Positron‑Annihilationsspektroskopie zeigt mikrostrukturelle Unterschiede in Goryeo‑Celadon aus zwei Brennofenterritorien

Blick ins berühmte Grünzeug

Celadon aus der koreanischen Goryeo‑Dynastie wird wegen seiner sanftgrünen Glasur geschätzt und wurde lange in „Alltagsware“ und „Elitenware“ eingeteilt, je nachdem, wo es gebrannt wurde. Aber kann die moderne Physik tatsächlich Qualitätsunterschiede sichtbar machen, die in diesen jahrhundertealten Keramiken verborgen sind? In dieser Studie wird eine energiereiche Methode, die eher aus Kern‑ und Materialwissenschaften bekannt ist, angewandt, um zu prüfen, ob Celadon aus zwei wichtigen Brennofenregionen unter der Oberfläche tatsächlich unterschiedliche Eigenschaften aufweist.

Zwei Brennöfen, eine große Frage

Die Forschenden konzentrierten sich auf Celadon aus Haenam und Gangjin, zwei küstennahen Brennofenkomplexen im Südwesten Koreas, die während der Goryeo‑Zeit über Seehandel beliefert wurden. Historische Quellen und archäologische Funde legen nahe, dass Gangjin als staatlich gelenktes, hochwertiges Produktionszentrum fungierte, während Haenam eher routinemäßigere, gröbere Gefäße und nur für eine kürzere Periode herstellte. Aus Unterwasserfunden in der Nähe beider Regionen wählte das Team zwölf gut erhaltene Scherben aus, je sechs aus jedem Brenngebiet, und stellte eine einfache Frage: Hinterlassen diese beiden Traditionen einen klaren physischen Fingerabdruck im Ton selbst?

Konventionelle Tests finden Gemeinsamkeiten

Zunächst nutzte das Team ein Bündel etablierter Methoden der Heritage‑Science zur Charakterisierung von Keramik. Röntgenmethoden identifizierten die Hauptminerale und die allgemeine chemische Zusammensetzung der Tonkörper und Glasuren. Elektronenmikroskopie lieferte Nahaufnahmen von Querschnitten, zeigte Glasurdicke und sichtbare Poren, während eine weitere Methode die Form des Eisens untersuchte, das die Glasurfarbe mitbestimmt. Zusammen ergab sich ein klares Gesamtbild: Sowohl Haenam‑ als auch Gangjin‑Körper basieren auf ähnlichen, silica‑ und alumina‑reichen Tonen und wurden heiß genug gebrannt, um dieselben Schlüsselminerale zu bilden. Auch die Glasuren überlappen stark in ihren Hauptkomponenten und in der Eisenbalance, die Grün‑ und Brauntöne steuert. Geringfügige Unterschiede in einigen Glasurzutaten traten auf, reichten aber nicht aus, um die Scherben eindeutig nach Region zu trennen.

Eine neue Methode, verborgene Hohlräume zu sehen

Um über das hinauszugehen, was Auge und traditionelle Instrumente erfassen, führten die Forschenden die Doppler‑Breitungs­spektroskopie ein, eine Variante der Positron‑Annihilations­techniken. Anstatt Korngröße oder Farbe zu betrachten, erkennt diese Methode winzige Leerstellen im Tonkörper—Vakanzstellen und Subnanometer‑Poren, die sich beim Brennen bilden und schließen. Eine radioaktive Quelle, die an die Scherbe gelegt wird, sendet kurzlebige Teilchen in die Keramik; die Art und Weise, wie sie verschwinden, liefert Informationen darüber, wie dicht die Atome gepackt sind und wie viel „freien Raum“ auf extrem kleinen Skalen vorhanden ist. Entscheidend ist, dass diese Sonde über ein größeres Volumen mittelt und so die allgemeine innere Kompaktheit jedes Fragments erfasst, statt nur einige wenige Mikroskopfelder zu betrachten.

Defektmuster zeigen regionale Unterschiede

Hier trennten sich die beiden Brennofen‑Gruppen schließlich. Eine einzelne Messgröße aus der Positronenmethode, der so genannte S‑Parameter, unterschied sich deutlich zwischen Haenam‑ und Gangjin‑Körpern. Alle Gangjin‑Proben gruppierten sich bei niedrigeren Werten, was auf weniger oder kleinere verborgene Hohlräume und eine dichtere Mikrostruktur hinweist, während alle Haenam‑Proben höhere Werte zeigten, die auf mehr offenen Raum auf den kleinsten Skalen deuten. Statistische Tests zeigten, dass sich die Wertebereiche nicht überlappten und dass der Kontrast zwischen den Gruppen stark war, obwohl jeweils nur sechs Stücke pro Region gemessen wurden. Ebenso wichtig ist, dass dieser Kontrast nicht mit einfachen chemischen Indikatoren wie dem Anteil glasbildender Zutaten im Ton korrelierte, was darauf hindeutet, dass Brennverfahren und Sintern—also wie der Ton während der Erwärmung packte und verschmolz—eine größere Rolle spielten als das Rezept allein.

Was das für das Verständnis von Handwerk bedeutet

Für Nicht‑Spezialisten ist die Kernbotschaft, dass das Team einen Weg gefunden hat, Unterschiede darin zu „hören“, wie historische Töpfer ihre Öfen betrieben, selbst wenn Tonrezept und Glasurchemie nahezu identisch erscheinen. Die dichtere innere Struktur der Gangjin‑Celadon‑Stücke passt zu ihrem langjährigen Ruf als hochwertig gefertigte Ware unter engerer offizieller Kontrolle, während Haenams offenere Struktur seine Verbindung zu gröberen Produkten widerspiegelt. Die Autoren warnen, dass die Stichprobe klein ist und weitere Arbeiten, einschließlich kontrollierter Brennversuche mit modernen Teststücken, nötig sind, bevor sich aus diesen Messungen spezifische Temperaturen oder Brandpläne ableiten lassen. Dennoch zeigt die Studie, dass positronenbasierte Methoden verborgene strukturelle Signaturen in archäologischen Keramiken aufdecken können und damit ein neues Fenster dafür öffnen, wie Entscheidungen von Handwerkern vor Jahrhunderten die Qualität und den Charakter der Objekte, die wir heute bewundern, beeinflussten.

Zitation: Jeong, Y., Choi, H., Han, M.S. et al. Positron annihilation spectroscopy reveals microstructural differences in Goryeo celadon from two kiln regions. npj Herit. Sci. 14, 228 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02500-z

Schlüsselwörter: Goryeo‑Celadon, Heritage‑Science, Keramikmikrostruktur, Positron‑Annihilation, Brennöfen‑Technologie