Научная статья на тему 'Результаты исследования спектральными методами материалов образцов фресок Успенского собора Троице-Сергиевой Лавры'

Результаты исследования спектральными методами материалов образцов фресок Успенского собора Троице-Сергиевой Лавры Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»

CC BY
134
56
Поделиться
Ключевые слова
ПРЕДРЕСТАВРАЦИОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ / ХРАМ УСПЕНИЯ ПРЕСВЯТОЙ БОГОРОДИЦЫ ТРОИЦЕ-СЕРГИЕВОЙ ЛАВРЫ / КР-СПЕКТРОСКОПИЯ / ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ / PRE-RESTORATION EXAMINATION / THE CATHEDRAL OF THE ASSUMPTION IN THE TRINITY LAVRA OF ST. SERGIUS / RAMAN SPECTROSCOPY / GAS CHROMATOGRAPHY/MASS SPECTROMETRY

Аннотация научной статьи по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук, автор научной работы — Семикин Виталий Васильевич, Конова Ирина Владиславовна, Пельгунова Любовь Андреевна, Русакова Ольга Юрьевна, Тронева Мария Александровна, Яснова Лариса Юрьевна

В данной работе продемонстрирован системный методический подход к процедуре проведения предреставрационного технологического исследования на примере образцов, ото-бранных с настенной росписи и иконостаса храма Успения Пресвятой Богородицы Троице-Сергиевой лавры. Рассмотрены возможности комплекса физико-химических методов анализа (КР-спектроскопия, рентгенофлуоресцентный анализ, газовая хроматография-масс-спектрометрия). Рассмотрены возможности хроматографических методов в комбинации с масс-спектрометрической идентификацией разделенных хроматографических фракций при выявлении поновлений различных периодов. Составлен предреставрационный паспорт с полным технологическим описанием отобранных проб.

The Results of Spectrographic Analysis of the Murals from the Cathedral of the Assumption in the Trinity Lavra of St. Sergius

The research presents a systematic approach to the pre-restoration technological examination through the example of the samples of wall paintings and the iconostasis from the Cathedral of the Assumption in the Trinity Lavra of St. Sergius. The author explores the capabilities of a complex physical and chemical examination method (Raman spectroscopy, X-ray fluorescence analysis, gas chromatography/mass spectrometry). The addressed issues include the perspectives of chromatographic methods used in combination with mass spectrometric identification of divided chromatographic fractions in detecting the repainting of different time periods. A detailed pre-restoration certificate with full technological description of the selected samples has been worked out.

Текст научной работы на тему «Результаты исследования спектральными методами материалов образцов фресок Успенского собора Троице-Сергиевой Лавры»

методы и техника исследования памятников

в. в. СЕМИКИН, И. в. КОНОВА, Л. А. ПЕЛЬГУНОВА, О. Ю. РУСАКОВА, М. А. ТРОНЕВА, Л. Ю. ЯСНОВА

результаты исследования спектральными методами материалов образцов фресок успенского собора троице-сергиевой лавры

