تاريخ المنارات

بحسب الأسطورة الهوميرية ، فإن بالاميدس النافلي هو مخترع أول منارة، مع أن منارة الإسكندرية (التي صممها وبناها سوستراتوس الكنيدي ) وتمثال رودس العملاق تشهدان على ذلك . إلا أن ثيميستوكليس كان قد أنشأ منارة في ميناء بيرايوس المتصل بأثينا في القرن الخامس قبل الميلاد، وكانت عبارة عن عمود حجري صغير مزود بشعلة نارية. ^{[ 3 ]}

يذكر الشاعر اليوناني ليشيس ( حوالي 660 قبل الميلاد) منارة في سيجيون في ترواد . ويبدو أن هذه كانت أول منارة يتم صيانتها بانتظام لإرشاد البحارة. ^{[ 4 ]}

تُقدّم الأوصاف المكتوبة والرسومات لمنارة الإسكندرية معلوماتٍ قيّمة عن المنارات، إلا أن البرج نفسه انهار خلال زلزالٍ بعد قرونٍ عديدة من بنائه على يد الإغريق في القرن الثالث قبل الميلاد. ويضم برج هرقل في لا كورونيا بإسبانيا نواةً رومانية، كما تُلقي أطلال منارة دوفر في إنجلترا الضوء على طريقة بنائها. وتوجد أدلة أخرى على وجود المنارات في نقوش العملات المعدنية والفسيفساء، والتي يُمثّل العديد منها منارة أوستيا . كما عُثر على عملات معدنية من الإسكندرية وأوستيا ولاوديسيا في سوريا .

بينما تُقدّم الأدلة نظرة ثاقبة على البنية الخارجية لهذه المباني، إلا أن هناك ثغرات عديدة في الأدلة المتعلقة بجوانبها الأقل وضوحًا. تُساعد البقايا في لا كورونيا ودوفر على تحديد كيفية عمل كل منارة، مع ضرورة وضع بعض الافتراضات لتحديد كيفية إضاءة هذه المنارات . يُفترض أن الوقود المُتاح محليًا كان يشمل الخشب، وربما الفحم للحفاظ على اشتعال النار باستمرار طوال الليل، وهناك مدخنة كبيرة تؤدي إلى الغرفة العلوية في برج هرقل . أما برج دوفر، فقد تم تحويله في مرحلة ما إلى برج أجراس بسيط للكنيسة المجاورة.

ربما أضاف حراس المنارات سوائل قابلة للاشتعال لتقليل استهلاك الوقود والحفاظ على ثبات الضوء أثناء العواصف ، لكن المعلومات المتوفرة في أدبيات تلك الفترة قليلة. من المحتمل أيضًا أن الضوء كان محميًا من الرياح بنوافذ زجاجية، وأن المرايا الكبيرة ساعدت في توجيه شعاع الضوء لأبعد مسافة ممكنة. من المرجح أن المنارات كانت تتطلب جهدًا كبيرًا لنقل الوقود والحفاظ على اللهب. في كيب هاتيراس في سبعينيات القرن التاسع عشر، كان حارس واحد ومساعدان يشغلون أنفسهم بالاعتناء بمصابيح زيتية قوية ذات لهب أكثر تطورًا.

رغم أن التمثيلات الفنية تساعدنا في إعادة تكوين صورة بصرية للمنارات، إلا أنها تُثير العديد من الإشكاليات. فصور المنارات على العملات الرومانية والنقوش والمنحوتات والفسيفساء تُظهر رؤية غير متسقة للمظهر الحقيقي لهذه المباني. إذ تُظهر معظمها مبنىً من طابقين أو ثلاثة يتناقص عرضه كلما ارتفع. وقد يدفع صغر حجم العملات صانعها إلى تعديل الصورة لتناسب سطحها. كما أن التشابه في تصوير المنارات هو تشابه رمزي وليس تمثيلاً دقيقاً لمنارات محددة.

