CC BY
37УДК 902.034
DOI: 10.24412/2220-0959-2021-12-64-73
ИССЛЕДОВАНИЕ И СОХРАНЕНИЕ ПОДВОДНО-АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК ИЗ СТЕКЛА
Путкова Ольга Михайловна
Реставрационная группа АртеФакт (Москва)
Аннотация: Данная статья посвящена вопросам исследования и сохранения подводно-археологических находок из стекла. Автор рассматривает возможные методы анализа стеклянного материала, процессы деградации стекла под водой, некоторые меры по сохранению стеклянных артефактов.
Ключевые слова: подводная археология, подводное культурное наследие, реставрация стекла, консервация артефактов.
Abstract: This article is devoted to the research and conservation of underwater archaeological finds made of glass. The author considers possible methods for the analysis of glass material, the processes of glass degradation under water, and some measures for the conservations of glass artifacts.
Keywords: underwater archaeology, underwater cultural heritage, glass restoration, artifact conservation.
оразмерно тому, как происходит становление довольно молодого
научно-исследовательского направления «подводная археология»,
всё более возрастает актуальность вопросов консервации и реставрации подводно-археологических находок.
Большую часть находок в подводно-археологических изысканиях занимают предметы из стекла и керамики. Они требуют не только осторожного и внимательного обращения на этапе экскавации, но и нуждаются в мерах по консервации, а, зачастую, даже в реставрационном вмешательстве.
К сожалению, в настоящее время в отечественной литературе не существует монографических трудов, содержащих последовательного систематизированного изложения методики по экскавации, консервации и реставрации различных предметов подводного наследия. Данные вопросы представлены преимущественно в статьях, освещающих частные случаи изъятия, сохранения и восстановления разнородных подводных объектов. За рубежом выработан ряд методик
Путкова О. М. Исследование и сохранение подводно-археологических находок из стекла / О. М. Путкова // Вопросы подводной археологии. - 2021. - №12. - С. 64-73
и рекомендаций, изложенных в руководствах по работе с подводным культурным наследием. Однако вопрос консервации и реставрации подводно-археологического стекла всё ещё мало раскрыт.
Стеклом называется вещество, представляющее собой в твёрдом аморфном метастабильном состоянии переохлаждённый ассоциированный раствор, без выраженной кристаллической решётки, условные элементы кристаллизации которого наблюдаются лишь в очень малых кластерах.
Основной элемент стекла - диоксид кремния ^Ю2), источником которого в шихте является песок. В качестве флюсующих веществ, снижающих температуру плавления, в состав включают соду (№20), и поташ (К2С03). Стабилизация материала достигается при добавлении известняка, содержащего магний (Mg) и кальций (Са).
В. А. Галибин, в своём труде «Состав стекла, как археологический источник» относит к стеклообразующим (стеклообразователи, стабилизаторы) в числе прочих такие вещества, как алюминий, свинец, барий и бор. Свинец зачастую использовался в стеклоделии как специальная добавка, в то время как остальные вещества могли попадать в состав стеклянной массы с компонентами шихты - песком, природной содой, растительной золой. Интересно отметить, что присутствие бора в составе стекла, повышает его химическую и механическую прочность, в частности, возрастает устойчивость стекла к патенизации [4].
В качестве технологических добавок (для окраски или обесцвечивания стекла, осветления или глушения) при изготовлении могут применяться хром, марганец, железо, кобальт, медь, мышьяк, серебро, олово, сурьма, золото.
Химический состав не только формирует определённые физические свойства, и визуальные характеристики стекла, но и обуславливает возможные процессы распада. Деформацию стекла можно рассматривать на уровне механических повреждений, отложения осадков на поверхности и химической деградации [10].