ВВЕДЕНИЕ

В ансамбль православной русской обители Троице-Сергиевой Лавры входят разновременные архитектурные постройки. До настоящего времени в Лавре сохраняется более десяти храмов, построенных в период ху-хуш вв. разными попечителями. В середине — второй половине XVI в. при царе Иоанне IV возводится Успенский собор. Величественный пятиглавый Успенский собор (1559-1585) располагается в центре Лавры на месте старых деревянных келий. Государь со всем семейством присутствовал при закладке храма. Его строительство стало продолжением традиции возведения в честь Успения Пресвятой Богородицы главных соборов древних русских городов — в Москве, Ростове, Суздале, Владимире. Освящение храма состоялось уже после смерти царя Иоанна Васильевича, совершил его митрополит Московский и всея Руси Дионисий в присутствии сына Иоанна Грозного, государя Федора Иоанновича, и его супруги Ирины. Успенский собор построен по подобию Московского Успенского собора. Стилистически и конструктивно храм близок Смоленскому собору Московского Новодевичьего монастыря. Впервые Лаврский собор был расписан через сто лет, в 1684 г., настенной живописью в технике темперы. Работы были выполнены артелью ярославских иконописцев под руководством Дмитрия Григорьевича Плеханова совместно с посадскими иконописцами из Климентовской слободы. Живописные композиции в соборе писались горизонтальными поясами сверху вниз по всему периметру стен: сначала в куполах и барабанах глав, затем на сводах и верхних частях стен, далее на остальных участках, в том числе и в алтаре до нижних ярусов. С именем иконописца Плеханова связано выполнение целого ряда замечательных росписей, в том числе фресок Архангельского собора в Московском Кремле (1660-1666), Успенского собора в Ростове (1676), Софийского собора в Вологде (1686-1688) и других. В 1777 г. было проведено возобновление живописи в главах, а в 1784 г. документами отмечено первое поновление росписи. В 1859, 1865 и в 1910 гг. стенопись поновлялась иконописцами палехской мастерской Сафоновых. Роспись поновляли, предварительно сняв на бумагу переводы с первоначальной росписи XVII в. Особенно подробные переводы на бумагу делались там, где сбивалась старая штукатурка и наносился новый левкас [1, с. 165].

В послереволюционный период собор служил помещением для местного краеведческого музея. Этот период длился до 1946 г. Необходимо отметить, что еще в 1940 г. в летний сезон в Лавру была направлена бригада художников-реставраторов в составе Н. А. и А. А. Барановых, Н. И. Суслова,

И. И. Юкина, которые начали удалять загрязнения в алтарной части Успенского собора [1, с. 165; 2, с 334-335; 3, с 156-161; 4; 5, с. 158-168].

В 1946 г. начинается возрождение Троице-Сергиевой Лавры после четвертьвекового запустения. В этой связи митрополит Ленинградский и Новгородский Антоний вспоминал: «Стоял холодный зимний день 1946 г., когда мы прибыли в Лавру. Выйдя из поезда, мы увидели ее — бывшую Лавру. Огромный крест с центрального купола Успенского собора лежал посреди лаврского двора. Цоколь храма развалился. Трудно было даже подойти к паперти, где неизвестно для какой цели было поставлено чучело бурого медведя с распростертыми лапами. Здесь же хранились остатки кареты времен Екатерины Великой. Сразу в собор нам попасть не удалось. Богослужения в Лавре начались в нижнем храме под Успенским собором в Страстную седмицу 1946 г. Перешли в верхнюю часть Успенского собора лишь к Троицыну дню, где начались с этого дня постоянные богослужения и возрождение зданий Лавры сначала трудом прибывающих монахов». После 1946 г., когда Лавра была вновь возвращена Русской Православной Церкви, работы по восстановлению живописи в соборе долгое время выполнялись местными лаврскими мастерами [1, с. 165; 2, с 334-335; 3, с 156-161; 4; 5, с. 158-168].

Перед московской Олимпиадой 1980 г. в Лавре выполнялись «косметические» работы, в том числе и по росписи Успенского собора. Планомерная реставрация росписи началась в 1982 г. на четырех столбах и порталах храма. Работы велись до 1985 г. бригадой художников-реставраторов Межобластного научно-реставрационного художественного управления под руководством Б. С. Батхеля. Последние 30 лет реставрационные работы по стенописи храма не проводились [1, с. 165].

Реставрационные работы по настенной живописи и иконостасу 2013-2014 гг. стали первыми в истории Лавры научно и методически обоснованными, поскольку включали в себя предварительные проектно-методические разработки, полный цикл практических консервационно-реставрационных работ, отчетную документацию с полной постадийной фотофиксацией всех выполнявшихся процессов, собранных по окончании работ в один «Отчет», отображающий весь процесс реставрации.

