Megfeketedett freskókat vizsgálnak Pompejiben

Az ESRF-nél végzett kísérletek során kicsi (100 μ-1 μ közötti), de erős fénysugárra van szükség az elemek alacsony koncentrációjának kimutatásához, és a kémiai információk feltárásához. Ehhez mikroszkópikus röntgenanalízist használtak (ID 21), amelyben kombinálták a röntgenfluoreszcencia technikáját és a röntgenabszorpciós spektroszkópiát. Az előbbit a klór és a kén kimutatására használták, az utóbbit pedig ezek módosulásainak a meghatározására. Blackening of Pompeian Cinnabar Paintings: X-ray Microspectroscopy Analysis. Mire jó a szinkrotron?

I.sz. 79. augusztus 24-én kitört a Vezúv, kővel és hamuval temetve be a szomszédos városokat. A vulkánkitörés után a Torre el Greco mellett fekvő Villa Sora is eltűnt a föld színéről, mígnem 20 évvel ezelőtt egy ásatás során újra felszínre nem került. A régészeti feltárás óta eltelt időben azonban a házban lévő jellegzetes, vörös színű freskók megfeketedtek, aminek okára eddig nem találtak tudományos magyarázatot. A tudósok éveken át értetlenül álltak a jelenség előtt, és egyikük sem tudott válaszolni arra, hogy miként válhat a Pompeji falain látható cinóbervörös szín feketévé?

A probléma már minden bizonnyal az ókorban is felmerült: Vitruvius az i.e. 1. században írt "De Architectura" című értekezésében is megemlíti ezt a problémát, amelyet akkoriban úgy próbáltak kivédeni, hogy megelőzésképpen "pun viaszt" használtak. A cinóber elszíneződését okozó folyamatokat azonban máig rejtély övezte, így a restaurátorok sem tudták megakadályozni a feketedés jelenségét. A leginkább elfogadott nézet szerint a cinóber a napfény hatására egy metacinnabarit nevű anyaggá alakulva sötétedik be.

Az elmélet igazolására a kutatók a franciaországi Grenoble-ban található Európai Szinkrotron-sugárzási Létesítmény (ESRF) által előállított szinkrotron-fényt (nagy teljesítményű röntgensugárzást) használták fel. Ennek segítségével megvizsgálták a Villa Sora falfestményeit, hogy ellenőrizzék az állítás igazságát. A tudósok ekkor rájöttek, hogy az elszíneződött részek kémiai összetétele nem egyezik meg a metacinnabaritéval, és hogy ezeken a helyeken fontos kémiai reakciók játszódtak le. Egyrészt a cinóber reakcióba lépett a tengerből és valószínűleg a "pun viaszból" származó klórral, így egy szürke klór-higany keverék jött létre. Másrészt pedig a kalcit szulfátosodása okozta a festmények elfeketedését.

De mitől változik a vörös szín olyan gyorsan feketévé? "A képminták kémiai tulajdonságai nem állandóak, ezért a légköri viszonyok is szerepet játszhatnak a színváltozásban. A Nap és az eső is bizonyára befolyásolja ezt a folyamatot" - állítja Marine Cotte, a kutatásban résztvevő szakértő. Ezen kívül persze a légköri szennyezés vagy a baktériumok is szulfátosodáshoz vezethetnek. "Az ESRF-nél végzett kutatás nem csak a Villa Sora falfestményeinek megőrzésében játszik fontos szerepet, hanem általában a legjelentősebb régészeti lelőhelyeken (Pompeji és Herculaneum) feltárt római kori falfestmények állagának megóvásában is" - magyarázza Corradu Gratziu, a Pisai Egyetem geológus professzora, aki maga is a kutatócsoport tagja.

A kutatás még nem fejződött be: a tudósok jelenleg azon gondolkodnak, hogy megvizsgálják az egyik képminta keresztmetszetét is, hogy megállapíthassák, milyen mélységű az átalakulás. Korábban ugyanis azt vették észre, hogy a sötét réteg mindössze 5 ezredmilliméter vastag, és az alatta lévő cinóber épen maradt. Ezen kívül "a következő lépésben nem csak régészeti lelőhelyen található freskókat vizsgálunk meg, hanem múzeumokban őrzött falfestményeket is. Ily módon lehetőségünk lesz összehasonlítani az eredményeket, és talán közelebb jutunk az elszíneződés okainak feltárásához"- mondja Marine Cotte.