Artykuły z kategorii Nauka

Jak zbadać 500-letni szkic Michała Anioła i go nie zniszczyć?

Tomasz Łojewski w pracowni. Naukowiec siedzi przy dużym blacie, na którym leży obraz "Krzyk: E. Muncha. Obok specjalistyczny sprzęt.

Badania światłotrwałości dla kilkudziesięciu najgłośniejszych prac Edvarda Muncha z zasobów Munch Museet w Oslo. Fot. Tomasz Łojewski, archiwum prywatne

Jak zbadać 500-letni szkic Michała Anioła i go nie zniszczyć?
badania, nauka

Co ma ze sobą wspólnego „Krzyk” Edvarda Muncha, listy Mickiewicza, arrasy na Wawelu, Biblia Gutenberga z XV wieku, sarkofagi z Egiptu, szkice Michała Anioła, Konstytucja 3 Maja czy najstarszy zachowany drewniany budynek mieszkalny na świecie? Nad wszystkimi tymi obiektami pochylał się naukowo i dosłownie badacz z AGH. Dr hab. Tomasz Łojewski z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki prowadzi nieinwazyjne badania najbardziej wartościowych i unikatowych dzieł sztuki na świecie.

Badania prowadzone w Laboratorium Badań Dziedzictwa przez dr. hab. Tomasza Łojewskiego mają odpowiedzieć m.in. na pytania jak uchronić przed zniszczeniem najcenniejsze dzieła powstałe setki, a nawet tysiące lat temu, jak właściwie przechowywać oraz eksponować najbardziej unikatowe wytwory rąk ludzkich, aby czas i światło nie odbierało im uroku i wyrazistości. W ramach realizowanych prac naukowiec zajmuje się na co dzień odczytywaniem niewidocznych treści manuskryptów, obrazów, druków.

Jak zobaczyć to czego nie widać?

Z pomocą konserwatorom sztuki i muzeom przychodzą różnorodne metody badawcze. Jedną z nich jest mikrofedometria (MFT), która pozwala na prognozowanie zmian wywoływanych przez światło i może dostarczyć wyników niezbędnych dla stworzenia planu konserwacji prewencyjnej dzieła sztuki.

– Mikrofedometria to stosunkowo młoda metoda badawcza pozwalająca na określenie w sposób nieniszczący odporności zabytku na działanie światła. Badania tą techniką mogą być prowadzone dla wszystkich klas materiałów występujących w kolekcjach muzealnych. W szczególności użyteczne są dla dzieł wykonanych na podłożu papierowym, takich jak manuskrypty, druki, akwarele, a także obrazów czy zabytkowych tkanin. Mikrofedometria pozwala wielokrotnie skrócić czas wykonania badania światłotrwałości z dni do minut i co szczególnie ważne – nie pozostawia śladów wykonanych testów – wyjaśnia naukowiec.

Mikrofedometria służy do pomiaru zmian barwy w trakcie testów starzeniowych, w którym obiekt oświetlany jest punktowo światłem o mocy ponad 10 milionów luksów (dla porównania – w galeriach sztuki stosuje się zwykle oświetlenie 50-200 luksów). Dzięki temu, że punkt pomiarowy ma średnicę zaledwie pół milimetra, zmiany barwy powstające w trakcie badania nie są dostrzegalne ludzkim okiem. Metoda ta w związku z tym uznawana jest w środowisku konserwatorskim jako nieniszcząca, a więc pozwalająca badać oryginały, w tym te z najwyższej półki skarbów dziedzictwa.

Pomiary mikrofedometryczne pozwalają uzyskać wgląd w to, jak zmieni się badana barwa w wyniku ekspozycji na światło. Czy linia atramentowa wyblaknie i straci czytelność czy ściemnieje i zyska na widoczności? Czy współczesne ingerencje konserwatora, uzupełniającego ubytki w obrazie olejnym lub tkaninie szybko się postarzeją i staną się wyraźnie widoczne na tle oryginału? Czy ekspozycja na ścianie galerii przy stosowanym obecnie oświetleniu na pewno jest bezpieczna? A może warunki oświetlenia ustalono zbyt rygorystycznie i można zwiększyć komfort zwiedzających rozświetlając galerię? Pytania tego rodzaju frapują muzealników z całego świata i zapotrzebowanie na badania techniką MFT ciągle rośnie. Zwiększa się też zainteresowanie aparaturą umożliwiającą wykonywanie takich testów, a jedynym producentem mikrofedometrów jest krakowska firma Instytut Fotonowy. Aparat, którego współtwórcą jest dr hab. Tomasz Łojewski, pracuje już w 15 krajach, w takich instytucjach jak Biblioteka Kongresu USA, Muzeum Sztuki Nowoczesnej w Nowym Jorku, Muzeum Brytyjskie czy – od zeszłego tygodnia – Muzeum Historii Polski.

