografů.

Významnou školou portolánové kartografie byli i mallorští kartografové, zejména Cresques Abraham, který vytvořil slavný Katalánský atlas (1375) – mimořádné dílo spojující prvky navigační mapy, cestopisu a kosmografie.

Zajímavostí je, že kvalitní portolány byly považovány za strategický majetek. Znalosti o trasách, přístavech a nebezpečných oblastech měly vysokou hodnotu a často se střežily jako obchodní tajemství. Některé státy (např. Benátská republika) dokonce uvalovaly přísná omezení na vývoz map, aby ochránily své obchodní zájmy.

Portolánové mapy se využívaly především ve Středomoří, ale s postupující expanzí evropských mocností se začaly objevovat i mapy Atlantiku, Afriky a dalších částí světa. Portolány tak představují přechod mezi středověkou symbolikou a novověkou vědeckou kartografií – a byly tím, co skutečně otevřelo moře novým možnostem navigace.

Období zámořských objevů – cesta k prvním globálním mapám

Patnácté až sedmnácté století bylo obdobím dramatického rozšiřování horizontů. Evropské mocnosti – zejména Portugalsko, Španělsko, Anglie a Nizozemsko – podnikaly dlouhé oceánské plavby, zakládaly kolonie a objevovaly nové obchodní cesty. To vše vyžadovalo kvalitní mapy, které by dokázaly zachytit nejen linii pobřeží, ale i otevřené oceány a vzdálené kontinenty.

Kartografie se tak během několika desetiletí posunula z regionálních přehledů ke skutečně globálním mapám. Lodě se plavily daleko za hranice Středomoří a vznikala potřeba nového typu map, které by dokázaly zohlednit zakřivení Země a umožnily přesné plánování kurzů přes širé oceány.

Mercatorova projekce – revoluce v zobrazení světa

Jedním z klíčových milníků v dějinách námořní kartografie byla tzv. Mercatorova projekce. V roce 1569 ji představil vlámský kartograf Gerhard Mercator jako řešení problému, jak na plochou mapu přenést zakřivený povrch Země tak, aby úhly mezi směry zůstaly zachovány. Výsledná mapa sice výrazně deformovala velikost oblastí blíže pólům (Grónsko vypadá větší než Afrika), ale zato umožnila námořníkům kreslit trasy odpovídající stálému kurzu intuitivně jako přímky (loxodromy), podobně jako v případě portolánových map.

Mercatorova mapa se stala standardem pro námořní navigaci a pro mapování obecně její vliv přetrvává dondnes. Zároveň otevřela diskusi o způsobech zobrazení zemského povrchu – dodnes se v mapách setkáváme s různými projekcemi, z nichž každá má své výhody i limity.

Atlasy a moc – mapy jako nástroj geopolitiky

S rozšiřujícím se zájmem o svět se začaly objevovat i první systematické sbírky map. Nejznámější z nich je atlas Theatrum Orbis Terrarum (první vydání v r. 1570, později rozšiřováno a doplňováno) od Abrahama Ortelia, který bývá označován za první moderní atlas světa. Byl velmi populární a široce rozšířený – nejen díky své kvalitě, ale i díky tomu, že spojoval geografické poznatky s uměleckým zpracováním.

Současně vznikaly i další významné mapy a atlasy – například Mercatorův vlastní atlas (postupně vydávaný od 1585), který měl za cíl vytvořit systematické zobrazení světa v duchu jeho nové projekce. Kromě toho byly důležité i mapy vznikající pod patronací portugalské a španělské koruny – často neveřejné a přísně střežené, protože sloužily jako strategický nástroj při expanzi a správě kolonií.

Z tohoto období pochází také první mapy oceánských proudů a větrných pásů, které výrazně usnadnily navigaci při mezikontinentálních plavbách.

Odbočka – když mapa lže: případ ostrova Frisland

Vedle skutečných zemí a kontinentů se v mapách období zámořských objevů často objevovala i místa, která ve skutečnosti nikdy neexistovala. Jedním z nejznámějších příkladů je Frisland – fiktivní ostrov údajně ležící mezi Islandem a Grónskem.

Frisland se zřejmě poprvé objevil v mapě Nicolò Zena mladšího v polovině 16. století, která měla popisovat dávnou plavbu jeho předků, dvou benátských bratrů, na sever Atlantiku. Ačkoliv je pravděpodobné, že šlo o podvrh nebo nedorozumění, ostrov se začal objevovat i na mapách renomovaných kartografů, včetně Gerharda Mercatora.

