Διερεύνηση του προσανατολισμού μνημείων με γεωδαιτικές και αστρονομικές μεθόδους: εφαρμογή στα Μετέωρα

Abstract

This Thesis deals with the development of a method for the detection of the period of time of the erection of a Monument, by determining its orientation via Geodetic and Astronomic measurements. Applications are carried out in the "Meteora monastic community". The thesis is divided into three parts and seven chapters. The first part consisting of three chapters (1st, 2nd, 3rd,) contains an historical review and the theoretical documentation of the method. The 1st chapter contains a brief review of the procedures followed throughout the centuries and at different parts of the world for the orientation of monuments. In the 2nd chapter, the Astronomic and Geodetic methods for the Geometric documentation of a monument, the creation of the topographic diagram of the site and the determination of the Astronomic Azimuth of its main axis or other specific directions are described. In the same chapter the procedure followed for the determination of the topography of the perceptible horizon in front of the Monument is analyzed, together with the methodology for tracing the Sun’s transit according to the year and day, a factor of importance for the dating of the Monument. The anticipated accuracies are given for all the procedures. The 3rd chapter deals with the factors influencing the choice of the orientation of a monument and more specifically the orientation of Greek Orthodox Churches. The main factor that is analyzed is the natural light and the time and direction that it illuminates the altar. In the same chapter the way characteristic directions within a monument should be determined is given. The second part consisting of three chapters (4th, 5th, 6th) deals with the applications of the method. The 4th chapter contains historical evidence referring to all the "open" monasteries of the "Meteora monastic community" as well as the church of the "Blessed Virgin Mary" of Doupiani, which was the first church built in the area and the church of "Blessed Virgin Mary’s Assumption" in Kalambaka. The 5th chapter contains the results of Astronomic and Geodetic measurements as well as the description of instruments and methods used for the research carried out at the above mentioned monuments. The 6th chapter contains the analysis of the reduction of measurement results used for the drawing of topographic diagrams both of the monument’s sites and the perceptible horizon. In the same chapter the determination of the Astronomic azimuths of the basic axis and other characteristic directions for each church is given together with the respective accuracy. Also the Sun’s transits for the dates with historical or religious interest are traced on the horizon’s diagram. From the applications carried out in this work it may be concluded that the churches’ orientation is strongly correlated with the Sun’s position on the horizon, either on the day of the celebration of the Saint to whom the church is dedicated or on the equinox during the year of its erection. Also, a geometric explanation is given for the position of the "openings" in the Holly Altar, combining in this way the religious ceremonies with the choice of the church’s orientation. The 3rd part consisting of one chapter (7th) deals with the conclusions and proposals. It is concluded that the suggested method allows for the investigation of the orientation of monuments as well of their dating within a satisfactory time range. The appropriate parameters for the correct application of the method are stated and the creation of a database for monuments is proposed. This database, which is expected to be of great importance not only for Greece but also for the whole world, should contain the geometric documentation of the monument, its orientation with the appropriate historical evidence, as well as historical documents referring to the monument.

