Nyt mantereista tulee kartalla oikean kokoisia

1500-luvulla kartografi Gerhardus Mercator mullisti navigoinnin muuntamalla pyöreän maapallon kaksiulotteiseksi kartaksi. Siihen sisältyi kuitenkin ongelma: menetelmä vääristi mantereiden keskinäiset kokosuhteet. Nyt tutkijat ovat laatineet aivan uuden maailmankartan.

b. jenny / monash university

1500-luvulla Mercator kehitti kaksiulotteisen karttaprojektion, joka helpotti navigointia, koska siinä pituus- ja leveyspiirit olivat suoria viivoja. Toisaalta Mercatorin kartoissa mantereiden kokosuhde oli vääristynyt.

Vuonna 2018 yhdysvaltalais-australialainen tutkijaryhmä halusi luoda erityisesti opetuskäyttöön soveltuvan kuvan maailmasta ja esitteli Equal Earth -pseudolieriöprojektion, jossa maa-alueiden suhteellinen koko on oikein.

Equal Earth -projektiossa mantereet saivat oikeat mittasuhteet.

© b. jenny / monash university

Tutkijoiden uusi kartta perustuu yhä Mercatorin työhön. Hänen karttansa merkitsi suurta parannusta 1500-luvun aiempiin karttoihin, joiden mukaan oli mahdotonta navigoida. Merenkävijöille huonot kartat aiheuttivat pitkiä kiertoteitä, pitkiä matka-aikoja ja jopa haaksirikkoja.

Mercatorin tie kohti käyttökelpoista maailmankarttaa oli kuitenkin monimutkainen ja vaikea.

Esimerkiksi Kanada, Venäjä ja Grönlanti – mutta myös Norja, Ruotsi ja Suomi – näyttävät uudessa karttatyypissä paljon pienemmiltä kuin vanhastaan tunnetussa Mercator-kartassa.

Törmäyskurssilla kirkon kanssa

Puolalaisen tähtitieteilijän Nikolaus Kopernikuksen uraauurtava teos Taivaallisten kehien kierroksista julkaistiin hänen kuolemansa jälkeen vuonna 1543. Kopernikus todisti teoksessaan maapallon olevan pyöreä. Vain 26 vuotta myöhemmin flaamilainen kartanpiirtäjä Gerhardus Mercator kuitenkin litisti maapallon taas pannukakuksi.

Mercator syntyi Rupelmonden kaupungissa Flanderissa vuonna 1512. Perhe oli varsin varakas, ja nuori Mercator opiskeli muun muassa arvostetussa Leuvenin yliopistossa. Hän joutui kuitenkin pian törmäyskurssille yliopiston konservatiivisten oppien kanssa, sillä hänellä oli vaikeuksia sovittaa yhteen katolisen kirkon maailmankuvaa ja 1500-luvun alun vauhdikkaasti kehittyvän tieteen havaintoja. Mercator joutuikin unohtamaan haaveet yliopistourasta.

Sen sijaan nuorukainen paneutui koko tarmollaan uuteen painotekniikkaan, kuparigravyyriin. Siinä kuparilevyille kaiverrettiin haluttu kuva, joka sitten painettiin paperille. Mercator hyödynsi taitojaan myös tieteellisten kojeiden rakentamisessa, ja vuonna 1535 hän rakensi tähtikarttapallon yhdessä tunnetun matemaatikon ja kartografin Reiner Gemma-Frisiuksen kanssa. Mercatorin tehtävänä oli kaivertaa taivaankappaleet kuparipallon puolikkaisiin, mutta urakka sai luultavasti hänet kiinnostumaan kartoista ja kartografiasta.

Mercatorin karttapallojen kartta oli painettu paperille. Palloja on säilynyt 22 kappaletta.

