Technologie

Röntgenblick in die Steinzeit

01.07.2022 - Computertomografie erleichtert die Analyse von konservierten Holzproben.

Archäologische Holzfunde zu konser­vieren und gleichzeitig verwertbare Informationen für deren Datierung zu erhalten ist ein kompliziertes Unterfangen: Das Objekt nach der Bergung vor Mikro­organismen zu schützen und vor dem schnellen Verfall zu bewahren, ist ein Wettlauf gegen die Zeit und wird mit Hilfe von gängigen konser­vatorischen Maßnahmen erreicht. Bisher erfolgte die Alters­bestimmung von Holz­objekten meist durch das Verfahren der dendro­chronologischen Datierung, wobei bei dieser Methode allerdings ein Eingriff in die Substanz der Objekte erforderlich ist. Das inter­disziplinäre Projekt „Cutaway – Konservierungs- und Materialanalyse von archäologischem Holz“ geht nun der Frage nach, welche Verfahren am besten geeignet sind, die seltenen Holzobjekte zu stabilisieren und erprobt die zerstörungs­freie Datierung der Objekte anhand computer­tomographischer Untersuchungen (DendroCT).

Hierfür werden acht steinzeitliche Radfunde aus der Region der Alpenländer untersucht, darunter eines der ältesten Holzräder aus dem Laibacher Moor in Slowenien sowie über achtzig weitere konservierte Holzproben aus der Referenz­sammlung des Römisch-Germanischen Zentralmuseums, Leibniz-Forschungs­institut für Archäologie (RGZM) in Mainz. Das DendroCT-Verfahren wird derzeit gemeinsam mit Physikern und Ingenieuren an der Hochschule Luzern (HSLU) und Dendro­chronologen aus dem Landesamt für Denkmal­pflege im Regierungs­präsidium Stuttgart umgesetzt. Erstmals wurden die ältesten Holzräder aus dem Alpengebiet mit der Computer­tomographie untersucht mit dem Ziel diese wertvollen Funde direkt zu datieren.

„Das DendroCT-Verfahren macht das Innere von Objekten sichtbar und ermöglicht uns, die gesuchten Strukturen zerstörungsfrei zu vermessen. Diese Daten sind die Grundlage für eine präzise Altersbestimmung, “ sagt Spezialistin für die Konser­vierung von archäo­logisch-organischen Objekten Ingrid Stelzner. Philipp Schütz, Physiker an der Hochschule Luzern ist für die Umsetzung der DendroCT-Methode verant­wortlich und ergänzt: „Wir können nun mit der DendroCT-Methode problemlos die archäo­logischen Holzfunde auch im Inneren untersuchen. Dies geschieht ohne in die Substanz einzugreifen und das Objekt zu verändern oder zu zerstören.“ 

Die Idee der zerstörungs­freien Datierung von archäo­logischen Hölzern mittels CT wurde seit den 1990er Jahren verfolgt und hat mir der technischen Verfeinerung des Verfahrens eine neue Qualität erreicht. Mittels medi­zinischer CT war die Erfassung von feinen Jahrringen, durch deren Auswertung das Alter der Holzobjekte nachvollzogen werden kann, nicht möglich. Erst durch die Weiter­entwicklung im Bereich der industriellen CT-Verfahren können diese Jahrringe sichtbar gemacht und ausgewertet werden. Erste Untersuchungen innerhalb des Projekts „Cutaway“ mit dem DendroCT-Verfahren zeigen aber auch, dass bisher angewendete Konservierungs­verfahren den Zerfall der archäologischen Nassholzfunde zwar aufhalten, die Holzstruktur jedoch verändern können, was je nach Holzart die Sicht­barkeit der Ringe in den CT-Daten erschweren bis unmöglich machen kann. „Bei einigen der untersuchten Räder sind Detail­informationen von der Holzstruktur durch die Anwendung vergangener konser­vatorischer Verfahren nicht mehr erkennbar, so bleiben uns die benötigten Infor­mationen bisher noch teilweise verborgen“, sagt Stelzner.

Um das Alter von Hölzern präzise zu bestimmen, werden als Datierungsmethode üblicherweise die Jahrring­breiten gemessen. Diese Dendro­chronologie wird in der Feuchtboden­archäologie als Standardverfahren eingesetzt: Mit einer entsprechenden Anzahl von Proben einer Holzart können durch Überlappung der Jahrringe Chronologien über einen großen Zeitraum erstellt werden. Solche Jahrring­kalender werden nach Holzarten getrennt für bestimmte Verbreitungs­gebiete erstellt. Durch die Messung der Jahrring­breiten einzelner Objekte und die erfolgreiche Zuordnung der Jahrring­kurven zu diesen Kalendern ist es möglich, Objekte zu datieren. Liegen genug Jahrringe vor, kann das Alter der Funde halbjahrgenau bestimmt werden. Um an die relevanten Infor­mationen zu kommen, müssten die Objekte jedoch zersägt werden. Dieses Verfahren ist deshalb für die seltenen und erhaltungs­würdigen archäo­logischen Objekte nicht geeignet.

Daher setzt das Forscherteam auf das weiter­entwickelte DendroCT-Verfahren, das spezi­fischere Untersuchungen gewährt. Bisherige Ergebnisse bestätigen zweifelsfrei den Erfolg der Methode: „Bisher konnten wir alle untersuchten Eichenproben erfolgreich datieren, obwohl sie mit dem Konservierungs­mittel durchtränkt waren,“ sagt Oliver Nelle, Leiter des Dendro­chronologischen Labors im Landesamt für Denkmalpflege im Regierungs­präsidium Stuttgart. Grenzen der Methode sehen die Forscher bei mangelndem Kontrast und Auflösung der Datensätze. „Das ist wiederum abhängig vom gewählten Konservierungs­verfahren, der Holzart, dem Abbaugrad und der Größe der Objekte“, so Stelzner. 

„Für uns ist das alles sehr spannend, denn wir erkennen zum ersten Mal in größerem Umfang die Erfolge der bisher angewandten Konservierungs­verfahren in der Holzstruktur von archäo­logischen Funden. Wir sehen Risse und kollabierte Bereiche oder Veränderungen in den Dimensionen der Proben, die wir detailliert auswerten“, sagt Stelzner. „Unser langfristiges Ziel ist es, die jeweiligen Verfahren entsprechend zu optimieren. Ein weiterer großer Nutzen der zerstörungs­freien CT ist, dass wir durch diesen exklusiven Einblick sofort eventuelle Schäden erkennen und entsprechend präventive Maßnahmen für die Bewahrung der jeweiligen Objekte ergreifen können. Anhand dieser gewonnenen Erkenntnisse ist es möglich, unser Kulturgut für die künftigen Generationen langfristig zu erhalten und die Konservierungs­wissenschaften weiterzuentwickeln.“ 
 

RGZM / JOL

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