Египет, Ван Гог, Мунк
Современные технологии просвечивают насквозь завесу древности. Недавно международная команда ученых использовала рентгеновские лучи высокой мощности, чтобы проанализировать 12 фрагментов египетского папируса, и нашла соединение свинца в красных и синих чернилах.
Согласно статье, опубликованной по результатам исследования в Proceedings of the National Academy of Sciences, свинец в краске использовался, чтобы предотвратить растекание чернил во время письма. Художники XV века использовали похожую технику для создания масляных красок, но исследование показывает, что египтяне открыли ее на 1400 лет раньше.
«Наш анализ чернил на фрагментах папирусов из уникальной библиотеки храма Тебтунис выявил ранее неизвестные составы красных и черных чернил, в частности, соединения на основе железа и свинца», — рассказал в интервью для Ars Technica один из авторов исследования Томас Кристиансен, египтолог из университета Копенгагена.
Последним открытиям в области археологии и истории искусств мы должны быть благодарны особому виду рентгена. Синхротронное излучение — это тонкий пучок рентгеновских лучей очень высокой интенсивности, генерируемых в ускорителе частиц. Электроны запускаются в линейный ускоритель для увеличения их скорости, а затем вводятся в накопительное кольцо. Они «проезжают» через кольцо со скоростью, близкой световой, когда серия магнитов изгибается и фокусирует электроны. В процессе они испускают рентгеновские лучи, которые затем могут быть сфокусированы по линиям пучка. Это полезно, когда дело доходит до изучения различных деталей. Обычно, чем короче длина волны (и выше энергия света), тем легче выявить более мелкие фрагменты артефакта, что делает синхротронное излучение незаменимым для археологии.
В 2008 году европейские ученые использовали синхротронное излучение для реконструкции скрытого портрета крестьянской девушки Винсента Ван Гога. Художник, который любил использовать холсты несколько раз, нарисовал поверх портрета картину «Клочок травы» (1887).
Синхротронное излучение возбуждает атомы на холсте. Затем они испускают собственное рентгеновское излучение, которое может улавливаться детектором флуоресценции. Все элементы на картине имеют собственное рентгеновское обозначение, поэтому ученые могут зафиксировать распределение каждого из множества слоев краски. Обозначив все слои, они пришли к выводу, что их больше, чем нужно для одного слоя изображения. Это и помогло найти скрытую картину.
В прошлом году команда голландских и французских ученых использовала излучение, чтобы разгадать секрет техники импасто Рембрандта. Импасто (итал. «полотно», «пастообразно») подразумевает нанесение краски на холст очень толстыми слоями. Обычно это делают с маслеными красками из-за их густой консистенции и долгого времени высыхания. Хотя если добавить специальный гель, такого же эффекта можно добиться с акриловыми красками. Рембрандт обычно использовал такую технику, чтобы более точно передать складки одежды или бижутерию. В слое импасто ученые обнаружили минерал плюмбонакрит — редкий элемент в красках того времени. Возможно, именно он помогал создать характерные жирные мазки.
А ранее в этом году международная группа ученых использовала синхротронное излучение, чтобы определить причины ухудшения состояния картины «Крик» Эдварда Мунка. Их анализ показал, что повреждение картины вызвано не светом, а влажностью. Скорее всего, виной тому посетители музея, которые наклоняются, чтобы ближе взглянуть на мазки, не подозревая, что их дыхание наносит вред картине.
Сколько лет чернилам
Самое недавнее исследование, о котором говорилось в начале, уже на протяжении десяти лет изучает древние чернила Египта, Рима и Греции. «Чернила — один из важнейших исторических объектов. Их использовали для письменности на различных носителях на протяжении более 5000 лет», — пишут авторы в своем исследовании. Самые ранние изучаемые ими артефакты из Египта и датируются 3200 годом до нашей эры. Уже в то время черные чернила использовались для написания основного текста, а красным подчеркивались названия, ключевые слова и т. д.
