Tilbake til søkeresultatene

JPICULTURE-Cultural heritage and global change

Development of Storage and Assessment methods suited for organic Archaeological artefacts JPICH/JPICH0163

Alternativ tittel: Utvikling av lagrings- og evalueringsmetoder for organiske arkeologiske gjenstander JPICH/JPICH0163

Tildelt: kr 2,5 mill.

Arkeologiske gjenstander laget av organisk materiale som tre, lær og tekstiler kan gjennomgå betydelig nedbrytning i sin nedgravde tilstand. På vanntrukne steder er nedbrytning hovedsakelig forårsaket av mikroorganismer som bruker disse materialene som næringskilde. Under begravelse kan gjenstandene også absorbere jern og svovel, noe som bidrar til nedbrytning etter at gjenstanden er eksponert for luft. Selv etter at de er konservert, stopper ikke nedbrytningen. Konservert arkeologisk tre og lær vil gjennomgå naturlig nedbrytning over tid. Nedbrytningshastigheten kan øke hvis jern og svovel er tilstede i gjenstanden og ikke fjernes under konserveringsbehandling - som ofte er tilfellet, siden de er vanskelige å fjerne. Lærprøver ble undersøkt for å koble bevaringstilstand til indikatorer, enten kjemiske eller fysiske. Dette viste seg å være vanskeligere enn antatt. En del av problemet var forstyrrelsen fra gjenværende tanniner, som overlappet med signaler fra kollagen, noe som gjorde det vanskelig å tolke kjemiske endringer i infrarøde spektre. Dynamisk dampsorpsjon, som måler fuktighetsinnhold (MC) ved forskjellige nivåer av relativ fuktighet (RF), viste en viss sammenheng med makroskopiske egenskaper, som stivhet og grad av pulverisering. Bestemte trender mellom bevaringstilstand og MC var imidlertid ikke mulig å skjelne. Selv om lær til en viss grad ble undersøkt i dette prosjektet, var hovedfokuset på arkeologisk tre. Vi tok sikte på å relatere den kjemiske forringelsen i treet, ved hjelp av ulike analysemetoder, til type jern- og svovelforbindelser det inneholdt. Den typiske høye variasjonen i materialegenskapene i arkeologiske treprøver gjorde imidlertid sammenligninger av treets tilstand svært utfordrende. Til tross for dette kan vi trekke noen interessante konklusjoner, kort beskrevet her. Innledende analyser ved bruk av infrarød spektroskopi og røntgendiffraksjon (XRD) viste at konsolideringsmiddelet dominerte alle spektre. Derfor en protokoll ble utviklet som tillot separasjon av kombinasjonen av tre + uorganisk innhold fra konsolideringsmiddelet. Vann ble sammenlignet med diklormetan (DCM). Infrarøde spektre av DCM-skyllede prøver viste at mer uorganisk innhold ble bevart enn i vannskyllede prøver, noe som muliggjorde identifikasjon ved hjelp av XRD. Vi så at treprøvene hadde svært varierende uorganisk innhold. Identifiserte uorganiske forbindelser var både "inerte" (kvarts, kalsiumkarbonat, gips) og potensielt kjemisk ustabile (pyritt og forskjellige jernsulfathydrater). Generelt, jo lavere pyrittinnholdet er, desto større er innholdet av jernsulfathydrater, noe som indikerer at pyritten oksiderte og produserte disse forbindelsene sammen med syrer. Infrarød spektroskopi viste at alle arkeologiske tresorter ble kraftig forringet. Det var imidlertid ikke mulig å etablere trender med jernsaltinnhold. Dette er sannsynligvis fordi noen tresignaler overlapper med signalene fra de uorganiske forbindelsene, noe som forhindrer tolkning av treets tilstand. Samlet sett bekreftet arbeidet kompleksiteten til tre som materiale, spesielt når det også er nedbrutt og inneholder urenheter. For å evaluere den potensielle risikoen for nedbrytning på grunn av tilstedeværelsen av ustabile salter, bør videre arbeid fokusere på å utvikle metoder for å sammenligne flere parametere samtidig. Vi undersøkte også den kjemiske bevaringstilstanden til PEG-konsolidanten ekstrahert fra de forringede treprøvene. Her korrelerte mengden fuktighetsopptak i PEG-prøver godt med nedbrytning. Vi fant ut at dette er en enkel måte å screene PEG-tilstand på, sammenlignet med mer avanserte teknikker (som HPLC, etc.). Vi planlegger å påta oss ytterligere arbeid med å undersøke PEG-nedbrytning i behandlet arkeologisk tre. Annet arbeid i StAr undersøker måter å unngå muggvekst når gjenstander lagres i vann, før konservering. Lagring i vann varer opptil flere måneder, og det er vanskelig å unngå vekst av mugg, som kan skjemme gjenstanden permanent. Så langt har vi testet flere potensielle tilsetningsstoffer. To av de testede tilsetningsstoffene ble funnet å fungere tilfredsstillende (etanol og azelainsyre), mens andre tilsetningsstoffer viste dårlige resultater (mineralsalter, sitronsyre, lysozym, hydrogenperoksid, kalsiumhydroksid, natriumkarbonat og blandinger av natriumkarbonat/natriumbikarbonat), enten fordi de var ineffektive, eller fordi de forårsaket skade på treverket. Ytterligere eksperimentering med arkeologisk trevirke fra Biskupin har vist at lagringsløsninger for bruk av en kombinasjon av azelainsyre og etanol effektivt opprettholdt mye lavere nivåer av bakteriell aktivitet over 6 måneder, sammenlignet med kontrollløsninger. Løsningene var mest effektive når treet er godt renset for jordavleiringer. Ytterligere eksperimenter er planlagt for lengre perioder og med bruk av forskjellige fettsyrer og andre forbindelser som tanniner.