Процесс реставрации — это комплекс определенных операций, направленных на стабилизацию всех составляющих настенную роспись (грунт, красочный слой) и приведение живописи в экспозиционное состояние. Процесс реставрации всегда предваряют различные исследования настенной росписи, включая те, которые будут описаны ниже.

Илл. 1. Образцы, представленные на исследование

фотография. изображение. документ. вып. 6(6)

Илл. 2. Иммерсионный препарат пробы грунта № 1

Илл. 3. Иммерсионный препарат льняной соломы грунта № 1 Илл. 5. Иммерсионный препарат льняной соломы грунта № 3

Илл. 4. КР-спектр включения кварца в грунте № 1

Илл. 6. кр-спектр включения доломита в пробе грунта № з

Илл. 7. кр-спектр красного включения в пробе № 3

Илл. 8. кр-спектр образца № з (синий красочный слой)

cïijbirtlemspk« шшщщвн

цйя

Илл. 9. Термохимолиз в среде tmah. Образец штукатурки № 10. гх-мс dsq ii ultra trace. pyroprobe 1000. T=6oo°C, время -io с. Скорость нагрева — 10 000 °C /мкс. Кварцевая капиллярная колонка slb 5ms (30 м x 0,25 мм x 0,25 мкм). Линейное программирование температуры термостата от 40 °C до 350 °C со скоростью 15 °С/мин. Температура интерфейса 1500-335 °C. Электронная ионизация — 70 eV. Температура источника — 200 °C. Газ-носитель — He (марки 7.0). Сканирование в диапазоне от 35 до 650 m/z

Реставрационные работы лета — зимы 2013 г., проведенные зао «Балтстрой», охватывают весь объем росписей храма Успения Пресвятой Богородицы Троице-Сергиевой лавры. Для оценки реставрационных вмешательств и составления пред-реставрационного паспорта лаборатории Московского музея современного искусства было предоставлено 17 образцов (илл. 1), отобранных научным руководителем московских реставраторов художником-реставратором Л. Ю. Ясновой. В результате выявлены не только дореволюционные поновления, но и консервация советского периода.

экспериментальная часть

Образцы были разделены послойно и прошли технологическое исследование с помощью следующих методов:

1. Микроскопия (микроскоп LeicaM400, лампа специализированного света Lumatec Superlite 400).

2. Гистохимия.

3. Петрография (микроскоп Leica DM4000).

4. Стратиграфия (микроскоп Leica DM4000).

5. ик-спектроскопия (ик-спектрометр Avatar 370 «Thermo Scientific» с ик-микроскопом Continuum, регистрацию спектров проводили в области 400-4000 см'1 в режиме нпво, разрешение 4 см"1, 800 сканов).

6. кр-спектроскопия (кр-спектрометр Almega xr «Thermo Scientific», регистрацию спектров проводили в области 3000-100 см1 с использование лазеров с длинами волн 532 нм и 785 нм).

7. Рентгенофлуоресцентный анализ (tornado М4 Bruker).

8. Система пиролитической гх-мс (Pyroprobe 1000 фирмы CDS в комбинации с гх-мс системой dsq ii Ultra Trace фирмы Thermo Scientific).

результаты и обсуждение

Полученные образцы представляли собой однослойные и многослойные пробы. В пробах, где было возможно, исследовалась стратиграфия слоев с последующим разделением на слои. Всего проанализировано около 30 проб.

Среди представленных образцов обнаружено 4 пробы грунтов. Идентификацию пигментов проводили методом спектроскопии комбинационного рассеяния и рентгенофлуорес-центным анализом. Первая проба представляла собой трубчатый кальцитный грунт без примесей магния, с включениями песка и льняной соломы (илл. 2, з, 4).

Второй грунт — двухслойный. Первый слой составляли гипс и глинистые минералы, второй слой — гипс, глинистые минералы, гематит, примеси кадмия, включения песка.