Inną metodą wykorzystywaną przez Laboratorium Badań Dziedzictwa jest obrazowanie multispektralne (MSI).

– To technika, w której poprzez rejestrację wielu monochromatycznych obrazów dla wąskich zakresów fali i ich późniejszą analizę statystyczną uzyskuje się nowe, syntetyczne obrazy w barwach fałszywych, na których możliwe bywa dostrzeżenie elementów niewidocznych tak okiem człowieka, jak i przy użyciu zwykłej fotografii – tłumaczy badacz.

    Analizy obrazów olejnych techniką obrazowania multispektralnego. Fot. Tomasz Łojewski, archiwum prywatne

    Zestawione obok Przykłady analizy obrazów olejnych techniką obrazowania multispektralnego. Są niewyraźne, sporo szczegółów jest niewidocznych, za to przebijają wyraźniej niektóre kolory (żółty, czerwony, fioletowy).

    Naukowcy stosują także wielomianowe mapy tekstury, zwane również obrazowaniem z przekształceniem odbicia, czyli technikę fotografii komputerowej, pozwalającą na uczytelnienie elementów tekstury materiałów w sposób niedostępny w bezpośredniej obserwacji.

    – Dokumentując obiekty z użyciem typowych narzędzi – aparatu cyfrowego lub skanera, rejestrujemy trzy obrazy składowe: czerwony, zielony i niebieski. Ich złożenie daje obraz barwny zgodny z tym jak postrzegamy świat swoimi oczami. W zdecydowanej większości jesteśmy trójchromatyczni – nasze widzenie barwne wynika z obecności w siatkówce oka trzech receptorów, które rejestrują właśnie te trzy barwy podstawowe. Widzenie barw u człowieka ma szereg ograniczeń – nie widzimy promieniowania podczerwonego ani ultrafioletowego, nasza zdolność rozróżniania odcieni barw (ok. 1 miliona) nie dorównuje tej u ptaków czy niektórych owadów (4 lub 5 różnych receptorów barw). Użycie odpowiednich urządzeń rejestrujących obraz pozwala pokonać te ludzkie ograniczenia i zobaczyć więcej. Obrazowanie multispektralne służy właśnie osiągnięciu tego celu – precyzuje dr hab. Tomasz Łojewski.

    Głównym polem wykorzystania techniki obrazowania multispektralnego w obszarze dziedzictwa kulturowego jest uczytelnianie manuskryptów, wydruków, map czy rysunków. MSI pozwala czasem również wykryć przemalowania lub rysunek wstępny na pracach malarskich powstałych w różnych technikach.

    Czy król potrafił pisać?

    Badanie zabytków z zasobów jednostek kultury w Polsce i za granicą dr hab. Tomasz Łojewski uczynił swoją naukową specjalizacją. Lista obiektów, które miał okazje analizować, zdaje się nie mieć końca. Spośród obiektów na podłożu papierowym (starodruki, manuskrypty, dzieła plastyczne na papierze) i na pergaminie, historycznych tkanin, malarstwa olejnego, rzeźby polichromowanej, numizmatów, ceramiki z wykopalisk archeologicznych na uwagę zasługują z pewnością:

    • zapiski znajdujące się na ścianach cel więziennych w obozie Auschwitz-Birkenau oraz zakopany na terenie obozu notatnik więźnia – członka Sonderkommando,
    • Biblia Gutenberga z XV wieku,
    • egipskie sarkofagi, datowane na VIII-X wieku p.n.e.,
    • list Amundsena do króla Haakona VII, pozostawiony na biegunie południowym, świadectwo walki o pierwszeństwo odkrywcy z początku XX wieku,
    • obrazy Edvarda Muncha, w tym kilka wersji jego słynnego „Krzyku”,
    • zapisy z posiedzenia Sejmu, tworzące tekst Konstytucji 3 Maja z 1791 roku,
    • tekstury drewnianych elementów konstrukcyjnych kurnej chaty (Oslo), która datowana jest na połowę XIII wieku, co czyni ją najstarszym zachowanym drewnianym budynkiem mieszkalnym na świecie,
    • szkice Rafaela czy praca pt. „Epifania” Michała Anioła.

    List Cypriana Kamila Norwida. Fot. Tomasz Łojewski, archiwum prywatne

    Zdjęcie listu Cypriana Kamila Norwida. Nad nim fragment specjalistycznego sprzętu do badań przypominający soczewkę mikroskopu.

