08.05.2010
Quelle TSB 06. Mai 2010 - auch hier zu lesen
Wie alt ist das Skelett des Brachiosaurus im Berliner Naturkundemuseum? Wie alt die Büste der Nofretete im Neuen Museum? Und warum ist ein Gemälde, das lange Zeit Rembrandt zugeschrieben wurde, doch nicht von ihm? Diese und andere Fragen wurden beim 47. Treffpunkt WissensWerte beantwortet, der von der TSB Technologiestiftung Berlin und Inforadio (rbb) regelmäßig veranstaltet wird.
Bei der Beantwortung all dieser Fragen verbinden sich Kunst und Wissenschaft. Denn um zu Erkenntnissen über Alter, Herkunft oder Gestaltungstechnik zu kommen, sind Physiker, Chemiker, Biologen oder Geologen gefordert, aber auch Konservatoren und Restauratoren. Denn nicht zuletzt geht es auch darum, diese Schätze der Menschheitsgeschichte zu bewahren. Wie modernste naturwissenschaftliche Technik dabei hilft, und was die Schwierigkeiten bei der Arbeit sind, darüber haben Forscher und Experten auf dem 47. Treffpunkt WissensWerte der TSB Technologiestiftung Berlin und Inforadio (rbb) in der Deutschen Kreditbank AG in Berlin-Mitte diskutiert.
Wie alt ist ein Objekt? Aus welchen Substanzen besteht es? Um diese Fragen zu beantworten, muss das Gemälde, die Statue, oder der Saurierknochen untersucht werden. Und oft sind dabei Materialproben unerlässlich. Aber an der Mona Lisa herumkratzen? Wie viel darf man oder muss man also zerstören, um das Objekt analysieren zu können? "Eine verfängliche Frage für einen Konservierungswissenschaftler", sagt Prof. Stefan Simon. Der Chemiker ist Direktor des Rathgen-Forschungslabors bei den Staatlichen Museen zu Berlin. "Es gibt zerstörende Verfahren, zerstörungsarme und zerstörungsfreie. Für alle ist Platz. An bestimmten Objekten kann man natürlich nicht herumkratzen, aber manchmal ist es die einzige Möglichkeit, um ein Objekt zu analysieren. Das ist der Alltag im Museum, zu fragen, wie weit kann man gehen?", so Simon. Vor 20 bis 30 Jahren sei man übrigens wesentlich zerstörerischer mit Museumsobjekten umgegangen als heute.
"Wenn der Kurator nichts merkt ..."
Sein Kollege Dr. Lutz Hecht führt weiter aus: "Abhängig ist das auch davon, wie einzigartig ein Objekt ist." Hecht ist Geologe und arbeitet im Berliner Museum für Naturkunde sowie am Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung an der Humboldt-Universität zu Berlin. "Bei Objekten, die zum Beispiel in mehrfacher Form vorhanden sind, kommt man weiter, wenn man zerstört", sagt Hecht. Und Prof. Heinz-Eberhard Mahnke ergänzt: "Der Appetit kommt beim Essen. Das heißt, mit der Verbesserung der Techniken, wächst natürlich der Anspruch, mit immer weniger Material tatsächlich auszukommen. Ziel ist es, zerstörungsfrei an Lösungen von Fragestellungen heranzugehen." Mahnke ist Physiker am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie und an der Freien Universität Berlin, zeitweise hat er in Paris im Louvre Museum geforscht. "Hier und da kommt man an der Entnahme eines winzigen Bruchteils nicht vorbei", sagt Mahnke. "Dann ist ein Kriterium: Wenn der Kurator nichts merkt ... ich glaube, mehr muss ich dazu nicht sagen." Podium und Zuschauer lächeln wissend.