Вода является достаточно неблагоприятной средой для большинства материалов и таит множество угроз для стеклянных артефактов. Как только участок сухопутной поверхности, судно или какой-либо объект оказываются под водой, начинается процесс воздействия новой среды путем проникновения воды в полости и поры, образования коррозии, нарастания водорослей и т.д. Таким образом, начинается процесс разрушения, обусловленный непосредственно окружающей средой, диктуемый физико-химическими, биологическими или геологическими параметрами. Большую роль здесь играют как состав воды, так и живые организмы, её населяющие, и тип субстрата,
на котором объект располагается непосредственно. Через некоторое время достигается биохимическое равновесие между окружающей средой и артефактом, которое приводит к относительной стабилизации процессов разрушения. Механизмы деградации значительно замедляются, но не останавливаются полностью.
Зачастую спасительной средой для подводного культурного наследия оказывается слой субстрата - ила, песка, осадков - надёжно укрывающий объекты от губительного воздействия морской или пресной воды. Однако при подводно-археологических раскопках артефакты лишаются этого защитного слоя, что так же приводит к усилению процессов деградации.
Существуют и другие угрозы под водой. Сильные течения со временем разрушают артефакты, а некоторым объектам грозит гибель в связи с разграблением, климатическими или техногенными изменениями.
В качестве специфических механических повреждений подводно-археологического материала отметим абразивное воздействие песка и донных отложений.
Поверхность стекла не является абсолютно ровной, состоит из бугорков и впадин. Органические и неорганические загрязнения могут заполнять эти впадины, плотно оседая на поверхности. Осадки, накапливающиеся на стекле в водной среде, могут представлять собой продукты коррозии металлов (окись железа), скопление ионов металлов, известковых и кремнистых отложений, остатков морских организмов. Зачастую эти компоненты складываются в сложный конгломерат.
Химическая деградация возникает при контакте стекла с водой, и представляет собой «выщелачивание» - процесс обмена щелочных ионов стеклообразующих элементов с протонами водного раствора. Визуально химическая деградация может проявляться по-разному в зависимости от состава материала и особенностей среды залегания. Так, например, для щелочного стекла характерно появление иризации. Эффект радужной плёнки возникает в результате интерференции световых волн на тончайших коррозийных слоях, образовавшихся на поверхности стекла при выщелачивании. На стёклах с большим содержанием оксида кальция может сформироваться плотное известковое образование [5].
Процессы химического распада значительно ослабляют структуру, вызывают спонтанное растрескивание стекла. Деградация стеклянного материала значительно усиливается при его сушке. Тонкие слои, образовавшиеся в результате выщелачивания, начинают активно отшелушиваться и осыпаться. Кристаллизация водорастворимых солей, проникающих в среде залегания в повреждённую структуру, может также привести к нежелательному растрескиванию и расслоению.
Рис. 2. Стекло, подверженное выщелачиванию
Рис. 3. Расслоение стекла как следствие деградации
Рис. 4. Расслоившаяся поверхность стекла под коркой из осадков
Для проведения корректных мер по консервации и реставрации подводно-археологического стекла необходимо учитывать: химический состав материала; состав среды и условья залегания; природу и степень деградации.
После поступления на камеральную обработку керамического или стеклянного артефакта действия по консервации зависят от состояния, в котором поступил предмет и операций, которым он подвергался на раскопе.
После экскавации на поверхности предмета и в местах разломов могут сохраняться остатки субстрата - ила, песка, почв. Как правило, этот тип загрязнений легко удаляется при первичной обработке непосредственно на раскопе. Если субстрат не был удалён, стоит деликатно расчистить находку механически - промыванием струёй воды, мягкой синтетической кистью, мягкой губкой и другими щадящими способами. Сушка стеклянных артефактов при значительных почвенных загрязнениях может спровоцировать растрескивание, а удаление загрязнений после сушки могут потребовать более интенсивного механического вмешательства.
Расчистку поверхности стоит производить только в том случае, когда нет опасности полностью или частично удалить верхний оригинальный слой. Часто процесс накопления осадков на стекле происходит параллельно процессам выщелачивания. Корка, сформированная осадками известняка, кремния или окислов железа, может препятствовать полному отслоению и осыпанию верхнего слоя, выполняя связующую, фиксирующую роль.