خلال العصور الوسطى الأوروبية، هُجرت العديد من المنارات الرومانية. بقي بعضها عاملاً، مثل منارة فاروم بريغانتيوم، المعروفة الآن باسم برج هرقل ، في لا كورونيا بإسبانيا، ومنارات أخرى في البحر الأبيض المتوسط، مثل منارة لانترنا في جنوة . ومع تحسن الملاحة، انتشرت المنارات تدريجيًا في غرب وشمال أوروبا. ^{[ 5 ]} تُعد منارة هوك ، الواقعة في هوك هيد بمقاطعة وكسفورد في أيرلندا، واحدة من أقدم المنارات العاملة في أوروبا . بُنيت خلال العصور الوسطى بتصميم دائري متين.

بعد قرن من الزمان، في أواخر العصور الوسطى ، بنى إدوارد الأمير الأسود برجًا يبلغ ارتفاعه 12 مترًا (40 قدمًا) في كوردوان بالقرب من مصب نهر جيروند . وبعد مئة عام، في عام 1581، طلب هنري الثالث من المهندس المعماري لويس دي فوا بناء برج جديد. ^{[ 6 ] [ 7 ]} استغرق بناء المنارة سبعة وعشرين عامًا، واكتمل أخيرًا في عام 1611. رمزت منارة كوردوان المتدرجة إلى القوة البحرية الفرنسية ومكانتها. احتوى تصميمها الداخلي على شقق ملكية فخمة، وأعمدة مزخرفة، وجداريات. أُعيد بناء مستواها العلوي بين عامي 1780 و1790، مما زاد ارتفاعها من 49 مترًا إلى 60 مترًا، وأُضيف إليها مصباح أرجاند وإحدى أوائل المرايا المكافئة التي كانت تُدار بواسطة آلية ساعة طورها صانع ساعات في دييب . ^{[ 8 ]} أصبح البرج فيما بعد أول برج يستخدم عدسة فريسنل الثورية ، في أوائل عشرينيات القرن التاسع عشر.) ^{[ 9 ]} 

في بريطانيا، كانت المنارات مملوكة ملكية خاصة، وكان حق تحصيل الرسوم يتم بموجب أمر قضائي، إما من سلطة محلية أو من التاج. وقد أدى إساءة استخدام هذه التراخيص إلى خوف السفن الأجنبية من اللجوء إلى الساحل الجنوبي لإنجلترا خشية تعرضها للمداهمة والمطالبة بالرسوم، وإلى غرق عدد من السفن، أبرزها السفينة التجارية الهولندية " فريدي" عام 1802 التي أودت بحياة 380 شخصًا. ^{[ 10 ]}

مع تزايد عدد السفن الغارقة على طول خط نقل الفحم بين نيوكاسل ولندن، أنشأت مؤسسة ترينيتي هاوس منارة لوستوفت عام 1609، وهي عبارة عن برجين خشبيين يُضاءان بالشموع. وحتى أواخر القرن الثامن عشر، كانت تُستخدم الشموع أو الفحم أو الحطب لإضاءة المنارة. ثم جرى تحسين ذلك عام 1782 بظهور مصباح أرجاند ذي الفتيل الدائري الذي يعمل بالزيت ، وأول عاكس ضوئي عاكس عام 1777، ونظام عدسات فريسنل العاكسة عام 1823. وفي عام 1732، أُنشئت سفينة نوري كأول منارة عائمة في العالم.

بعد إصلاحات قانون المنارات لعام 1836 ، والتي بموجبها قبلت مؤسسة ترينيتي هاوس صلاحيات تحصيل الرسوم من آخر مالكي المنارات الخاصة وبدأت في تجديد وتحديث ممتلكاتها من المنارات، تمكن الملاك من تحصيل رسوم كبيرة، وكان أكبرها لمنارة سمولز ، التي جمعت 23000 جنيه إسترليني في عام 1852، واضطرت ترينيتي هاوس إلى إنفاق أكثر من مليون جنيه إسترليني في إعادة شراء عقود الإيجار، بما في ذلك 444000 جنيه إسترليني لمنارة سكريز . ^{[ 11 ]}