Ägyptische Funde waren Anlass für erstes chemisches Labor
Verglichen mit den jahrtausendealten Schätzen, ist die Konservierungswissenschaft blutjung. Eines der ältesten Museumslabore der Welt ist dabei das Berliner Rathgen-Forschungslabor. Vor 140 Jahren, um 1870 begann man im In- und Ausland damit, archäologische Objekte wissenschaftlich zu untersuchen. Berlin war damals in dieser Hinsicht führend. Daran hatten vor allem Rudolf Virchow und die von ihm mitbegründete "Berliner Gesellschaft für Anthropologie, Ethnologie und Urgeschichte" ihren Anteil. Nur fehlte es an einem eigenen Labor für die wachsende Zahl der Berliner Museen. Der Chemiker Friedrich Rathgen hatte sich bereits damals in der Analyse und Konservierung von Museumsobjekten einen Namen gemacht. Mit gerade 26 Jahren wurde er schließlich Direktor des 1888 gegründeten Chemischen Laboratoriums der Königlichen Museen. Über 40 Jahre lang leitete Rathgen das Labor, das später nach ihm benannt wurde.
Anlass damals für die Errichtung des Labors waren Konservierungsprobleme, die man mit Objekten hatte, die aus Ägypten kamen, erzählt Prof. Simon. Denn viele Funde, die man Mitte des 19. Jahrhunderts nach Berlin brachte, waren aus Stein und stammten aus Grabkammern. Das Problem: "Die Objekte hielten sich im Berliner Klima viel schlechter, als über tausende Jahre in Ägypten. Die Frage war, warum? Was war die Ursache? Warum hält die Polychromie auf Grabsteinen über tausende Jahre in Ägypten, aber hier in Berlin war die Farbe nach einem Winter abgefallen?", so der heutige Direktor. "Diese Fragen konnten Archäologen nicht lösen, da brauchte es Naturwissenschaftler". Mit seinem Chemischen Laboratorium konnte Rathgen das Problem dann recht schnell lösen. Denn Ursache für die schnelle Verwitterung war der hohe Salzgehalt in den Steinen, das Salz kristallisierte hier im Winter durch die hohe Luftfeuchte aus. Lösung brachte die Entsalzung der Steine im Wasserbad.
Wie Kunst des 20. Jahrhunderts erhalten?
Heute, also über 120 Jahre später, sind die wesentlichen Aufgaben des Labors ähnlich. "Es geht noch immer um die langfristige Erhaltung von Kunst- und Kulturgut, aber natürlich haben wir auch ein paar mehr Aufgaben. Denken Sie an die Materialien? Wie viele Materialien sind in der Kunst erst im 20. Jahrhundert aufgekommen? Denken Sie an Polymere oder Fotografie. Und da stellt sich natürlich die Frage: Wie kann man das auf Dauer erhalten?", sagt Simon.
Für das Rathgen-Forschungslabor gehört deshalb nicht nur Konservieren zu den Hauptaufgaben, sondern auch die Konservierungswissenschaftliche Forschung. Nur ein sehr kleines Team steht Simon dafür zur Verfügung, vier festangestellte Wissenschaftler, sowie 14 Mitarbeiter, die über Drittmittelprojekte finanziert werden.
Wie kann Physik bei der Analyse helfen?
Etwas luxuriöser ist das C2RMF im Palais du Louvre in Paris ausgestattet - das Centre de Recherche et de Restauration des Mussée de France - das Forschungslabor der Museen Frankreichs. Dort hat Prof. Heinz-Eberhard Mahnke eine zeitlang arbeiten und forschen können. "Entstanden ist das Zentrum aus der Zusammenlegung einer Forschungsabteilung und der Restaurationsabteilung. Das Schöne war, dass man Tür an Tür zusammengearbeitet hat, Forscher, Kuratoren und Restauratoren", erzählt Mahnke. Was einen engen Kontakt möglich macht. Die Mona Lisa zum Beispiel ist ständig im Louvre zu sehen. Aber da das Museum dienstags geschlossen hat, ist es für die Restauratoren und Wissenschaftler relativ unkompliziert möglich, sich das Gemälde von Montag Abend bis Mittwoch Früh ins Labor zu holen. Aber was erforscht ein Physiker an Gemälden? "Entscheidend ist die Analyse. Um irgendeine Fragestellung anzugehen, müssen sie wissen, wie die Elementzusammensetzung ist, das ist der erste Schritt. Der nächste ist: Aus welchen Elementen sind die Substanzen gebaut, die chemische Form dieser Elemente. Und um das festzustellen, bedarf es physikalischer Techniken, denn man will ja eben nicht die chemische Analyse machen, die alles auflöst, um festzustellen, soviel ist da drin, sondern das ganze soll nach Möglichkeit zerstörungsfrei sein", sagt Mahnke. Eine Signatur der Elemente ist zum Beispiel die charakteristische Röntgenstrahlung. "Diese Information kann man bekommen, in dem man einen Ionenbeschuss macht, einen Protonen- oder einen Elektronenbeschuss oder einen Röntgenbeschuss. Ergebnis ist die Fluoreszenzstrahlung, also die charakteristische Strahlung für ein Element."