Выщелоченная поверхность может также представлять собой пористую корку, меняющую визуальные свойства стекла. Это не что иное, как прокорозировавший верхний слой оригинального материала. Счищая его, мы способствуем разрушению подлинника. Кроме того, все процессы деградации артефакта являются частью его истории. Уничтожая эти свидетельства залегания, мы теряем часть информации о протекании процессов разрушения стекла. Таким образом, решение о проведении консервационных и реставрационных мер должно быть взвешенным и иметь крепкую аргументацию.
В случае залегания в солёной акватории в слоистой структуре повреждённого стекла накапливаются соли. При попадании в воздушную среду водорастворимые соли начинают кристаллизоваться, ослабляя структуру предмета. В условиях подводно-археологических экспедиций чрезвычайно сложно организовать стабильные влажность и температуру для хранения и камеральной обработки находок. При часто меняющихся
влажностно-температурных показателях происходят перманентные процессы растворения, миграции и кристаллизации солей, разрушающие артефакт изнутри. В связи с этим, этап сушки должен предваряться этапом обессоливания.
При обессоливании находка помещается в дистиллят. Соли переходят из артефакта в пресную воду, до тех пор, пока между предметом и средой не устанавливается биохимическое равновесие. Этот процесс развивается в логарифмической прогрессии. Наиболее активно соли выходят из тела предмета на первых этапах погружения в дистиллированную воду. При большом количестве накопленных солей интенсивный процесс обессоливания может привести к ослаблению внешних слоёв поверхности, отрыванию и стекла. Для замедления и смягчения процесса, для первой заливки используется раствор - смесь воды с места раскопа и дистиллята в пропорциях 1:1. В случаях, когда использование воды с места раскопа по каким-либо причинам не доступно, можно использовать смесь водопроводной воды с дистиллятом так же 1:1. По достижении биохимического баланса осуществляется смена дистиллята. Это процедура повторяется несколько раз до полного вывода солей. В качестве контроля используют метод аргентометрического титрования и TDS-метрию.
В некоторых случаях засоленные предметы попадают на камеральную обработку в силу различных обстоятельств уже после процесса сушки. Подвергать такие предметы повторному погружению в воду стоит предельно осторожно, так как их структура сильно ослаблена миграцией и кристаллизацией солей. Некоторые из них требуют предварительной обработки и укрепления. В частных случаях стоит отказаться от полного погружения в воду, и провести обессоливание методом «на подсос», или методом «наложения пульпы».
Деградация стеклянного материала значительно усиливается при медленной сушке. Тонкие слои, образовавшиеся в результате выщелачивания, начинают активно отшелушиваться и осыпаться. Более безопасным решением представляется спиртовая сушка.
Зачастую при камеральной обработке встаёт необходимость нанесения на находку инвентарного номера. Для стеклянных находок наиболее корректным является нанесение номера на тыльную (не экспозиционную) сторону артефакта, на специальную подготовленную из густо заведённого обратимого клея полимерную площадку. При этом, площадка не должна покрывать области, потенциально важные для дальнейших исследований - локальные зоны с нагаром, объёмные загрязнения органической природы и проч.
Одна из важнейших задач в работе с археологическим материалом - задача по исследованию информационного пласта, заложенного в находке - определение места и способа изготовления, истории бытования.
В связи с этим после поступления артефакта в музейную лабораторию может возникнуть необходимость в применении ряда технико-технологических методов анализа с целью атрибуции, получения необходимой информации об объекте.
Исследования химического состава артефактов из стекла несут в себе большой научный потенциал, отвечая на многие вопросы культурологического характера, помогая принимать оптимальные решения в области консервации и реставрации. К сожалению, приходится признать, что существующие методы исследования стекла не представляются совершенными. Большая их часть носит разрушающий характер. Ни один из них не даёт полного представления о составе и свойствах материала.
К неразрушающим типам анализа можно отнести: определение удельного веса; определение показателя преломления и твёрдости; визуальный осмотр (микроскопия).
Разрушающий характер могут носить такие методы анализа как: Рентгено-флюоресцентный анализ (РФА); Электронный микроанализ (ЭМА); Боковое рассеяние электронов (БРЭ); Электронная спектроскопия Ожэ (ЭСО); Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФСЭ).
