تنبؤ مخاطر التلف للوحات الجدارية ذات قواعد من الطين والطلاء الترابي أثناء الجفاف

لماذا تهتم لوحات المعابد القديمة بالهواء الداخلي

في المتاحف والمعابد التاريخية، يمكن لتغيرات طفيفة في رطوبة الهواء الداخلي أن تُحدث تشققات بطيئة في اللوحات الجدارية الثمينة. تركز هذه الدراسة على جداريات بوذية مشهورة من معبد هوري-يِجي في اليابان وتطرح سؤالاً عملياً: ما مدى سرعة وجدية تجفيف الهواء حول هذه الأعمال الهشة دون التسبب في تلف جديد؟ عبر بناء نموذج حاسوبي مفصّل لطبقات الطين والطلاء الخلفية، يستكشف المؤلفون طرقاً أكثر أماناً للتحكم بالرطوبة مع تجنّب استهلاك طاقة غير ضروري.

فن قديم مصنوع من أرض تتنفس

تُركَّب جداريات هوري-يِجي على ألواح تتكوّن من عدة طبقات متراكبة: طبقة وسطى وطبقة علوية من الطلاء الترابي، وطبقة بيضاء من الطين تُساعد على التصاق الصباغ، وطبقة الصباغ الرقيقة نفسها. هذه المواد مسامية وتتصرف قليلاً مثل الإسفنج—تنتفخ عند امتصاص الرطوبة وتتقلص عند الجفاف. ونظراً لأن كل طبقة تستجيب بشكل مختلف، يمكن لتغيرات رطوبة الهواء أن تخلق إجهادات وتشوهات داخلية قد تُفضي في النهاية إلى تشقق السطح. تظهر بعض الألواح الأصلية بالفعل شقوقاً رأسية، خاصة قرب مراكزها، ما يثير القلق من أن تقلبات الرطوبة المستقبلية قد تفاقم الضرر.

نسخة افتراضية لأصل هش

للتحقق من المشكلة دون التجربة على الأصليات، بنى الباحثون «توأمًا افتراضياً» عددياً للوحة نموذجية. مثّلوا اللوحة مقطعية وجمعوا بين نوعين متقدّمين من النماذج: واحد يتتبع كيفية انتقال الحرارة والرطوبة عبر المواد المسامية مع الزمن، وآخر يربط تغيّر الرطوبة بالإجهاد والانعراج الميكانيكي داخل تلك المواد. باستخدام بيانات مأخوذة من عينات محاكاة معدّة بعناية للطبقة البيضاء والطِلاء الترابي، زوّدوا النموذج بخواص مادية واقعية، مثل الصلابة والقوة والمسامية وكيف تتغير هذه الخواص مع الرطوبة والتركيب. يعطي النموذج مقياس مخاطر للتلف، رقم بين صفر وواحد يقارن الإجهاد الشدّي المتوقع بقوة المادة الشدّية.

أين ومتى من المرجح أن تظهر الشقوق

أظهرت المحاكاة أنه أثناء الجفاف تتكوّن أعلى إجهادات شدّ بالقرب من السطح الأمامي للطبقة الطينية البيضاء، خصوصاً حول مركز اللوحة. مع تجفيف الهواء المحيط، يفقد الجزء القريب من السطح رطوبته ويبدأ في الانكماش أولاً، بينما يقاوم الداخل الرطب المتبقي هذا الحركة. هذا التقييد يركز التوتر قرب السطح. كما درس الفريق كيف يؤثر تركيب الطبقة البيضاء بالضبط—خليط طين الفخار والألياف النباتية ودقيق الأرز—على القابلية للتلف. عبر مجموعات متعددة، حدّدوا تركيبة محددة ذات محتوى عالٍ نسبياً من الألياف والأرز التي أنتجت أعلى مخاطر تلف، واستخدموا هذا التركيب «في أسوأ الحالات» لتجنّب التقليل من شأن الضرر المحتمل للألواح الحقيقية.

كم من الجفاف يُعتبر مفرطاً، وبأي سرعة؟

اختبر المؤلفون سيناريوهات رطوبة مختلفة. قارنوا هبوطات مفاجئة في الرطوبة النسبية خلال ثانية واحدة مع تغيّرات أبطأ وتمددت لساعات تصل إلى ست ساعات. حتى تغيير مفاجئ وكبير للغاية—من 90 في المئة إلى 10 في المئة رطوبة نسبية—لم يدفع مقياس مخاطر التلف في محاكاة المواد غير المتقدِّمة إلى ما فوق عتبة بدء التشقق. مع ذلك، من المرجح أن يقلل النموذج من تقدير الخطر الفعلي للأصول التي تعود لقرون، والتي قد تكون مُضعفة بالفعل بأضرار سابقة وشيخوخة طويلة الأمد. والأهم أن النموذج يعمل كأداة لمقارنة الظروف. أظهر أن هبوطاً متوسّطاً في الرطوبة من 70 إلى 50 في المئة، إذا وُزّع التغيير على ست ساعات، أنتج مخاطر أقل من هبوطٍ صغير وسريع من 70 إلى 65 في المئة الذي تعتبره إرشادات المتاحف الحالية آمناً لمعظم الأشياء.

التغييرات البطيئة تحمي التاريخ أكثر

بالنسبة لغير المتخصصين، الرسالة الأساسية بسيطة: اللوحات الجدارية المصنوعة من طبقات الطين والطلاء الترابي حساسة بشكل خاص لسرعة تجفيف الهواء المحيط، وليس فقط لمستوى الرطوبة النهائي. يسمح التجفيف البطيء والمتحكم به بتسوية الرطوبة والإجهاد داخل الطبقات، مما يقلل من احتمال ظهور شقوق جديدة. ومع أن هناك حاجة لمزيد من العمل لأخذ الشيخوخة والأضرار القائمة في لوحات هوري-يِجي الحقيقية بعين الاعتبار، فإن هذا النهج النمذجي يزوّد أمهر الترميميّن بأداة قائمة على العلم لمقارنة استراتيجيات بيئية واختيار إعدادات رطوبة تحمي الفن الثمين وتقلل في الوقت نفسه من استهلاك طاقة التحكم بالمناخ.

الاستشهاد: Ishikawa, K., Ogura, D., Iba, C. et al. Damage risk prediction of wall paintings with clay and earthen plaster substrates during drying. npj Herit. Sci. 14, 156 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02408-8

الكلمات المفتاحية: ترميم اللوحات الجدارية, ضبط الرطوبة, التراث الثقافي, الطلاء الترابي, النمذجة العددية