Датирование произведений искусства по пигментам и связующим

Технический прогресс всегда способствовал развитию искусства. Открытия в области химического производства естественным образом влияли на материалы, к которым обращались художники. Так, например, в 10-е гг. ХХ века появился красный кадмий, потом были изобретены титановые белила, в конце 30-х гг. художественный мир обогатился фталоцианиновыми пигментами, 60-е гг. ознаменовались производством спектрального кобальта. 

Андрей Васильевич Крусанов занимается в Центре экспертиз им. А. Бенуа физико-химическими исследованиями произведений искусства. Он рассказал о методах анализа пигментного состава красочного слоя картин, и как при помощи методов датирования можно определить подлинность того или иного полотна.  

Исследование пигментов в поляризационном микроскопе и с помощью микрохимических реакций

Метод идентификации пигментов в образцах красочного слоя художественных произведений с помощью поляризационного микроскопа и микрохимических реакций основан на том, что каждый пигмент имеет уникальный, присущий только ему химический состав, кристаллическую или иную структуру, цветовые и оптические свойства. Выявление этих специфических свойств каждого пигмента позволяет при определенном навыке достаточно легко визуально (путем сравнения с эталонами) идентифицировать их как в чистом виде, так и многокомпонентной смеси. Для этого используется поляризационный микроскоп, который позволяет установить размер и форму частиц пигмента, их структуру и поведение в обычном и поляризованном свете.

Поскольку указанные характеристики каждого пигмента хорошо изучены в эталонных образцах и описаны в специальной литературе, то идентификация их в образце красочного слоя не составляет большого труда. Дополнительным методом идентификации пигментов являются качественные микрохимические реакции. Этот метод основан на том, что уникальному химическому составу каждого пигмента соответствуют только ему присущие химические свойства, которые и выявляются качественным химическим анализом.

Основным достоинством совместного использования методов поляризационной микроскопии и качественного микрохимического анализа является то, что с их помощью можно идентифицировать практически все минеральные и органические пигменты, использовавшиеся ранее и ныне используемые в живописи. При этом удобно сочетать поляризационную микроскопию с рентген-флуоресцентным анализом, который также используется для изучения пигментного состава красок.


Метод относительного датирования красочного слоя с помощью техногенных изотопов стронция-90 и цезия-137

После начала ядерных испытаний в 1945 г. в окружающую среду стали поступать изотопы различных химических элементов, ранее не встречавшиеся в природных объектах. Из всего спектра подобных изотопов практический интерес для датирования представляют 137Cs и 90Sr, поскольку период их полураспада составляет по разным источникам от 25 до 37 лет.

Другие изотопы (14C и 95Zr), образующиеся в результате ядерных взрывов не могут быть использованы, поскольку имеют короткий период полураспада (64 дня для 95Zr) или могут возникать в результате природных процессов (14C).

Ядерные испытания в атмосфере в интервале 1950-1963 гг. привели к поступлению в земные экосистемы значительного количества 137Cs и 90Sr с атмосферными осадками.

Аварии на АЭС также приводят к поступлению в окружающую среду изотопов 137Cs и 90Sr. Попадая в грунтовые и почвенные воды, данные изотопы вместе с водой поступают в растения, в частности в лен, из которого впоследствии отжимают льняное масло, используемое в качестве связующего материала для художественных красок. Вода постоянно циркулирует через растения, поступая из почвы и испаряясь через листья, тогда как содержащиеся в этой воде соли и элементы, в частности изотопы 137Cs и 90Sr, накапливаются в тканях растения в процессе роста, присоединяясь к гидроксильным группам ненасыщенных жирных кислот.

Исследования показали, что не только льняное масло, но и другие природные продукты, используемые в качестве связующего материала в художественных красках (ореховое масло, маковое масло, даммаровая смола, гуммиарабик, шеллак, яичный белок и т.п.), накапливают изотопы 137Cs и 90Sr.

Задача относительного датирования красочного слоя с натуральным маслом в качестве связующего материала сводится к определению наличия или отсутствия в красочном слое изотопов 137Cs и 90Sr. Поскольку технология производства масляных красок не допускает использование натурального масла со сроком хранения десятки лет, а появление 137Cs и 90Sr в растительных продуктах имело место только после начала ядерных испытаний, а также аварий и выбросов на АЭС, то в случае обнаружения указанных изотопов возможен вывод о времени изготовления краски после середины XX в.

Определение техногенных изотопов 137Cs и 90Sr в образцах производится на масс-спектрометре «TRITON». Данный метод наиболее эффективен при исследовании живописных произведений русского авангарда, поскольку эти произведения стали подделываться только во второй половине ХХ века. Однако с его помощью можно решать и другие задачи, например, датировать подлинные произведения масляной живописи ХХ века, время создания которых неизвестно.