Po více než 200 let byl Frisland zakreslován do námořních map, atlasy ho považovaly za skutečný ostrov a dokonce byly podnikány výpravy, které se ho pokoušely najít. Teprve v 18. století – s přesnějším měřením a důslednějšími průzkumy – bylo definitivně potvrzeno, že Frisland je jen kartografickým omylem. I tak ale zůstává symbolem toho, jak těžké bylo v minulosti rozlišit fakta od fantazie.

19. století – začátek vědeckého mapování oceánů

Devatenácté století přineslo zásadní změnu v přístupu ke kartografii. Do popředí se dostává systematičnost, vědecká přesnost a snaha o co nejúplnější poznání oceánů. Zatímco dřívější mapy vznikaly především na základě pozorování jednotlivých plaveb, nyní se začalo s cíleným sběrem dat a analytickým zpracováním.

Jednou z nejvýznamnějších postav této éry byl americký námořní důstojník a vědec Matthew Fontaine Maury, známý jako „otec moderní oceánografie“. Ve 40. letech 19. století začal systematicky analyzovat tisíce lodních deníků a záznamů o pozorování počasí, proudů a větrů. Na základě těchto dat sestavil první mapy oceánských proudů, větrných pásů a optimálních tras, které výrazně zkrátily dobu přeplaveb mezi kontinenty.

Mauryho práce byla natolik praktická, že se jeho Sailing Directions a Wind and Current Charts staly standardem, který si oblíbili kapitáni napříč národy. Jeho mapy se rychle rozšířily a přispěly nejen k bezpečnější a rychlejší plavbě, ale i k lepšímu pochopení chování oceánů.

Do popředí se v této době dostalo i měření hloubky mořského dna – batymetrie. První technikou bylo spouštění olovnice na laně se značkami v pravidelných rozestupech (často pomocí uzlů), které umožňovaly odhadnout hloubku v místech, kde dříve vládla jen tma a neznámo. Ačkoliv byl tento způsob pomalý a pracný, položil základ prvnímu systematickému mapování hloubek oceánu.

Díky těmto měřením začali námořníci objevovat podmořské hory, hlubokomořské příkopy a členitý reliéf mořského dna, který do té doby zůstával skryt. Přestože technika byla stále primitivní, informace z těchto měření výrazně přispěly k větší bezpečnosti plavby, zejména v pobřežních oblastech a v blízkosti útesů.

Potřeba systematicky zpracovávat a distribuovat tyto informace vedla ke vzniku hydrografických úřadů. Jeden z prvních a dodnes nejvýznamnějších byl britský Admiralty Hydrographic Office, založený v roce 1795. Ten začal vydávat oficiální námořní mapy a příručky pro námořníky – tzv. piloty a Sailing Directions, které kombinovaly kartografická data s praktickými informacemi o přístavech, bójích, proudech nebo výškách přílivu.

Podobné úřady postupně vznikly i ve Francii, Německu, Rusku a dalších námořních velmocích. Jejich mapy a publikace se staly standardem, který používali nejen státní a vojenské lodě, ale i rostoucí flotily obchodních společností.

20. a 21. století – sonar, satelity a digitální mapy

S příchodem 20. století a prudkým rozvojem technologií se kartografie mořského dna proměnila doslova od základů. V roce 1903 vyšlo první vydání atlasu obecných batymetrických map GEBCO (General Bathymetric Chart of the Oceans). Tato organizace, která dnes pracuje pod patronátem Mezinárodní hydrografické organizace (IHO) a Mezivládní oceánografické komise UNESCO, se dodnes věnuje globálnímu mapování oceánského dna a zveřejňuje digitální modely hloubek pro vědecké i navigační účely.

Klasické metody měření pomocí olovnic a lan byly postupně nahrazovány technikami, které umožnily mapovat oceány rychleji, přesněji a ve větším měřítku než kdy dřív.

Sonar – aneb ozvěnou k mapování mořského dna

Jedním z klíčových milníků byl vynález sonaru (10. léta 20. stol.) – zařízení využívajícího odrazu zvukových vln od mořského dna. První jednoduché sonary byly nasazeny už během první světové války, avšak až v meziválečném a poválečném období se jejich využití pro batymetrická měření naplno rozvinulo.