Karttapalloja syntyi kuin liukuhihnalta

Karttapallot olivat 1500-luvulla hyvin kalliita, sillä ne koottiin puusta tai kullatusta pronssista valmistetuista puolipalloista, joihin kartanpiirtäjä joutui työläästi kaivertamaan rannikoiden ääriviivat, joet, vuoristot ja muut pinnanmuodot.

Vuonna 1541 Mercator kehitti kuitenkin helpomman tavan valmistaa karttapalloja. Ensin hän valmisti paperimassasta puisen kehikon päälle kaksi puolipalloa. Sitten hän liimasi paperimassapallon päälle 12 paperille painettua karttakuvaa, joiden levein kohta esitti päiväntasaajan tienoota ja jotka kapenivat napoja kohti. Mercatorin karttapalloista tuli suosittuja, ja hänen pajansa valmisti niitä satamäärin.

Mercator ansaitsi elantonsa valmistamalla kuparikaiverruspainokuvia, mutta hän alkoi myös piirtää karttoja. Tuohon aikaan kartanpiirtäjillä oli tapana laatia karttansa jo olemassa olevien karttojen mallin mukaan, minkä vuoksi maapallo oli kuvattu kartoissa samanlaisena jo vuosisatojen ajan.

Antiikin kartat toimivat mallina

1500-luvun kartografia perustui Aleksandrian kaupungissa työskennelleen matemaatikon, tähtitieteilijän ja maantieteilijän Klaudios Ptolemaioksen 1 400 vuotta aikaisemmin tekemiin havaintoihin.

Ptolemaios uskoi Maan olevan pallonmuotoinen, mutta hän ei juuri matkustellut ja hän tunsi useimpien Rooman kansalaisten tavoin vain Välimeren lähialueen. Vuoden 150 tienoilla hän kirjoitti teoksen Geographia, jossa hän ensi kertaa jakoi maapallon pituus- ja leveyspiireihin. Hän myös määritti useiden tunnettujen paikkojen sijainnin koordinaatit ja esitti maapallosta useita projektioita eli tapoja kuvata kolmiulotteista kohdetta kaksiulotteisella kartalla.

Nykyihmisen silmin Ptolemaioksen kartat olivat hyvin epätarkkoja, mutta epätarkkuus johtuu pikemminkin siitä, että Ptolemaioksella ei ollut riittävästi tietämystä maapallon koosta ja maantieteestä, kuin hänen kartografisten menetelmiensä puutteista.

Kartanpiirtäjät ottivat vuosisatojen ajan mallia Ptolemaioksen kartoista parannellen niitä sitä mukaa kuin löytöretket tuottivat uutta tietoa maantieteestä. Pääperiaatteiltaan kaikki Mercatorin maailmankarttaa edeltäneet kartat noudattivat kuitenkin projektioita.

Uskonpuhdistus vei vankilaan

Gerhardus Mercator kaipasi kuitenkin uudistuksia – sekä uskonnossa että kartografiassa. Hänestä tuli Martti Lutherin uskonpuhdistuksen kannattaja, minkä vuoksi hänet tuomittiin vuonna 1544 vankeuteen kerettiläisenä.

Mercator vapautui viruttuaan vankilassa seitsemän vuotta, ja vähän myöhemmin hän muutti nykyisen Saksan alueella sijaitsevaan Duisburgiin ilmeisesti välttyäkseen uskonnollisilta vainoilta. Hän hankki elantonsa piirtämällä karttoja ja menestyi liiketoiminnassaan erinomaisesti. Mercator piirsi useita tarkkoja maakarttoja ja opetti kartografiaa sikäläisessä yliopistossa. Vuonna 1569 hänet nimitettiin Kleven, Jülichin ja Bergin herttuan Wilhelm Rikkaan hovikartografiksi.

Gerhardus Mercator eli vuosina 1512–1594. Hänen työnsä mullisti sittemmin navigoinnin maailman valtamerillä.