К разрушающим типам анализов относятся: Химический анализ; Нейронно-активационный анализ (НАА); Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААА); Пламенная фотометрия (ПФ); Оптический эмиссионный спектральный анализ (ЭСА) [6].
Возможно, спустя некоторое время появятся новые решения, позволяющие получить на основании изучения артефакта больший объём информации. В связи с этим представляется особенно важной задача сохранения археологического материала не только от потенциальной угрозы разрушения in situ и возможного разграбления, но и на уровне понимания археологами процессов деградации артефактов, грамотной полевой и камеральной обработки, последующего хранения в надлежащих условиях.
Большую роль в стабилизации процессов деградации стекла играют условия последующего хранения. К параметрам окружающей среды, влияющим на сохранность стекла относятся температура, относительная влажность, загрязняющие газообразные частицы.
Нестабильное стекло предпочтительнее хранить в условиях стабильной температуры 18-20°С при относительной влажности 35-40%,
с верхним пределом 42%. Увеличение влажности будет способствовать активизации процессов выщелачивания. Однако, если влажность слишком низкая, поверхность гидратированного стекла может обезвоживаться. Удаление молекул воды приведет к растягивающим напряжениям в поверхностном слое, которые затем могут спровоцировать образование трещин [10].
Существует безусловная необходимость дальнейшего изучения вопроса, создания и апробации новых методик в области консервации, исследования и реставрации стеклянных артефактов. Разработка методики консервации и реставрации подводно-археологических находок обогатит теорию и практику полевой реставрации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Акимов В. О. «Опыт реставрации бронзовых боспорских монет, найденных в ходе подводных раскопок в античной Фанагории» // Проблемы истории, филологии, культуры, МагГТУ им. Г. И. Носова,
2010 - С.396.
2. Басс Дж. Подводная археология. Древние народы и страны
- М: Центрполиграф, 2003 - С.202.
3. Блаватский В. Д., Кошеленко Г. А. Открытие затонувшего мира
- М.: Изд-во АН СССР, 1963 - С.108.
4. Галибин В. А. Состав стекла как археологический источник
- СПб: Петер-бургское Востоковедение, 2001 - С.216.
5. Мастыкова А. В. «Влияние химико-технологических свойств археологического стекла на методы его реставрации» // Скульптура. Прикладное искусство: Реставрация. Исследования: Сборник научных трудов. - М.: Изд. ВХНРЦ, 1993.
6. Таскаев В. Н. «Методика проведения подводно-археологических работ» // Вопросы подводной археологии - 2010. - № 1. - С.96.
7. Bekic Luka. Novovjekovno staklo iz podmorja Istre i Dalmacije / Bekic, Luka - Zadar: PRINTERA GRUPA d.o.o., Sv. Nedelja, 2014 - 96 с.
8. Conservation of underwater archaeological finds. Manual, I edition // UNESCO, International Centre for Underwater Archaeology in Zadar,
2011 - р.95.
9. Conservation of underwater archaeological finds. Manual, II edition // UNESCO, International Centre for Underwater Archaeology in Zadar, 2014 - р.113.
10. Davidson Sandra. Conservation and Restoration of Glass, second edition / Davidson, Sandra - Oxford: Butterworth-Heinemann, 2013 - р. 380.
11. Hamilton Donny L. Methods for Conserving Archaeological Material from Underwater Sites / Hamilton, Donny L. - Texas: Conservation Research Laboratory Center for Maritime Archaeology and Conservation Texas A&M University, 1999 - p.110.
12. Manual for Activities Directed at Underwater Cultural Heritage // UNESCO, 2013 - p.346.
13. Museum International: Underwater Cultural Heritage // UNESCO, 2008 - p.110.
14. Ossowski Waldemar. The Copper Ship a medieval shipwreck and its cargo // National Maritime Museum in Gdansk, 2014 - p. 442.
15. Training Manual on the Protection and Management of Underwater Cultural Heritage // UNESCO, 2012 - 652