بدأ العصر الحديث للمنارات مع مطلع القرن الثامن عشر، حيث ازدهر بناء المنارات بالتزامن مع ازدياد حجم التجارة عبر المحيط الأطلسي . وقد أتاحت التطورات في الهندسة الإنشائية ومعدات الإضاءة الجديدة والفعالة إنشاء منارات أكبر وأكثر قوة، بما في ذلك تلك المواجهة للبحر. وتحول دور المنارات إلى توفير تحذير مرئي من مخاطر الملاحة، كالصخور والشعاب المرجانية.

منارة إديستون

تُعدّ صخور إديستون ، وهي شعاب مرجانية واسعة بالقرب من خليج بليموث في إنجلترا ، وأحد أبرز مخاطر غرق السفن للبحارة الذين يبحرون عبر القناة الإنجليزية ، ^{[ 12 ]} موقعًا للعديد من التطورات التقنية والمفاهيمية في بناء المنارات . ونظرًا لصعوبة تثبيت القدم على هذه الصخور الخطرة، لا سيما في ظل الأمواج العاتية، فقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً قبل أن يحاول أحد وضع أي تحذير عليها.

كانت المحاولة الأولى عبارة عن هيكل خشبي مثمن الأضلاع، مثبت باثني عشر دعامة حديدية مغروسة في الصخر، بناه هنري وينستانلي بين عامي 1696 و1698. لكن البرج لم يدم طويلاً، إذ محت العاصفة الكبرى عام 1703 معظم آثاره. ^{[ 13 ] [ 14 ]} بعد تدمير المنارة الأولى، حصل الكابتن لوفيت ^{[ 15 ] [ ملاحظة 1 ]} على حق استئجار الصخرة، وبموجب قانون برلماني ، سُمح له بفرض رسوم مرور على السفن العابرة قدرها بنس واحد للطن. وكلف جون روديارد (أو روديارد) بتصميم المنارة الجديدة ، التي بُنيت كهيكل خشبي مخروطي الشكل حول نواة من الطوب والخرسانة. أُضيئت منها ضوء مؤقت لأول مرة عام 1708 ^{[ 16 ]} ، واكتمل العمل عام 1709. وقد أثبتت هذه المنارة متانتها، إذ صمدت حتى عام 1755، حين احترقت بالكامل. ^{[ 17 ]}

أعاد المهندس المدني جون سميتون بناء المنارة بين عامي 1756 و1759؛ ^{[ 18 ]} وشكّل برجه نقلة نوعية في تصميم المنارات، وظلّ قيد الاستخدام حتى عام 1877. استوحى سميتون شكل منارته من شجرة البلوط، مستخدمًا كتلًا من الجرانيت. وكان رائدًا في استخدام " الجير الهيدروليكي "، وهو نوع من الخرسانة يتصلب تحت الماء، وطوّر تقنية لتثبيت كتل الجرانيت معًا باستخدام وصلات تعشيق ودبابيس رخامية . ^{[ 19 ]} ساهمت وصلات التعشيق في تحسين الاستقرار الهيكلي ، مع أن سميتون اضطر أيضًا إلى تقليل سُمك البرج تدريجيًا نحو الأعلى، فقام بتقويس البرج نحو الداخل بانحدار طفيف. تميّز هذا التصميم بميزة إضافية، وهي السماح بتبديد جزء من طاقة الأمواج عند اصطدامها بالجدران.

