Ученые из Университета Париж-Сакле и Высшей школы прикладных наук Западной Швейцарии во Фрибуре смогли применить радиоуглеродный метод для определения возраста фресок позднего средневековья. Новая техника в будущем может быть использована для датирования произведений живописи от античной эпохи до XIX века.
Радиоуглеродный метод датирования органических материалов был изобретен во второй половине 1940-х годов американским химиком Уиллардом Либби. Он основан на измерении в образцах соотношения между двумя изотопами углерода 14С и 12С. Радиоактивный изотоп 14С постоянно образуется в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей. Он накапливается в живых организмах, а после их гибели изотоп начинает распадаться с известной ученым скоростью. Поэтому, определив соотношения изотопа 14С и стабильного изотопа 12С, например, в бревне из древнего могильника, ученые могут вычислить, когда примерно было срублено это дерево.
В картинах можно найти органические материалы — например, растительное масло или связующие вещества на основе яиц, но они обычно слишком сильно загрязнены при позднейших реставрациях, а количество материала столь мало, что применить радиоуглеродное датирование невозможно. Искусствоведы применяют радиоуглеродный метод к деревянным панелям или к волокнам из холста, но тут можно узнать возраст не самого произведения искусства, а дерева или растительного волокна.
Если же говорить о настенной живописи, то до последнего времени считалось, что радиоуглеродное датирование к ней неприменимо вовсе из-за отсутствия органических материалов. При изготовлении фресок органические связующие не применяются, а краски разводятся просто водой.
Лишь недавно стало возможным датировать произведения наскальной живописи, где в качестве черной краски применен древесный уголь. Это удалось сделать с появлением ускорительной масс-спектрометрии (accelerator mass spectrometry, AMS), для которой достаточно менее одного миллиграмма углерода. Радиоуглеродное датирование с использованием AMS по угольному черному пигменту помогло уточнить время создания многих произведений доисторического искусства по всему миру.
Авторы нынешней работы обратили внимание на широко распространенный пигмент — свинцовые белила. Их основу составляет карбонат свинца 2PbCO3·Pb(OH)2. Хотя свинцовые белила встречаются в природе в виде минералов церуссита и гидроцеруссита, с давних времен люди умели изготавливать их искусственно. Один из самых распространенных способов приготовления свинцовых белил называется голландским, хотя впервые описан он еще у древнегреческого ученого Теофраста. Свинец помещали в горшки, куда наливался крепкий уксус. Примерно за десять дней поверхность свинца покрывалась слоем карбоната, который соскребали, затем снова клали свинец в уксус и так до тех пор, пока металл полностью не перейдет в карбонат. Полученный материал измельчали в порошок и нагревали. Позже метод был усовершенствован. Горшки стали закрывать сверху свинцовыми пластинами и закапывать в лошадиный навоз и кору деревьев, использованную ранее при дублении кожи. При гниении навоза и коры выделялся углекислый газ (CO2), соединявшийся со свинцом, и на поверхности пластин возникал налет из церуссита. Поскольку источником углерода становились навоз и кора, то в состав карбоната свинца проникал и изотоп 14С, которого нет в минеральных карбонатах (за долгое время их существования радиоактивный изотоп успевает распасться).
До последнего времени у ученых не было метода, чтобы отделить углерод от карбоната свинца, избежав при этом загрязнения образцов. Исследовательская группа разработала систему термического разделения, при которой образец нагревается до 400 °C. Такая температура достаточно высока для разложения карбоната свинца, но при этом и достаточно низкая, чтобы процесс выделения углерода можно было контролировать.
Исследователи проверили свой метод на свинцовых белилах из настенных росписей в гардеробной Маргариты Баварской в замке Шато-де-Жермоль в Бургундии, а также на фрагментах перегородки, отделявшей пространство перед главным алтарем, где располагались священники и певчие, от остальных прихожан, во францисканской церкви в Фрибуре. Перегородка была разрушена в 1745 году, а ее обломки использованы в качестве засыпки для поднятия пола церкви. При реставрации 1985 года пол XVIII века был вскрыт и реставраторы нашли 14 000 окрашенных фрагментов.
Для трех образцов из Шато-де-Жермоль получены радиоуглеродные даты: 1292–1401, 1283–1397 и 1300–1419 годы. Девять фрагментов из швейцарской церкви датируются 1262–1630 годами. Эти даты хорошо согласуются с историей замка и церкви.
Статья «Неожиданное присутствие 14С в неорганическом пигменте для абсолютного датирования живописи» опубликована в журнале Scientific Reports.