Илл. 10. Термохимолиз в среде тмsн. Образец штукатурки № 10. Условия процедуры пиролиза и параметры гх-мс системы приведены в комментариях к илл. 9

Третий грунт также трубчатый, волокна льна распределены по всему объему (илл. 5), присутствуют включения песка, состав грунта: кальцит, гипс и доломит (илл. 6).

Четвертый образец грунта представляет собой практически чистый кальцит.

Данные рфа грунтов представлены в табл. 1.

Следует отметить, что присутствие поздней реставрации в образцах анализируемых грунтов обнаружено не было.

Все пробы красочных слоев имели сложный смесовой состав. Например, красный красочный слой образца № 1 содержал кальцит, гипс, гематит, органический краситель, киноварь, баритовые, свинцовые и цинковые белила.

Пигменты, обнаруженные в красочных слоях, приведены в табл. 2. Светлые слои образованы кальцитом, гипсом, свинцовыми белилами, глинистыми минералами. Также в них присутствуют примеси оксидов железа, черного углеродистого пигмента. В некоторых пробах зафиксированы баритовые и цинковые белила, что позволило предварительно отнести их к дореволюционной реставрации мастерской Сафоновых. Красные красочные слои также представляют собой смесовую композицию и включали в себя гематит, киноварь, свинцовые белила, гипс, кальцит, глинистые минералы, включения черного углеродистого пигмента. Синие красочные слои составляли ультрамарин, гипс, кальцит, свинцовые белила, глинистые минералы. В некоторых синих пробах присутствуют берлинская лазурь, баритовые, цинковые белила. Элементный анализ показал наличие в зеленых и синих красочных слоях медьсодержащего пигмента и кобальта синего. Кроме того, в нескольких образцах присутствуют примеси хрома желтого.

На илл. 7, 8 приведены спектры комбинационного рассеяния образца № 3 (синий и красный красочные слои). В кр-спектре основы зарегистрированы полосы, характерные для гипса, кальцита и гематита (см. илл. 5), в образце синего слоя — полосы, характерные для берлинской лазури, доломита и барита, в красном красочном слое присутствуют включения гематита и киновари.

Исследование пигментного состава образцов красочных слоев темперы не выявило образцов, содержащих пигменты, характерные для реставрации 1980-х гг. (титановые белила, синтетические красители класса фталоцианинов, кадмия красного сульфид-селенид, и т.д.) и позволило предварительно разделить предоставленные образцы на 2 группы:

1. Группа образцов, пигментный состав которых позволяет предварительно отнести их к темпере, не подвергавшейся дореволюционной реставрации Сафоновых.

2. Группа образцов, пигментный состав которых позволяет предварительно отнести их к дореволюционной реставрации Сафоновых.

Первая группа включает в себя образцы, не содержащие баритовые белила, цинковые белила, берлинскую лазурь, кобальт синий и хром желтый, органические синтетические красители не класса фталоцианинов.

Во вторую группу вошли образцы темперы, содержащие перечисленные пигменты в различных сочетаниях.

Исследование органических связующих в образцах, представленных Л. Ю. Ясновой, проводили методом пиролитической газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием разделенных компонентов. При изучении особенностей

Илл. 11. Термохимолиз в среде тман. Образец штукатурки № 8. Условия пиролиза и параметры гх-мс системы приведены в комментариях к илл. 9

Илл. 12. Термохимолиз в среде тмsн. Образец штукатурки № 4. Условия пиролиза и параметры гх-мс системы приведены в комментариях к илл. 9

Илл. 13. Термохимолиз в среде тман (А) и тмsн (В). Образец красочного слоя штукатурки № 2. Условия пиролиза и параметры гх-мс системы приведены в комментариях к илл. 9