«Используя технологии XXI века, мы пытаемся раскрыть секреты древней техники письма, но помимо этого, мы способствуем раскрытию происхождения письменности как таковой», — рассказала Мэрин Котт, ученый из European Synchrotron Radiation Facility (ESRF). — «Эти чернила в основном изготавливались из сажи и охры, смешивались с каким-либо связующим веществом (обычно гуммиарабиком), а затем растворялись в животном клее, растительном масле или уксусе. Затем смесь сушили и прессовали в шарики, чтобы писцы могли легко носить с собой чернила. Когда им нужно было что-то написать, они смешивали высушенный шарик с небольшим количеством воды, используя острие тростниковой ручки для письма».
Котт, Кристиансен и их коллеги ранее изучили красные, оранжевые и розовые чернила, использованные на 11 сохранившихся фрагментах из нескольких рукописей. Их нашли в двух небольших подвалах в библиотеке храма Тебтунис, к юго-западу от Каира. Они обнаружили необычные красные чернила, основанные на смеси железа и свинца, которые раньше не были задокументированы. Хотя в «Естественной истории» Плиния есть указание на смешивание красный охры со свинцом для создания красно-оранжевого пигмента. Обычно его использовали египетские художники для окраски кожи в 30 г. до н. э. — 400 г. н. э., но в самых древних египетских папирусах он не был найден до последнего исследования.
Команда ученых была заинтересована в анализе минеральных соединений красных и черных чернил из фрагментов храмовых папирусов, особенно конкретных соединений железа и свинца. Они использовали многочисленные методы синхротронного излучения для исследования химического состава, в том числе микрорентгеновскую флуоресценцию, микрорентгенографию и микроинфракрасную спектроскопию. Они обнаружили сложную смесь фосфатов свинца, сульфатов свинца, карбоксилатов свинца и хлоридов свинца.
«Соединения на основе железа в красных чернилах, скорее всего, охра — натуральный земляной пигмент. Потому что железо было найдено вместе с алюминием и минералом гематитом, которые встречаются в охре», — объяснила Зине Ларсон, также из Университета Копенгагена. - «Соединения свинца присутствуют как в красных, так и в черных чернилах, но, поскольку мы не идентифицировали ни одного из типичных пигментов на основе свинца, используемых для окрашивания чернил, мы предполагаем, что именно это соединение свинца использовалось писцами для сушки чернил, а не как пигмент».
Котт и другие считают, что жрецы вряд ли делали чернила сами, а особенно такие сложные, как красные. Для этого потребовались бы специальные знания и большое количество сырья.
Команда также обнаружила необычный эффект «кофейного кольца» в красных надписях. Эффект возникает, когда одна жидкость испаряется, а твердые частицы, растворенные в жидкости (как кофейная гуща) образуют кольцо. Это происходит из-за того, что испарение протекает гораздо быстрее по сторонам, чем в центре. Вся оставшаяся жидкость вместе с известью течет к краям, чтобы заполнить пустые места. В этом случае пигмент красной охры присутствует в крупных частицах, которые остаются на месте, в то время как более мелко измельченные растворимые соединения свинца в папирусе создают кольцевой эффект, похожий (в микрометровом масштабе) на обрисованные буквы.
«Усовершенствованный микроанализ на основе синхротрона предоставил нам бесценные знания о приготовлении и составе красных и черных чернил в Древнем Египте и Риме 2000 лет назад», — подвел итог Кристиансен. — «Наши результаты подтверждаются другими источниками о производстве чернил в Египте. Например, в магическом заклинании алхимика, датируемым третьем веком нашей эры, сказано о тех самых красных чернилах. Этот папирус был найден в Фивах, и он вполне мог принадлежать священнической библиотеке, такой как папирусы, изучаемые здесь. Так технологии помогают взглянуть на химию искусства египтян с новой стороны».
