구름에 가린 해를 찾는 돌, 바이킹은 정말 썼을까?

구름 뒤의 해

자기 나침반 없이 바이킹 선원들은 해를 보며 대서양을 건넜습니다. 그럼 구름이 해를 가리면 어떻게 찾았을까요? 유명한 답은 바이킹의 선스톤, 바로 광물 결정입니다. 하늘에 대고 돌리면, 결정을 통과한 빛이 달라지며 숨은 해를 가리킵니다.

문제는 바이킹 유적에서 선스톤이 나온 적이 없다는 겁니다. 위험도 컸습니다. 980년대 어느 여름, 아이슬란드에서 그린란드로 떠난 25척 중 14척만 도착했습니다. 선스톤은 실제 도구였을까요, 전설이었을까요?

한 줄을 따라 항해하기

그들의 항해법에서 확인된 것부터 봅시다. 중세 아이슬란드 책, 정착의 서에는 노르웨이에서 그린란드로 가는 항로가 나옵니다. 노르웨이 서쪽 헤르나르 제도에서 그린란드 흐바르프까지 계속 서쪽으로 가라고 합니다. 셰틀랜드 북쪽을 지나되, 맑은 날에만 섬이 보일 만큼 떨어져 가라고 합니다.

페로 제도 남쪽에서는 바다가 산 중턱까지 가려 보일 만큼 떨어져 가라고 합니다. 아이슬란드 남쪽은 새와 고래가 주위에 가득할 만큼 가까이 지나라고 합니다. 이 항로는 북위 61도 부근으로, 지도에서 거의 직선입니다. 약 3주간 날마다 같은 위도를 유지하고 서쪽 방향을 알아야 합니다.

깨진 나무 원반

1948년 고고학자들은 그린란드 남부 우나르톡의 수녀원 유적 아래를 파다가 작은 나무 원반 반쪽을 찾았습니다. 지름은 약 7센티미터로, 대략 11세기에 만들어졌습니다. 곧은 선 하나와 굽은 선 하나가 새겨져 있습니다. 흔히 태양 나침반의 일부로 봅니다.

원반 중앙에 작은 막대를 꽂고 수평으로 들면, 해가 움직이며 그림자 끝이 나무 위에 궤적을 그립니다. 자기 위도에 맞는 궤적을 새기고 원반을 돌려 그림자 끝을 선에 맞추면, 가장자리 홈이 북쪽을 가리킵니다. 현대 대서양 항해 시험에서 복제품을 쓴 선원들은 해가 보이면 항로를 잘 지켰습니다. 한 연구팀은 원반의 크기와 표시가 태양 나침반용으로는 썩 적합하지 않다고 봤습니다.

나침반으로 봐도 약점은 같습니다. 해가 없으면 그림자도 없고, 북쪽도 모릅니다.

안개 속에서 길을 잃다

북대서양에서는 해가 며칠씩 구름이나 안개에 숨기도 합니다. 옛이야기인 사가에 이런 경험이 나옵니다. 한 사가에는 그린란드로 가던 상인 비야르니가 나옵니다. 바람이 잦아들고 북풍과 안개에 갇혀, 여러 날 어디로 가는지 몰랐다고 합니다.

그러다 해를 보고서야 방향을 잡았습니다. 해로 방향을 잡아야 하는데, 해가 안 보이면 어떻게 찾을까요?

이야기 속의 돌

선스톤은 다른 종류의 이야기에서 나옵니다. 노르웨이 왕 올라프를 다룬 중세 아이슬란드 이야기에서는, 흐린 날 눈까지 내려 하늘이 안 보입니다. 왕이 시구르드라는 청년에게 해가 어디 있는지 묻자, 청년은 잿빛 하늘 한 곳을 가리킵니다. 확인하려고 왕은 선스톤을 가져오게 해 들어 올리고, 어디서 빛이 나오는지 봅니다.

시구르드가 맞았습니다. 멋진 장면이지만 주의할 점이 둘 있습니다. 첫째, 종교적 상징이 가득한 비유적 이야기라 선스톤도 상징일 수 있습니다. 둘째, 고대 노르드어 원문은 빛이 돌을 통과했는지, 반사됐는지, 돌에서 나왔는지 밝히지 않습니다.

그래도 선스톤이라는 물건은 있었습니다. 1300년대와 1400년대 아이슬란드 교회와 수도원의 물품 목록에 나옵니다. 무엇에 쓰고 무엇으로 만들었는지는 나오지 않습니다.

투명한 돌과 편광된 하늘

1967년, 덴마크 고고학자 토르킬 람스코우가 대담한 제안을 했습니다. 선스톤이 우리 눈에는 거의 안 보이는 하늘의 무늬를 읽는 결정이었을지도 모른다는 겁니다. 그 무늬가 이것입니다. 햇빛이 공기에 부딪혀 흩어지면 푸른 하늘빛은 일부 편광됩니다. 빛의 파동이 한 방향으로 떨리는 경향이 생기는 거죠.

이 효과는 해에서 약 90도 떨어진 띠 모양 구역에서 가장 강합니다. 떨림의 방향은 해를 향한 선과 직각이라, 해 둘레에 화살표를 늘어놓은 모양입니다. 트인 하늘 두 곳에서 그 방향을 읽으면, 해가 구름 뒤에 있어도 위치를 알 수 있습니다. 꿀벌이 바로 이렇게 합니다. 1940년대에 카를 폰 프리슈가 알아냈습니다.