بدأ البناء في موقع بميلباي ، حيث شيّد سميتون رصيفًا وساحة عمل في الركن الجنوبي الغربي للميناء لتفريغ الأحجار ومعالجتها.  وُضعت قضبان خشبية بعرض 3 أقدام و6 بوصات لعربات مسطحة ذات أربع عجلات نُقلت عليها الأحجار في أرجاء الموقع. كانت سفينة تزن عشرة أطنان، تُدعى " قارب إديستون" ، تتخذ من الموقع قاعدة لها، وكانت تنقل الأحجار المُعالجة إلى الشعاب المرجانية. ^{[ 20 ]} بلغ ارتفاع المنارة 72 قدمًا (22 مترًا) ، وقطرها عند القاعدة 26 قدمًا (7.9 مترًا) وعند القمة 17 قدمًا (5.2 مترًا) . ^{[ 21 ]}   

مزيد من التطوير

كان المهندس الاسكتلندي روبرت ستيفنسون شخصيةً محوريةً في تطوير تصميم وبناء المنارات في النصف الأول من القرن التاسع عشر. ^{[ 22 ]} في عام 1797، عُيّن مهندسًا في مجلس المنارات الشمالية المُنشأ حديثًا ، وهو الهيئة المسؤولة عن المنارات في اسكتلندا وجزيرة مان . وكان أعظم إنجازاته بناء منارة بيل روك عام 1810، التي تُعدّ من أبرز الإنجازات الهندسية في ذلك العصر. استند تصميم هذه المنارة إلى تصميم منارة إديستون السابقة لجون سميتون ، ولكن مع العديد من التحسينات، مثل دمج أضواء دوّارة تتناوب بين اللونين الأحمر والأبيض. ^{[ 23 ]}

عمل ستيفنسون لدى مجلس المنارات الشمالية لما يقارب الخمسين عامًا ^{[ 22 ]،} وخلال تلك الفترة صمم وأشرف على بناء العديد من المنارات وتطويرها لاحقًا. وقد ابتكر في اختيار مصادر الإضاءة، وأنظمة التثبيت، وتصميم العاكسات، واستخدام عدسات فريسنل ، وأنظمة الدوران والإغلاق، مما منح كل منارة طابعًا مميزًا يسهل على البحارة التعرف عليها. كما اخترع ذراع الرافعة المتحرك ورافعة التوازن كأجزاء أساسية في بناء المنارات.

أسس ستيفنسون سلالة عظيمة من المهندسين المتخصصين في بناء المنارات؛ وكان أحفاده مسؤولين عن معظم بناء المنارات في اسكتلندا على مدى قرن من الزمان. سار ثلاثة من أبناء روبرت على خطاه: ديفيد ، وآلان ، وتوماس . كما برز اثنان من أبناء ديفيد، وهما ديفيد آلان وتشارلز ألكسندر ، كمهندسين بارزين في مجال المنارات.

صمّم ألكسندر ميتشل أول منارة ذات ركائز لولبية ؛ بُنيت منارته على ركائز دُقّت في قاع البحر الرملي أو الطيني. بدأ بناء تصميمه عام 1838 عند مصب نهر التايمز ، وعُرفت باسم منارة مابلين ساندز ، التي أُضيئت لأول مرة عام 1841. ^{[ 24 ]} مع ذلك، ورغم أن بناءها بدأ لاحقًا، كانت منارة واير في فليتوود، لانكشاير، أول منارة تُضاء (عام 1840). ^{[ 24 ]}

كان مصدر الإضاءة في الغالب هو حرق الأخشاب أو الفحم، لكن ذلك كان مكلفًا؛ إذ استهلكت بعض المنارات 400 طن من الفحم سنويًا. واستُخدمت الشموع أو مصابيح الزيت المدعومة بمرايا مقعرة، غالبًا في مجموعات كبيرة. أجرى الفرنسيون سلسلة من الاختبارات بين عامي 1783 و1788، بنتائج متفاوتة. استخدمت منارة سميتون في إديستون 24 شمعة حتى عام 1810. ^{[ 31 ]}