    Wszystkie te obiekty łączy to, że mają duże znaczenie dla kultury i historii, a są wrażliwe na niszczące działanie środowiska i mogą stać się niedostępne dla kolejnych pokoleń. Dla naukowców wspierających historyków i konserwatorów kluczowe jest zrozumienie przyczyn degradacji oraz znalezienie najlepszych sposobów ich konserwacji, w tym konserwacji prewencyjnej, zabezpieczającej przed przyszłymi możliwymi zmianami. Jednym z aktualnie prowadzonych projektów są badania MFT wykonywane w Pracowni Konserwacji Tkanin na Zamku Królewskim na Wawelu. Arrasy wytypowane do konserwacji i badań to grupa cennych dzieł, która uległa w czasie ewakuacji w 1939 roku zamoczeniu w skrzyniach transportowych. Ślady tego epizodu są do dzisiaj widoczne m.in. w postaci odbarwień na niektórych fragmentach.

    – W ramach projektu realizujemy badania arrasów pod względem ich światłotrwałości, metodą mikrofedometrii, oraz składu chemicznego i mikrobiologii, w czym wspierają nas naukowcy i naukowczynie z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki. Badania i prace konserwatorskie trwać będą jeszcze w roku 2024. Określimy m.in. jak odporne na światło są wybarwienia nici, które wykorzystywane są do napraw arrasów.

    Ciekawym i wartościowym dokumentem analizowanym przez dr. hab. Tomasza Łojewskiego były także „Pacta conventa” z XVI wieku. Pisemne zobowiązanie wybranego w wolnej elekcji króla zawierało szereg obietnic, których niedopełnienie groziło utratą królewskich przywilejów.

    – Henryk Walezy w 1573 roku podpisał w Paryżu przywieziony mu z Polski dokument, ale atrament, w którym zamoczył swe pióro wyblakł do dzisiaj i prezentuje się dosyć niewyraźnie. Jako wychowanek Akademii Krakowskiej z przyjemnością podjąłem się uczytelnienia podpisu króla, który obiecywał m.in. internacjonalizację studiów i dofinansowanie tej właśnie uczelni.

    Jednym z najcenniejszych dzieł badanych przez dr hab. Tomasza Łojewskiego jest Biblia Gutenberga z XV wieku. Spośród blisko 200 egzemplarzy pierwszej książki, jaką Jan Gutenberg wydrukował w latach 1452–1455, do dzisiejszych czasów przetrwało 48, w tym 20 kompletnych. Jeden z nich, świetnie zachowany, znajduje się w Polsce, w Pelplinie, w zbiorach tamtejszego Muzeum Diecezjalnego. Gutenbergowskie wydanie Biblii ma formę dwutomową, zawiera jej łacińskie tłumaczenie, tzw. Wulgatę. W egzemplarzu pelplińskim (papierowym) czcionki są świetnie czytelne, bardzo dobrze zachowały się barwne inicjały. Skórzane oprawy i metalowe okucia obu tomów również zachowały się w dobrym stanie.

    Badania światłotrwałości wybranych elementów Biblii Gutenberga. Fot. Tomasz Łojewski, archiwum prywatne

    Zdjęcie wykonane w specjalistycznej pracowni z odpowiednio dobranym światłem (czerwonym). Tomasz Łojewski analizuje coś, patrząc w ekran laptopa. W pracowni widać rozłożony sprzęt.

    – Prace przez nas prowadzone koncentrowały się wokół badań i konserwacji tego unikatowego i bardzo wartościowego obiektu. Miałem przyjemność wykonać badania światłotrwałości wybranych elementów dzieła oraz zarejestrować obrazy multispektralne niektórych kart. Dobra wiadomość jest taka, że niską światłotrwałość mają jedynie linie tekstu, prawdopodobnie zapisane atramentem żelazowo-galusowym, na wyklejce zamocowanej na grzbiecie oprawy jednego z tomów. Inne testowane nośniki pisma, zdobienia i druk oraz sam papier wykazują dużo większą odporność na niszczące działanie światła – wyjaśnia naukowiec z AGH.

    Wyniki opisywanych analiz wykorzystują przede wszystkim muzealnicy, opracowując m.in. plany ochrony dziedzictwa kulturowego, jednak badania wykorzystujące obrazowanie multispektralne czy wielomianowe mapy tekstury mogą być także stosowane w innych dyscyplinach. Kryminalistyka to obszar gdzie wymienione metody mogą pomóc odczytać treści zatarte przez czynniki atmosferyczne, człowieka czy upływ czasu. Jedna z prac dyplomowych realizowana obecnie w AGH pod kierunkiem dr. hab. Tomasza Łojewskiego dotyczy właśnie wykorzystania techniki MSI w analizie kryminalistycznej współczesnych atramentów. Dodatkowo studenci i studentki AGH mają możliwość poznania specyfiki badań dzieł sztuki i zabytków w ramach przedmiotu obieralnego „Wprowadzenie do nauki o konserwacji i zabezpieczaniu dzieł sztuki i zabytków” oraz samodzielnego zbadania wybranych prac. Szczegółowe informacje dot. realizowanych projektów dostępne są na stronie: home.agh.edu.pl/~lojewski.

    Inne artykuły z kategorii Nauka

    Najnowsze artykuły