Eine Pilotstudie zur Bewertung der Herausforderungen beim Einsatz tragbarer Röntgenfluoreszenzgeräte für Provenienzuntersuchungen an Bronzeskulpturen

Kunstwerke verfolgen, ohne einen Kratzer zu hinterlassen

Wenn eine Bronzeskulptur den Besitzer wechselt oder plötzlich auf dem Markt auftaucht, wollen Kuratoren und Sammler wissen: Handelt es sich um einen authentischen Abguss aus der Lebenszeit des Künstlers oder um eine spätere, nicht autorisierte Kopie? Traditionelle Labormethoden können diese Frage beantworten, erfordern jedoch häufig die Entnahme einer kleinen Metallprobe, was bei wertvollen Kunstwerken meist nicht akzeptabel ist. Diese Studie untersucht, ob ein einfaches, in der Bergbauindustrie bereits verbreitetes, tragbares Messgerät die Metall- und Oberflächenschichten von Bronzeskulpturen ausreichend auslesen kann, um Hinweise auf ihren Gussort zu geben, ohne sie zu beschädigen.

Ein Bildhauer, seine Gießereien und das Problem der Kopien

Die Forschung konzentriert sich auf Anton van Wouw, einen führenden Bildhauer des frühen 20. Jahrhunderts, dessen Werke zentral für die südafrikanische Kulturgeschichte sind. Da sein Atelier und viele seiner Skulpturen der Universität Pretoria hinterlassen wurden, ist die Besitzgeschichte der Sammlung ungewöhnlich gut dokumentiert. Van Wouw arbeitete zudem nur mit wenigen Bronzegießereien in Italien und Großbritannien zusammen, was ihn zu einem idealen Prüfungsfall macht: Wenn Unterschiede in Metallrezeptur und Oberflächenbehandlung zwischen Gießereien zuverlässig erkennbar sind, könnten sie eine Art „materialspezifischen Fingerabdruck“ bilden, der jede Skulptur mit der Werkstatt verbindet, die sie hergestellt hat. Dies könnte helfen, Originalabgüsse von späteren Imitationen zu unterscheiden.

Einsatz eines tragbaren Scanners auf komplexen Flächen

Das Team verwendete ein tragbares Röntgenfluoreszenz-(XRF)-Spektrometer, ein Gerät, das Röntgenstrahlen ins Metall sendet und die Energien der zurückgestreuten fluoreszierenden Röntgenstrahlen misst. Diese Energien zeigen, welche Elemente vorhanden sind und in welchen ungefähren Anteilen. Im Gegensatz zu präziseren Labormethoden erfordert XRF kein Schneiden oder Bohren—ein enormer Vorteil für Kunstwerke. Skulpturen sind jedoch keine idealen Proben: ihre Unterseiten sind uneben, schwer zugänglich, oft verschmutzt oder mit Gießrückständen bedeckt und manchmal mit Schrauben oder Schweißnähten repariert. Wiederholte Messungen an nominal ähnlichen Stellen zeigten, dass diese praktischen Komplikationen deutliche Variationen in den Messwerten erzeugen, insbesondere bei Elementen in geringen Konzentrationen.

Was sich unter der farbigen Haut der Bronze verbirgt

Bronzeskulpturen sind fast immer mit einer Patina versehen—einer bewusst erzeugten Oberflächenschicht, die Farbe und Charakter verleiht. Traditionell verwendeten Gießereien Mischungen auf Basis von Schwefelverbindungen und Eisensalzen, manchmal aus improvisierten Rezepten. Anfangs versuchten die Forschenden, nur das blanke Metall an der Unterseite der Skulpturen zu messen, stellten jedoch fest, dass Zugangsprobleme und verborgene Einschlüsse die Unterscheidung der Gießereien einschränkten. Im Gegensatz dazu waren die patinierten Oberflächen glatter und einheitlicher. Röntgenstrahlen konnten leicht durch die dünne Patina dringen und zugleich die Oberflächenschicht sowie die darunterliegende Legierung erfassen. Da jede Gießerei tendenziell ihre eigene Kombination aus Metallzusammensetzung und Patinazusätzen verwendete, erwies sich dieses kombinierte Signal als nützlicher Fingerabdruck.

Ausgeprägte materielle Fingerabdrücke treten zutage

Analysen von neun Skulpturen aus drei Gießereien zeigten, dass trotz Messrauschens konsistente Unterschiede erkennbar waren. So enthielten Bronzen einer britischen Gießerei mehr Titan, während bestimmte italienische Gießereien Chrom oder höhere Bleigehalte aufwiesen, was auf verschiedene Metallrezepturen hindeutet. Unterschiede in den Oberflächenbehandlungen waren ebenfalls sichtbar: Einige Patinen enthielten deutlich Schwefel- und Kaliumverbindungen, und bei Werken einer Gießerei deutete das Vorhandensein von Chlorid auf eine Patina mit Eisen(III)-chlorid hin. Beim Vergleich der Spektren ähnlicher Stellen auf Ober- und Unterseite derselben Skulptur bestätigte die teilweise Absorption von Röntgenpeaks durch die Patina, dass das Instrument Metall aus unterschiedlichen Tiefen erfasste. Zusammengenommen bilden diese Merkmale reproduzierbare Muster, mit denen sich die Produktion einer Gießerei von der einer anderen trennen lässt.

Von der Pilotstudie zum praktischen Werkzeug

Die Autorinnen und Autoren kommen zu dem Schluss, dass tragbare XRF-Geräte bei überlegtem Einsatz sinnvolle materielle Fingerabdrücke für Bronzeskulpturen liefern können, ohne diese zu beschädigen. Anstatt perfekter Laborpräzision nachzujagen, betonen sie wiederholbare Muster und relative Unterschiede zwischen Elementen—genau die Informationen, die benötigt werden, um ein Machine-Learning-Modell zu trainieren, das bei Provenienzfragen unterstützen kann. Da Tausende solcher Scanner bereits im afrikanischen Bergbau im Einsatz sind, könnten Konservatorinnen und Konservatoren Geräte leihen oder teilen und dennoch dieselbe Methode anwenden, vorausgesetzt, jedes Modell basiert auf Daten eines einzelnen Geräts. Diese Pilotstudie legt damit das Fundament für zugängliche, nicht-destruktive Werkzeuge, die Museen und Kulturerbeeinrichtungen dabei helfen, zu verifizieren, wo und wie geschätzte Bronzen hergestellt wurden.

Zitation: Loubser, M., Forbes, P. A pilot study evaluating challenges using handheld XRF for provenance studies of bronze sculptures. npj Herit. Sci. 14, 227 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02448-0

Schlüsselwörter: Bronzeskulptur, tragbare XRF, Konservierung von Kunst, Provenienz, Patina-Analyse