Interessant sind dabei besonders die Spurenelemente. "Ein schönes Beispiel aus dem Louvre ist eine kleine Statuette der Göttin Ischtar, aus dem dritten Jahrhundert vor Christus aus Kleinasien. Eine Alabasterfigur, sie hat drei kleine roten Einlagen, zwei für die Augen, eine für den Bauchnabel." Manche Kuratoren oder Restauratoren dachten, das wären farbige rote Gläser, erzählt Mahnke. "Andere wiederum sagten, das müssten Rubine sein, was ein Mineral ist, ein Edelstein, der seine Färbung durch die Spurenelemente bekommt, die dort enthalten sind. Und in der Tat konnte mit Hilfe eines kleinen Beschleunigers am Louvre nachgewiesen werden, dass es sich um Rubine handelt. Durch Vergleiche mit anderen Steinen konnte man sogar feststellen, aus welcher Gegend die Steine kommen. Vermutlich Birma oder Ceylon, weil Gallium in den Rubinen enthalten war. Und somit konnte man sagen: Über Austausch, über Handelswege sind diese Rubine nach Kleinasien gekommen." Für Mahnke ist dieser Fall ein wunderbares Beispiel für die Multidisziplinarität zwischen Wissenschaft und Kunst, zwischen Forschern, Kuratoren und Restauratoren. "Denn das Ergebnis deckt sich mit einer Schrift aus dem Sanskrit, aus dem Indischen, die tatsächlich von diesen Rubinen berichtet. Für mich ist es schön, wenn die Naturwissenschaft tatsächlich eine Querverbindung aufweisen kann", so der Physiker.
Saurier im Computertomograph untersuchen
Mit Hightech-Geräten wird auch am Naturkundemuseum in Berlin gearbeitet. Die neueste Errungenschaft dort ist ein kleiner CT, ein Computertomograph, mit dem auch Dinosaurier untersucht werden. "Den großen Brachiosaurus, der bei uns steht, können wir darin natürlich nicht untersuchen. Aber es gibt ja auch kleinere Saurier, die haben Schädel, die sind ungefähr zweimal so groß wie eine Faust", sagt Dr. Lutz Hecht. "Die kann man tatsächlich in so einem Mikro-CT genauer untersuchen. Dadurch haben wir zum Beispiel Informationen über den inneren Aufbau bekommen, auch über das Ohr. Und das wiederum kann uns Informationen liefern, wie die Saurier gehört haben. Das ist ganz neu. Ob der Saurier gut oder schlecht gehört hat, kann ich allerdings noch nicht sagen." Der Vorteil liegt auf der Hand, denn mit dem CT können die Forscher vollkommen zerstörungsfrei untersuchen und so detaillierte Informationen gewinnen.
Der Geologe gibt ein weiteres Beispiel. "Man kann sich auch den Querschnitt eines Knochen im Detail anschauen, ohne ihn zerschneiden zu müssen. Und das ist wiederum interessant, denn der innere Aufbau der Knochen liefert Informationen darüber, in welcher Richtung die Belastung war. Und das kann uns etwas über die Lebensweise sagen, oder warum die Saurier so groß geworden sind." Und mit neuer Technik kommen die Wissenschaftler auch zu neuen Erkenntnissen. "Es werden im zunehmenden Maße Modellierungen gemacht, um zu verstehen, wie kann dieser Knochenbau das schwere Gewicht der Saurier überhaupt aushalten. Welche Maßnahmen hat die Natur ergriffen, um einen Leichtbau zu ermöglichen. Durch die Berechnungen kam zum Beispiel heraus, dass der dünne Hals-Skelettbau seine Stabilität durch Unterstützung von Luftsäcken erhalten hat. Damit wurde das Größenwachstum erleichtert und heute kann man sagen, die Saurier waren gar nicht so schwer, wie man früher annahm", sagt Hecht.