아이슬란드 스파

어떤 결정은 편광 필터처럼 작동합니다. 그런 결정으로 파란 하늘 한 곳을 보며 천천히 돌리면, 하늘이 밝아졌다 어두워졌다 합니다. 주된 후보는 스칸디나비아에서 나는 근청석과 전기석, 투명한 방해석인 아이슬란드 스파입니다. 아이슬란드 스파는 더 신기한 성질이 있습니다.

종이에 올리면 글자가 두 개로 보입니다. 빛을 두 갈래로 나누기 때문입니다. 하늘에 대면 작은 점 하나가 둘로 보이는데, 보통 밝기가 다릅니다. 결정을 돌려 두 점의 밝기를 똑같이 맞추면, 2011년 프랑스의 물리학자들이 밝혔듯 모서리가 해의 방향을 알려 줍니다.

어스름 속에서도 몇 도 이내로 맞았다고 합니다.

시험대에 오르다

모두가 납득하진 않았습니다. 1994년 스웨덴 연구자 둘은 선원에게 결정이 필요 없다고 주장했습니다. 훈련된 눈이라면 구름의 밝은 가장자리와 뒤로 퍼지는 빛줄기로 해를 찾는다는 겁니다. 헝가리 연구진이 이를 시험했습니다.

참가자들에게 해가 숨은 흐린 하늘 사진을 보여 주고 해의 위치를 짚게 했습니다. 구름이 얇으면 잘 맞혔습니다. 구름이 두꺼우면 같은 사진에서도 짚은 방향이 최대 160도나 벌어졌습니다. 편광 측정 카메라를 들고 바다로도 나갔습니다. 2005년에는 스웨덴 쇄빙선으로 북극점까지 갔습니다.

희망적인 점은 구름 아래나 햇빛 비치는 안개 속에서도 편광 방향의 무늬가 대체로 유지됐다는 겁니다. 다만 짙은 안개나 온 하늘을 덮은 구름 아래선 무늬가 너무 약해 결정을 돌려도 거의 보이지 않았습니다. 선스톤은 해가 구름 뒤나 지평선 바로 아래 숨고, 맑은 하늘이 조금 보일 때 도움이 됩니다. 구름이 하늘을 꽉 덮으면 아마 소용없을 겁니다.

1,000번의 가상 항해

그렇다면 이 방법으로 그린란드까지 갈 수 있었을까요? 2018년 같은 팀은 구름이 바뀌는 조건에서 노르웨이부터 그린란드까지 약 3주간의 항해를 1000번 모의실험했습니다. 가상 항해사는 선스톤으로 북쪽을 찾되, 실제 참가자에게서 측정한 오차를 냈습니다. 1시간에서 3시간마다 확인하면 배의 92에서 100퍼센트가 그린란드에 닿았습니다.

4시간마다 확인하면 30에서 60퍼센트만 닿았습니다. 6시간마다 확인하면 거의 못 닿았고, 많아야 6퍼센트였습니다. 항해사가 부지런히 확인하면 이론상 통합니다. 하지만 연구진도 바이킹이 정말 썼는지는 아무도 모른다고 썼습니다.

16세기 난파선에서 나온 돌

실제 선스톤에 가장 가까운 유물은 영국 해협 바닥에서 나왔습니다. 1592년 올더니섬 앞에 침몰한 엘리자베스 시대 배에서 잠수부들이 결정 덩어리를 건졌습니다. 해도용 컴퍼스에서 약 1미터 떨어져 있었습니다. 분석해 보니 모래와 바닷물에 닳아 우윳빛이 된 아이슬란드 스파였습니다.

연구팀은 이런 결정이 배의 자기 나침반을 보조했을 수 있다며, 선원들도 이해 못 한 나침반 오차가 생길 수 있었다고 봤습니다. 하지만 1592년이면 바이킹 시대가 끝나고 500년 넘게 지났죠. 연구자 한 명도 전혀 다른 시대와 문화라고 했습니다.

실제 결정엔 흠이 있죠. 실험에선 긁힘과 결함이 방해석의 신뢰도를 예상보다 낮췄습니다.

전설인가 도구인가

그럼 선스톤은 어떻게 봐야 할까요? 확실한 것부터 봅시다. 하늘빛은 실제로 편광됩니다. 조건이 맞으면 투명한 결정으로 이 성질을 읽어 숨은 해를 찾을 수 있죠. 현장 시험에서 결정과 그림자 막대, 그린란드 원반 복제품으로 만든 황혼용 나침반은 약 4도 이내 오차로 북쪽을 찾았습니다.

중세 아이슬란드 사람들은 정말 선스톤이라는 물건을 가졌습니다. 부족한 증거도 봅시다. 바이킹 유적이나 배에서 결정은 나온 적이 없습니다. 선스톤 사용을 묘사한 유일한 이야기는 바다의 항해사가 아닌 육지의 왕을 다룬 비유적 이야기입니다.

역사학자들은 중세 항해와 광학 문헌에 선스톤이 전혀 나오지 않는다고 지적합니다. 솔직히, 물리학으로 보면 바이킹도 이 방법을 쓸 수 있었습니다. 실제로 썼다는 고고학적 증거는 아직 없습니다. 방해석은 바다에서 녹고 뿌옇게 변합니다. 하나도 안 남은 이유 중 하나일지 모릅니다.

애초에 없었을 수도 있고요. 어쨌든 25척 중 14척은 바다와 새, 산과 해를 읽어 그린란드에 닿았습니다. 주머니에 결정도 넣고 다녔는지는 운 좋게 유물이 발굴돼야 풀릴 의문입니다.