Academic and practical: We have found promising methods for long term storage in solutions containing waterlogged organic archaeological finds, which reduce biological growth and are environmentally safe. Further research will be carried out by partners in France. Identifying relevant parameters and analytical techniques to evaluate material stability after conservation treatment: Here we certainly increased our own knowledge on treated archaeological wood which holds potentially unstable salts. We found the work to be extremely challenging, since special protocols had to be developed and tested in order to be able to obtain information held within samples, such as wood condition and identification of the salts present. The mechanisms of degradation however are not elucidated. For example, in some samples, pyrite had oxidized to acidic hydrates of iron sulfate, while in other samples, the pyrite held in the wood has not oxidized. It was also difficult to evaluate the effects on wood condition of the acidic salts formed after pyrite oxidation. This is due to the natural high variability of archaeological wood, which often defies attempts to elucidate degradation trends, even when several complementary analytical methods are used. We are however, optimistic, and see that our research results will certainly add to existing knowledge on the topic. We also began to investigate methods to determine PEG degradation. This is important to understand, as it has been used as a wood consolidant for more than 50 years. Finding straightforward ways to monitor PEG condition is a general challenge, but we have promising results from sorption studies. More time-consuming and specialized analytical methods in further work will be used to better understand the phenomena presented in sorption data, so that in future, we can quickly analyze and evaluate PEG extracts from wood. Research results from this project will also be used to structure further work on the specific case of the Klåstad ship, which is currently undergoing active degradation in regions around nail holes. We aim to obtain enough information to develop methods for its long term preservation. Public awareness: In Oslo, we mainly focused on informing conservation professionals about the ongoing research. The project has also been presented at several international scientific conferences. Economic: Inappropriate conservation treatments are expensive to deal with, increase risk of object damage and may involve expensive modifications of building ventilation. Finding appropriate solutions for object display and storage must be knowledge based. An immediate impact of this project lies with the potential to find solutions for the long-term preservation of the Klåstad ship, often called Norway’s Fourth Viking Ship. Tourism represents a vital sector for the economic resources of many towns, including Tønsberg, so good preservation strategies will extend the life of this object.

Although much work has been done on conservation treatments of archaeological collections, there are few studies of two critical situations, pre- and post-treatment phases. Archaeological organic artefacts (AOA) are generally found in a waterlogged state which must be maintained until treatment as they cannot support air drying. One of the topics in StAR deals with developing strategies that permit storage of organic archaeological finds for long periods in the waterlogged state, without compromising their scientific evidence. Several methods of controlling storage conditions will be tested on real archaeological wooden and leather samples. Specific monitoring protocols for these wet artefacts will be adapted. Analysis of the organic materials before and after their storage period are planned. Experiments are foreseen in a true archaeological excavation context (Biskupin site in Poland). The second topic aims to set up efficient and practical methods to assess degradation over time of AOA after treatment. Understanding impact of environmental conditions and conservation treatments allows earlier identification of potential degradation, which in turn offers better protection of objects and more cost-effective mitigation measures. The main objective is to establish an assessment protocol on treated and untreated archaeological materials, artificially or naturally aged. These practical assessment methods must be well suited for museums/storage facilities and will be validated by advanced analytical techniques. This project further intends to reinforce interdisciplinary approaches among archaeologists, conservators and conservation scientists in order to improve the sustainability of protection practices. The expected results will involve field practices both for the stabilization of waterlogged artefacts for excavation/archaeometry situations and for degradation assessments in museums. In the JPI, Norway is involved in the second topic.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

JPICULTURE-Cultural heritage and global change

Finansieringskilder