состава липидных компонентов образцов штукатурки использовали вариант термохимолиза липидов в щелочной среде гидрата окиси тетраметил аммония (тман) и триметил сульфония (тмsн). Суть метода заключается в процедуре флеш-нагрева микрообразца исследуемой пробы при температуре 600 °С в течение 10 с в атмосфере сверхчистого гелия в присутствии избытка тман или тмбн. При этих условиях липидные компоненты, присутствующие в микрообразце в различном состоянии (в свободном либо в различной степени окисленности и полимеризованности)

подвергаются щелочному гидролизу с разрывом эфирных связей, освобождением набора различных органических кислот и многоатомных спиртов (глицерина в простейшем случае), которые, при полном исключении процессов окисления в газовой фазе, превращаются в смесь соответствующих метиловых эфиров. Последняя подвергается газо-хроматографическому анализу в режиме линейного программирования температуры капиллярной колонки с использованием квадрупольного масс-спектрометра в качестве детектора.

Таблица ]

Результаты ГФЛ проб грунтов

Лг5 Са. агг% М£: ат % К,ат% Сё,аг% Не, вгг %

] 95,7 - - 0,7 и

2 54,3 - 1?а 0,6 0,6 26,4

3 9М,3 0,8 0,2 оа

Пигменты, обнаруженные в красочных слоях

Таблица 2

Светлые Калыжт

Гипс

Барит

Св инцов ые белила

Цинковые бел ила

Красные Гематит

Киноварь

Синие Берлинская лазурь

Ультрамарин

Кобальт синий

Глитшстые минералы

Органический краситель

Чср[гый углеродистый пигмент

Хром желтый

Медьсодержащий пигмент

Доломит

На илл. 9 представлена пирограмма образца № 10, зарегистрированная в режиме термохимолиза в среде тман при температуре 600 °С. Среди основных продуктов термохимолиза обнаружены метиловый эфир метансульфоновой кислоты, смесь метиловых эфиров глицерина, двухосновные кислоты С7-С11 с доминированием азелаиновой (С9) кислоты. Липидный профиль образца характерен для глубоко окисленного высыхающего масла. Процедура термохимолиза материала этого же образца в среде тмsн, исключающего изомеризацию ненасыщенных жирных кислот образца (илл. 10), подтверждает факт предельной степени окисленности липидной фракции связующих, поскольку олеиновая кислота (С18:1) присутствует в следовых концентрациях.

На илл. 11 представлена пирограмма образца № 8 в среде тман. Обнаружение метиловых эфиров бензойной и тереф-талевой кислот среди продуктов термохимолиза на фоне традиционной картины липидного профиля позволяет предположить использование в качестве реставрационных материалов алкидных смол.

Илл. 12 представляет результаты термохимолиза образца № 4 в среде тмбн. Фрагмент липидного профиля образца свидетельствует о проведении реставрационных работ в середине хх в. Аналогичные результаты были получены при исследовании липидного профиля связующих красочного слоя образца № 2 (илл. 13).

Исследование методом пиролитической газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием разделенных компонентов позволило более точно датировать представленные пробы и выявить образцы, относящиеся к консервации советского периода.

На основании полученных результатов был составлен предреставрационный паспорт с полным технологическим описанием отобранных проб.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алипий (Кастальский), архим. Свято-Троицкая Сергиева лавра.— Свято-Троицкая Сергиева Лавра, 2010.— 249 с.

2. Иванова О.Ю. Монастыри России.— Смоленск: Русич, 2010.— 352 с.— (Памятные места России).

3. Иларион (Алфеев), митр. Церковь в истории.— М.: Московская Патриархия рпц, 2013.— 360 с.

4. Сарабьянов В. Д. История поновлений и реставрации стенописи Успенского собора Троице-Сергиевой Лавры // Искусство христианского мира: сб. статей / отв. ред. А. А. Воронова.— М.: Православный Свято-Тихоновский богословский институт, 2002.— Вып. 6.— С. 255-265.

5. Толстой М. В. История русской церкви.— Спасо-Преображенский Валаамский монастырь, 1991.— 734 с.