© AKG Images/Ritzau Scanpix

1500-luku oli löytöretkien aikaa, ja löytöretkeilijät toivat tuomisinaan runsaasti uutta tietoa maantieteestä. Mercator halusi tehdä tuntuvia muutoksia Ptolemaioksen ikivanhoihin menetelmiin perustuviin karttoihin ja laatia kartan, jota voitaisiin käyttää myös navigoimiseen.

Tavoitteena suorat linjat

Kartantekijät olivat antiikin ajoista lähtien jakaneet maapallon itä-länsisuuntaisiin leveyspiireihin ja pohjois-eteläsuuntaisiin pituuspiireihin. Leveyspiirien välinen etäisyys pysyi samana päiväntasaajalta navoille. Pituuspiirit sitä vastoin yhtyivät navoilla, ja niiden välinen etäisyys oli suurin päiväntasaajan kohdalla.

Perinteisissä kaksiulotteisissa kartoissa pituus- ja leveyspiirit oli esitetty kaarevin viivoin, minkä vuoksi karttoja ei voitu käyttää navigoimiseen. Mercator päätti kehittää aivan uudenlaisen karttaprojektion, jossa pituus- ja leveyspiirit esitettiin yhdensuuntaisin viivoin ja jossa mantereiden koko vääristyisi mahdollisimman vähän. Sellaisen kartan avulla merenkulkijat voisivat määrittää kurssin helposti kompassilla ja viivoittimella.

Vuonna 1569 Mercator julkaisi uudentyyppisen maailmankartan, jonka yläreunassa oli teksti Nova et aucta orbis terrae descriptio ad usum navigantium emendate accomodata eli ”uusi ja entistä parempi maailman kuvaus, joka soveltuu myös navigointiin”.

Mercator pilkkoi maapallon suikaleiksi

1 / 3

undefined

123
© Claus Lunau

Mercator halusi laatia navigoinnin avuksi kartan, jossa pituus- ja leveyspiirejä kuvaisivat suorat viivat. Idea oli yksinkertainen mutta nerokas.
Gerhardus Mercator halusi kehittää karttaprojektion, jossa sekä pituus- että leveyspiirejä kuvattaisiin suorilla viivoilla. Hänen mullistava maailmankarttansa valmistui vuonna 1569, mutta merenkulkijat eivät vielä tuolloin osanneet arvostaa sen ominaisuuksia. Mercatorin kartan ansiot oivallettiin kunnolla vasta 1700-luvulla brittiläisen John Harrisonin rakennettua hyvin tarkan kronometrin, jonka avulla merenkulkijat saattoivat määrittää täsmällisen sijaintinsa ja tehdä eron maantieteellisen ja magneettisen pohjoisnavan välillä.

Mercatorin projektion heikkous on se, että siinä etäisyydet poikkeavat todellisista etenkin napa-alueilla, ja 70. leveyspiirien pohjois- ja eteläpuolella kartta on käyttökelvoton. Koska napa-alueet kattavat vain pari prosenttia maapallon pinta-alasta ja niillä on vähän laivaliikennettä, Mercatorin projektiota käytetään yhä merikartoissa.

Maasta tuli taas pannukakku

Vieläkään ei tiedetä, miten Mercator päätyi käyttämäänsä projektioon. Sen laskemiseen vaadittu matematiikka on erittäin monimutkaista, vaikka idea onkin sinänsä melko yksinkertainen: pituuspiirien välinen etäisyys pysyy koko ajan vakiona, eivätkä pituuspiirejä kuvaavat viivat kohtaa navoilla kuten varhaisemmissa kartoissa.

Tästä seuraa se, että maa-alueet ja meret näyttävät kartalla sitä leveämmiltä mitä kauempana päiväntasaajasta ne sijaitsevat. Pituuspiirien esitystavan aiheuttaman vääristymän minimoimiseksi leveyspiirien välinen etäisyys vaihtelee siten, että se on pienin päiväntasaajan lähellä ja suurenee napoja kohti.