Στην εργασία αυτή εξετάζεται η δυνατότητα εφαρμογής γεωδαιτικών και αστρονομικών μεθόδων στη διερεύνηση του προσανατολισμού μνημείων. Γίνεται εφαρμογή σε Βυζαντινά μνημεία και συγκεκριμένα στη μοναστική πολιτεία των Μετεώρων. Η εργασία αποτελείται από επτά κεφάλαια, που χωρίζονται σε τρία μέρη. Το πρώτο μέρος αποτελείται από τρία κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια συνοπτική παρουσίαση της εξέλιξης της μελέτης προσανατολισμού μνημείων σε διάφορες ιστορικές περιόδους και για διαφορετικές περιοχές (ή τόπους) της γης. Σκοπός αυτής της παρουσίασης είναι να εντοπιστούν τα προβλήματα και οι ιδιαιτερότητες που παρουσιάζει η έρευνα του προσανατολισμού μνημείων μέχρι σήμερα και να αναδειχθεί μέσα από αυτά η ανάγκη παρέμβασης με την προτεινόμενη μεθοδολογία. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται, οι γεωδαιτικές και αστρονομικές μέθοδοι μέτρησης και υπολογισμών, οι οποίες χρησιμοποιούνται τόσο για τη γεωμετρική τεκμηρίωση των μνημείων και τη δημιουργία των τοπογραφικών διαγραμμάτων της κάτοψής τους, όσο και για τον προσδιορισμό του αστρονομικού αζιμουθίου του βασικού άξονα ή άλλων ειδικών διευθύνσεών τους. Αναλύεται η μεθοδολογία μέτρησης και αναγωγής του αισθητού ορίζοντα που βρίσκεται μπροστά από το μνημείο καθώς και η διαδικασία προσδιορισμού της πορείας του ήλιου και γίνεται μια προσπάθεια διερεύνησης της συστηματικής μεταβολής της πορείας αυτής, ώστε να χρησιμοποιηθεί για τη χρονολόγηση μνημείων. Ακόμη γίνεται ανάλυση της ακρίβειας που επιτυγχάνεται. Στο τρίτο κεφάλαιο ορίζονται γεωμετρικά οι χαρακτηριστικές διευθύνσεις που μπορούν να αναγνωριστούν στο χώρο ενός μνημείου, γίνεται αναφορά στις κλίμακες του χρόνου, επιστημονικές και εκκλησιαστικές, οι οποίες είναι καθοριστικές για τη λειτουργία και τον προσανατολισμό ειδικά για τους χριστιανικούς ναούς. Επίσης αναλύεται μια άλλη σημαντική παράμετρος για τον προσανατολισμό ενός μνημείου, που είναι το φυσικό φως, ο τρόπος και ο χρόνος που αυτό φωτίζει το μνημείο. Το δεύτερο μέρος αποτελείται από τρία κεφάλαια και στην ενότητα αυτή παρουσιάζεται η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας στις μονές στη μοναστική πολιτεία των Μετεώρων. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα ιστορικά στοιχεία που αφορούν στο σύνολο των εν λειτουργία μονών της μοναστικής πολιτείας του Μετεωρίτικου χώρου. Σ’ αυτά περιλαμβάνεται ο μικρός ναός της Παναγίας της Δούπιανης, ο πρώτος που κτίστηκε στην περιοχή, και ο ιερός ναός της Κοιμήσεως της Θεοτόκου στην Καλαμπάκα, λόγω της ιστορικής αξίας του. Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση των γεωδαιτικών και αστρονομικών μετρήσεων, των οργάνων που χρησιμοποιήθηκαν και των μεθόδων που εφαρμόστηκαν προκειμένου να πραγματοποιηθούν οι εργασίες στις έξι Μονές και στους ναούς της Παναγίας της Δούπιανης και της Κοιμήσεως της Θεοτόκου στην Καλαμπάκα. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται ανάλυση της επεξεργασίας των μετρητικών στοιχείων που οδηγούν στη σύνταξη τόσο των τοπογραφικών διαγραμμάτων των κατόψεων των ναών όσο και των διαγραμμάτων των οριζόντων. Υπολογίζονται τα γεωμετρικά στοιχεία (αστρονομικά αζιμούθια) των βασικών αξόνων και άλλων χαρακτηριστικών γραμμών για κάθε ναό, σχεδιάζονται οι πορείες του ήλιου για τις ημερομηνίες που παρουσιάζουν ιστορικό και θρησκευτικό ενδιαφέρον και εντάσσονται στα διαγράμματα των οριζόντων. Υπολογίζονται επίσης και παριστάνονται γραφικά τόσο οι αβεβαιότητες προσδιορισμού των επιμέρους γεωμετρικών στοιχείων όσο και η τελική αβεβαιότητα που επετεύχθη στη διερεύνηση του προσανατολισμού κάθε ναού. Παρουσιάζονται ακόμη τα συμπεράσματα από την εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας στους ναούς των μονών των Μετεώρων. Από αυτά διαπιστώνεται ότι ο προσανατολισμός των ναών σχετίζεται άμεσα με τη θέση του ήλιου στον ορίζοντα είτε κατά την ημέρα στην οποία τιμάται η μνήμη του αγίου στον οποίο αφιερώνεται ο ναός, είτε την ημέρα της ισημερίας, κατά το έτος κτίσης. Ακόμη ερμηνεύεται με γεωμετρικό τρόπο η επιλογή της θέσης ανοιγμάτων στο χώρο του Ιερού Βήματος, συνδυάζοντας έτσι τα θρησκευτικά τελετουργικά με την κατάλληλη επιλογή του προσανατολισμού του ναού. Στο τρίτο μέρος και στο έβδομο κεφάλαιο γίνεται η παρουσίαση των συμπερασμάτων και των πλεονεκτημάτων της προτεινόμενης μεθοδολογίας. Τα συμπεράσματα αυτά αποδεικνύουν ότι χρησιμοποιώντας γεωδαιτικές και αστρονομικές μεθόδους μέτρησης και επεξεργασίας μπορεί να διερευνηθεί ο προσανατολισμός μνημείων και να γίνει δυνατή.