Existují dva hlavní typy sonarů:

• Aktivní sonar, který vysílá signál a měří čas, za který se odrazí od dna zpět. Ten se používá pro tvorbu hloubkových profilů.

• Pasivní sonar, který naopak pouze naslouchá – typicky využívaný v námořnictvu k detekci jiných plavidel.

Díky sonaru vznikly první detailní batymetrické mapy mořského dna.

Satelitní snímkování – nový pohled na oceány

Druhou technologickou revolucí bylo satelitní snímkování Země. Pomocí měření gravitačních anomálií a radarových výškoměrů začaly družice ve druhé polovině 20. století poskytovat data o tvaru mořského dna i tam, kde žádná loď nikdy neměřila.

Satelity pomohly zmapovat velká oceánská pohoří, hlubokomořské příkopy i sopečné hřebeny, čímž zásadně obohatily naše poznání geologie mořského dna. Data ze satelitů se využívají nejen pro navigaci, ale i v klimatologii, biologii a geofyzice.

Elektronické námořní mapy – ENC a nový standard navigace

Nejviditelnější změnu pro samotné jachtaře však přinesly elektronické mapy, označované jako ENC – Electronic Navigational Charts. Tyto mapy jsou plně digitální a zobrazují mimo jiné:

• hloubky a batymetrické profily

• navigační znaky, bóje a majáky

• zakázané a nebezpečné zóny

• trasy lodí, přístavy, meteorologická data

Moderní ENC pracují podle standardu S-57 (starší), ale připravuje se přechod na standard S-101 (novější a univerzálnější). Mapy lze zobrazit buď jako vektorové – s možností přiblížení a vrstvení informací, nebo rastrové, které vypadají jako skeny klasických papírových map.

Díky integraci s GPS přijímači, autopiloty a dalšími palubními systémy dnes jachtaři mohou navigovat v reálném čase s nebývalou přesností. Popularita digitálních map dnes dosáhla už takové úrovně, že se v budoucnu od vydávání papírových map možná postupně ustoupí. Například americký Národní úřad pro oceány a atmosféru (NOAA) oznámil, že do roku 2025 zcela ukončí vydávání tradičních papírových námořních map. Místo toho se bude plně věnovat vývoji a údržbě digitálních datových vrstev, které mohou být aktualizovány v reálném čase. Tato změna odráží proměnu námořní navigace směrem k flexibilním, aktuálním a přesným elektronickým nástrojům. V Evropě tento trend možná bude také následován.

Zároveň ale mezi zkušenými jachtaři přetrvává určitý skepticismus – mnozí stále považují papírové mapy za nenahraditelnou zálohu. Věří, že fyzická mapa v podpalubí představuje pojistku pro případ selhání elektroniky nebo ztráty signálu. A i když jsou elektronické systémy čím dál spolehlivější, kombinace digitálních nástrojů a klasických metod zůstává i dnes zlatým standardem bezpečné plavby.

Závěr

Od prvních náčrtků pobřeží vyrytých do hliněných destiček až po satelitem snímané digitální mapy s přesností na metry – vývoj námořního mapování je fascinujícím svědectvím o lidské zvědavosti, vynalézavosti a touze zorientovat se v neznámém světě. Kartografie vždy odrážela úroveň poznání své doby i potřeby těch, kdo se vydávali na moře – od obchodníků přes dobrodruhy až po námořní kapitány.

Dnes máme díky technologickému pokroku k dispozici nástroje, o nichž se starým mořeplavcům ani nesnilo. Přestože dnes mají kapitáni často celý svět „v kapse“ díky mobilní aplikaci, stále ale platí, že by měli rozumět klasickým papírovým mapám. Nejen jako záloze pro případ selhání elektroniky, ale i proto, že práce s mapou rozvíjí prostorovou představivost, učí přemýšlet v souvislostech a pomáhá udržet si přehled o celkové situaci.

Pokud se chystáš na vlastní plavbu, možná tě bude zajímat, jaké navigační aplikace si nainstalovat do telefonu, a co přesně umí. V příštím díle této série se podíváme na několik moderních aplikací, které jachtařům pomáhají plánovat plavbu, sledovat počasí a bezpečně se pohybovat na moři. Těšíš se? My rozhodně ano.