Tuloksena on maailmankartta, jossa mantereiden mittasuhteet ovat paikoin vääristyneet mutta pituus- ja leveyspiirejä kuvaavat viivat ovat suoria. Mercator onnistui litistämään maapallon suorakaiteen muotoiseksi pannukakuksi.

Katso, mikä Mercatorin kartassa on vikana – asiaa havainnollistaa rantapallo.

Läpimurto antoi odottaa itseään

Aika ei kuitenkaan vielä ollut kypsä Mercatorin nerokkaalle kartalle. Merenkulkijat olivat tapoihinsa piintynyttä ja taikauskoista väkeä. He olivat tottuneet navigoimaan tähtien avulla ja käyttämään apunaan astrolabin kaltaisia yksinkertaisia kojeita, eivätkä he halunneet lähteä merelle turvanaan vain kartta, jonka piirtäjä vielä oli navigoinnin suhteen täysin kokematon maakrapu.

1500-luvun merenkulkijoilla ei ollut myöskään keinoja määrittää, millä pituuspiirillä laiva kulloinkin oli, ja ilman sitä tietoa Mercatorin kartasta oli yhtä vähän apua navigoinnissa kuin muistakin sen ajan merikartoista.

Mercator ehdotti, että pituuspiirin määrittämiseen käytettäisiin kelloja, mutta 1500-luvun kellot olivat siihen aivan liian epätarkkoja. Vasta kun brittiläinen kelloseppä John Harrison noin 150 vuotta myöhemmin rakensi hyvin tarkan kronometrin, merenkulkijat pystyivät määrittämään sijaintinsa merellä täsmällisesti.

Mercatorin kartan suosio alkoi kasvaa Harrisonin kronometrin myötä. Muun muassa brittiläinen James Cook käytti tutkimusmatkoillaan Harrisonin kronometriä ja Mercatorin karttaa, ja vielä nykyaikanakin lähes 500-vuotias Mercatorin projektio on yleisin merikartoissa käytetty projektiomuoto.

Vasta kun kelloseppä Harrison keksi hyvin tarkan kellon, Mercatorin kartasta oli todellista hyötyä merenkulkijoille, muun muassa kuuluisalle englantilaiselle löytöretkeilijälle James Cookille. Vasemmassa yläkulmassa on Harrisonin H1-laivakello vuodelta 1735, ja taustalla on James Cookin Mercator-kartta vuodelta 1778.

© Mary Evans / Ritzau scanpix

Ensimmäinen maailmankartasto

Pian sen jälkeen, kun Mercator oli julkaissut uraauurtavan maailmankarttansa, hän paneutui toiseen mittavaan hankkeeseen: hän halusi koota yksiin kansiin tietoa maailman synnystä, historiasta ja maantieteestä. Hän aloitti valtavan urakkansa kaivertamalla kuparilevyille karttoja.

Ensimmäiset kartat julkaistiin vuonna 1585, ja neljä vuotta myöhemmin ilmestyi seuraava karttasarja. Mercator ei kuitenkaan ehtinyt nähdä kartastoaan valmiina. Suururakka oli käynyt hänen voimilleen, ja hän kuoli 82-vuotiaana joulukuussa 1594.

Mercatorin poika Rumoldus julkaisi isänsä karttakokoelman tämän kuoleman jälkeen vuonna 1595 nimellä Atlas Cosmographicae. Suuresta maailmankartastosta tuli hyvin suosittu, ja siitä otettiin useita painoksia. Nykyään Gerhardus Mercator tunnetaan paitsi miehenä, joka käytti ensimmäisenä kartastosta nimitystä ”atlas”, myös yhtenä kartografian merkittävimmistä kehittäjistä.

Lue myös:

Kuu

Miten kuu-ukko sai kasvonsa?

0 minuuttia
Earth, moon and sun
Maa

Tähtitiede: Loittoneeko Maa Auringosta?

0 minuuttia
Meteori

Avaruuskivi voi ratkaista energiaongelmat

1 minuuttia

Kirjaudu sisään

Virhe: Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
NäytäPiilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!