أحدث مصباح أرغاند ، الذي اخترعه العالم السويسري إيمي أرغاند عام 1782 ، ثورة في إضاءة المنارات بفضل لهبه الثابت الخالي من الدخان. كان مصباح أرغاند مزودًا بفتيلة شمعة على شكل كم ، مثبتة بحيث يمر الهواء عبر مركز الفتيل وحوله من الخارج قبل أن يُسحب إلى مدخنة أسطوانية. ساهم هذا التصميم في تثبيت اللهب وتحسين تدفق الهواء. استخدمت النماذج الأولى زجاجًا مطحونًا، كان يُلوّن أحيانًا حول الفتيل. أما النماذج اللاحقة، فاستخدمت غلافًا من ثاني أكسيد الثوريوم معلقًا فوق اللهب، مما أدى إلى إنتاج ضوء ساطع وثابت. ^{[ 32 ]} استخدم مصباح أرغاند زيت الحوت ، أو زيت اللفت ، أو زيت الزيتون ^{[ 33 ]} ، أو زيوت نباتية أخرى كوقود، وكان يُزوّد ​​بالوقود عن طريق الجاذبية من خزان مثبت فوق الموقد. أُنتج المصباح لأول مرة على يد ماثيو بولتون ، بالتعاون مع أرغاند، عام 1784، وأصبح المعيار المعتمد للمنارات لأكثر من قرن.

كان جون ريتشاردسون ويغام أول من طور نظامًا لإضاءة المنارات بالغاز . حصل على منحة من مجلس دبلن للصابورة عام 1865، وقام بتركيب موقد غاز "كروكوس" جديد في منارة بيلي في رأس هاوث ، ^{[ ملاحظة 2 ]} مما أعطى إضاءة أقوى بأربع مرات من مصابيح الزيت المكافئة. ووفقًا للعالم جون تيندال ، مستشار هيئة المنارات في المملكة المتحدة ، ترينيتي هاوس ، فإن تصميمًا "مركبًا" مُحسَّنًا، تم تركيبه في منارة بيلي عام 1868، كان أقوى بثلاث عشرة مرة من ألمع ضوء معروف آنذاك . ^{[ 34 ]}

في عام 1870، تم تزويد الضوء في ويكلو هيد بآلية الوميض المتقطع الحاصلة على براءة اختراع من ويغام ، والتي كانت تضبط توقيت إمداد الغاز عن طريق الساعة . ^{[ 34 ]} عندما تم دمج هذه الآلية مع عدسة دوارة في منارة روكابيل ، تم إنتاج أول منارة في العالم تتميز بخاصية الوميض الجماعي .

اخترع آرثر كيتسون موقد الزيت المُبخر عام 1901 ، وقام ديفيد هود بتطويره في ترينيتي هاوس . كان الوقود يُبخر تحت ضغط عالٍ ويُحرق لتسخين الغلاف، مما يُعطي إضاءة تزيد عن ستة أضعاف إضاءة مصابيح الزيت التقليدية.

أصبح استخدام الغاز كمصدر للإضاءة متاحًا على نطاق واسع مع اختراع مصباح دالين على يد المهندس السويدي غوستاف دالين . في عام 1906، أصبح دالين كبير المهندسين في شركة مُجمِّعات الغاز . في البداية، عمل دالين مع الأسيتيلين ، وهو غاز هيدروكربوني شديد الانفجار. اخترع دالين مادة أغاماسان (أغا)، وهي مادة تُستخدم لامتصاص الغاز، مما يسمح بتخزينه بأمان وبالتالي استغلاله تجاريًا. أنتج الأسيتيلين ضوءًا أبيض فائق السطوع، وسرعان ما حلّ محل غاز البترول المسال ذي اللهب الخافت كوقود مُفضَّل في إضاءة المنارات. أضاف دالين اختراعًا آخر إلى مصباحه: " صمام الشمس ". سمح هذا الجهاز للمصباح بالعمل ليلًا فقط، مما وفّر الوقود وأطال عمره الافتراضي إلى أكثر من عام.

عملت معدات منارات AGA دون أي نوع من مصادر الطاقة الكهربائية، ما جعلها موثوقة للغاية. في منطقة ساحلية وعرة كإسكندنافيا ، مثّلت مصابيحها المتينة، التي تُنتج بكميات كبيرة وتتطلب الحد الأدنى من الصيانة، إضافةً قيّمة للسلامة وسبل العيش. غطّت منارات AGA قناة بنما بأكملها . وكانت هذه التقنية هي المصدر الرئيسي للضوء في المنارات من مطلع القرن العشرين وحتى ستينياته، حين أصبحت الإضاءة الكهربائية هي السائدة.