Objektzustände in Zahlen und Werte übersetzen
Nachvollziehbar, weil es Zahlen und Daten von damals gibt. "Es ist ganz wichtig für uns, Zustände von Objekten in Zahlen und Werte zu übersetzen, die ein Nachfolger von mir in 20 Jahren auch messen kann und sich somit sagen lässt, was hat sich eigentlich verändert", sagt Prof. Stefan Simon. "Die Verwitterungskinetik ist ein ganz wichtiger Punkt, denn die Verwitterungsprozesse verlaufen normalerweise sehr langsam. In manchen Berichten früherer Restauratoren heißt es nur, das Objekt ist etwas gelb geworden, etwas vergilbt. Wenn sie das nach 20 Jahren lesen, wissen sie nicht, ob das Objekt gelber geworden ist oder ob es weniger gelb ist als vor 20 Jahren." Zustände von Objekten in reproduzierbare, messbare Verfahren zu übersetzen - das ist für den Chemiker also ein Kern der Restaurierungswissenschaft. Ein anderer ist die Technologie. Wie wurde ein Objekt hergestellt? "Mit unterschiedlichen Verfahren lassen sich so Sachen sichtbar machen, die sich dem Auge verschließen, weil sie im Inneren von Objekten sind. Stützgerüste von Skulpturen zum Beispiel", so Simon.
Für den Geologen Lutz Hecht ist dabei auch besonders das Innere von nichtirdischem Material interessant. Ein Schwerpunkt im Naturkundemuseum ist die Erforschung von kosmischem Material, das in Form von Meteoriten auf die Erde kommt. "Damit lässt sich etwas aussagen über die Entwicklung unseres Sonnensystems, aber auch über die Kollisionsgeschichte von Planeten", sagt Hecht. "Mit großer Wahrscheinlichkeit lässt sich zum Beispiel sagen, dass an der Grenze von der Kreide zum Tertiär ein großer Asteroid eine globale Katastrophe erzeugt hat. Der Ort des Einschlages war in Mexiko, das ist ja vielen bekannt. Und das ist zeitgleich mit dem Aussterben der Saurier passiert. Wir forschen nun an den Impakt-Gesteinen, um sagen zu können, welche Dimensionen, welche Auswirkungen solch ein Einschlag hat", erläutert der Geologe.
Steine wachsen wie Bäume von der Mitte zum Rand
Auch bei der Erforschung von Gesteinen sind dabei zwei Dinge wichtig. "Wir müssen die Strukturen erkennen und die chemische Zusammensetzung. Sehr viele Informationen über die Struktur stecken im Detail, im Millimeterbereich, und noch mehr Informationen sogar im Sub-Millimeterbereich. Wir müssen also in den Bereich von Mikrometern gehen, um zum Beispiel etwas zu erfahren über die Entstehungsgeschichte von Meteoriten oder irdischem Gestein. Denn ähnlich wie ein Baum mit Jahresringen, wachsen Minerale von der Mitte zum Rand. Dabei haben sie eine Entstehungsgeschichte hinter sich, die man entschlüsseln kann", sagt Hecht. Und das geht sowohl über die Struktur, als auch über die Analyse der chemischen Zusammensetzung. "Wichtig ist die Kombination. Und dazu brauchen wir bestimmte Techniken, die uns erlauben im Mikrometerbereich chemisch zu analysieren. Das geht zum Beispiel mit der Elektronenstrahlmikrosonde, die etwas weiter geht als das Elektronenmikroskop. Mit ihr kann man punktuell kleinste Volumina chemisch genau analysieren. Zerstörungsfrei präzise untersuchen, das machen wir mit solchen Geräten", so Hecht.
Neben High-Tech hat auch Low-Tech noch Bestand
Neben den vielen Hightech-Geräten, werden aber noch immer einfache Basisverfahren angewendet. Ein Beispiel führt Prof. Heinz-Eberhard Mahnke an. "Als im Louvre das Gemälde "Johannes der Täufer" von Leonardo da Vinci mal von der Wand abgenommen wurde, stellte man fest, dass hinten auf dem Rahmen eine Skizze war, ein Pferdekopf. Ein schlichtes Verfahren, nämlich bloßes Hinschauen, kann also auch nach 400 Jahren noch eine Überraschung bringen", so Mahnke.
Die Frage ist: Wie viel Hightech braucht ein Museum in Zukunft? "Das beste ist nicht gut genug", sagt Mahnke. Viel Technik kann nicht schaden, sagt Lutz Hecht. "Aber wir müssen sie auch noch handhaben können. Wir müssen in der Lage sein, die Technik optimal nutzen zu können." Für Prof. Stefan Simon ist ein anderer Gedanke ebenso wichtig. "Wir brauchen Nachwuchsförderung. Wir brauchen für junge Physiker, Chemiker, Biologen in den Museen Möglichkeiten zu arbeiten. Und wir brauchen vor allem das Verständnis in der Gesellschaft draußen, dass das ein wichtiges Thema ist. Dass wir eben nicht zuschauen wollen, wie unsere Kunst- und Kulturgüter langsam oder eben schnell aus unseren Sammlungen verschwinden", so Simon.
Erhaltung, Zugänglichkeit und Authentizität sind wichtig
Denn wichtig sind nicht nur die Erhaltung der Museumsobjekte, sondern auch dass sie Interessierten zugänglich bleiben. Und das authentisch. "Dass Objekte also nicht in Kunstharz eingegossen werden, damit sie für lange Zeit konserviert sind. Letztendlich ist es so, dass ein Aspekt nur zu Lasten eines anderen optimiert werden kann", sagt Simon und führt ein Beispiel an. "In Tansania gibt es menschliche Fußabdrücke in der Vulkanasche, die sind 3,5 Millionen Jahre alt. Das beste diese Fußabdrücke zu erhalten, ist, sie wieder einzugraben. Jetzt möchte der Präsident von Tansania sie aber gerne zeigen. Er hat mich gefragt, was die besten Möglichkeiten oder Verfahren sind, um diese Fußabdrücke zu bewahren und sie zugänglich zu machen. Und dann beginnt für uns Forscher die Auseinandersetzung", sagt Simon. Man kann ja nicht alles wieder eingraben. "Denn der Wert eines Denkmals, eines Kunst- oder Kulturguts, ist eben nicht nur das Goldene, der finanzielle Wert, sondern auch der Alterswert, die Patina, die Einzigartigkeit", sagt Simon.
Podium:
PD Dr. Lutz Hecht
Museum für Naturkunde, Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung an der Humboldt-Universität zu Berlin
Prof. Dr. Heinz-Eberhard Mahnke
Fachbereich Physik, Freie Universität Berlin; Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie sowie C2RMF, Palais du Louvre, Paris (bis 09/2009)
Prof. Dr. Stefan Simon
Direktor Rathgen-Forschungslabor, Staatliche Museen zu Berlin
Moderation
Thomas Prinzler
Wissenschaftsredaktion Inforadio (rbb)
Der Treffpunkt WissensWerte ist eine Veranstaltung der TSB Technologiestiftung Berlin und Inforadio (rbb) mit Unterstützung der Deutschen Kreditbank AG im Berliner Wissenschaftsjahr 2010. Sie wird mitgeschnitten und im Programm von Inforadio (rbb) 93,1 gesendet.
Links:
Freie Universität Berlin. campus.leben: Von Ionen und Festkörpern, von Nofretete und Echnaton
Welt Online: Physik. Neutronenblick in Bomben und Gemälde
Welt de Physik: Verstecktes Van-Gogh-Gemälde freigelegt
DW-World.de: Projekt Zukunft, Studiogast: Dr. Stefan Simon
Welt Online: Wettlauf gegen den Verfall
Rathgen-Forschungslabor: Geschichte des Rathgen-Forschungslabors
rbb online, Ozon: Restauratorentricks - Rezepte gegen den Verfall
Geo.de: Naturkundemuseum: Altes in neuem Licht
scinexx: Peru: Spurensuche am Carancas-Krater
Autor/Quelle | Kristin Krüger