كان أول منارة مضاءة بالكهرباء برج دونجنيس في مقاطعة كينت عام 1862. وكان يعمل بمصباح قوس كربوني كبير ، إلا أنه تم تحويله لاحقًا إلى الزيت ، نظرًا لصعوبة تشغيل مصابيح القوس (التي تتطلب ضعف عدد الحراس) وعدم فعاليتها من حيث التكلفة مقارنةً بمصابيح الزيت. ^{[ 35 ]} وكانت منارة ساوث فورلاند أول برج يستخدم الضوء الكهربائي بنجاح عام 1875. وكانت مصابيح القوس الكربوني في المنارة تعمل بمغناطيس يعمل بالبخار . ^{[ 36 ]}

مع تطور الإضاءة الثابتة لمصباح أرجاند، أصبح استخدام العدسات البصرية لزيادة شدة الضوء وتركيزه أمرًا عمليًا. طور ويليام هاتشينسون أول نظام بصري عملي عام 1763، يُعرف بالنظام العاكس . قام ببناء عاكسات مكافئة عن طريق تثبيت قطع صغيرة من مادة عاكسة على قالب مصبوب على شكل قطع مكافئ تقريبًا. نجح هذا النظام البدائي في تجميع الضوء المنبعث في حزمة مركزة، مما زاد من وضوح الضوء بشكل كبير. تم تركيب نظامه في منارة ليسوي التي بُنيت حديثًا بالقرب من ليفربول ، ونُسخ لاحقًا في أماكن أخرى. ^{[ 37 ]} أدت القدرة على تركيز الضوء إلى ظهور أولى حزم المنارات الدوارة، حيث يظهر الضوء للبحارة على شكل سلسلة من الومضات المتقطعة. كما أصبح من الممكن إرسال إشارات معقدة باستخدام ومضات الضوء.

تُنسب فكرة ابتكار عدسة أرق وأخف وزنًا من خلال تصنيعها بأجزاء منفصلة مثبتة في إطار إلى جورج لويس لوكلير، كونت دي بوفون . ^{[ 38 ]} واقترح الماركيز دي كوندورسيه (1743-1794) صقل عدسة كهذه من قطعة زجاجية رقيقة واحدة. ^{[ 39 ]}

مع ذلك، يُنسب الفضل إلى الفيزيائي والمهندس الفرنسي أوغستين-جان فرينل في تطوير عدسة فرينل متعددة الأجزاء لاستخدامها في المنارات. سمح تصميمه بصنع عدسات ذات فتحة كبيرة وبُعد بؤري قصير ، دون الحاجة إلى كتلة وحجم المواد اللازمين للعدسة التقليدية. يمكن تصنيع عدسة فرينل بسمك أقل بكثير من العدسة التقليدية المماثلة، وفي بعض الحالات تأخذ شكل صفيحة مسطحة. كما تستطيع عدسة فرينل التقاط المزيد من الضوء المائل من مصدر الضوء، مما يسمح برؤية ضوء المنارة المجهزة بها من مسافات أبعد.

استُخدمت أول عدسة فرينل عام 1823 في منارة كوردوان عند مصب نهر جيروند في فرنسا؛ وكان ضوءها يُرى من مسافة تزيد عن 32 كيلومترًا . [ ^{40 ] يُنسب} الفضل إلى الفيزيائي الاسكتلندي السير ديفيد بريستر في إقناع السلطات البريطانية باعتماد هذه العدسات في مناراتها. ^{[ 41 ] [ 42 ]} زاد اختراع فرينل من إضاءة مصباح المنارة بمقدار أربعة أضعاف، ولا يزال نظامه شائع الاستخدام حتى اليوم.