クフ（ケプラ）王のピラミッド内室の石材表面の材料特性評価：情報に基づく保存戦略に向けて

なぜピラミッドの隠された部屋が今もケアを必要とするのか

グレートピラミッド、クフのピラミッドの奥深くに位置する女王の間と王の間は、4,500年以上前に据えられた巨大な石灰岩と花崗岩のブロックで形作られ、時代を超えた風格を保っています。しかし今日、これらの石の壁は静かに変化しています。現代の観光と屋内環境の変動が微小な塩結晶の成長を促し、岩石を徐々に弱めているのです。本研究は、これらの有名な内室の表面で何が起きているのかを調べ、目に見える損傷が不可逆的になる前に、穏やかで非破壊的な科学的手法がどのようにより賢明な保存に導けるかを探ります。

現代の圧力にさらされる古代の部屋

女王の間と王の間はグレートピラミッドの中心にあり、急な狭い通路を通って年間何千人もの訪問者が到達します。訪問者の呼気、体温、そして湿気が、これら本来そのような通行を想定していなかった空間の温度、湿度、二酸化炭素濃度を上昇させます。先行報告でも、訪問者由来の湿気が他のピラミッドで塩の結晶化や菌類の発生を引き起こしうると警告されていました。クフのピラミッドでは、2022年から2024年にかけての新たな調査で、女王の間の石灰岩に白い皮膜や繊維状の塩堆積が広がりつつあること、王の間の上部花崗岩ブロック、特に接合部や天井付近の暖かく動きの少ない空気が滞る場所で結晶性の膨張が現れていることが明らかになりました。

石を壊さずに内部を観る

ピラミッドは厳格な文化財保護法の下にあるため、研究者は遺構にできるだけ触れずに情報を採取する必要があります。そのため研究チームは、部屋に持ち込んで短距離から壁面に照射できる携行型の蛍光X線装置（XRF）に依拠しました。女王の間の石灰岩では多数のスポット測定を行い、硫黄や塩素などの化学元素が下部の積層部分にどのように分布するかをマッピングしました。王の間の花崗岩では、スポット測定に加え小面積のXRFスキャンを行い、元素信号の違いだけで斜長石や暗色雲母などの鉱物を識別するカラーコード化されたマップを作成しました。これはピラミッド内部のアスワン花崗岩に対して、現地でこれほど詳細なXRFイメージングが実施された初めての事例です。

塩類は何で、どこから来るのか

皮膜そのものを理解するために、研究者たちは非接触測定に加えて、塩類や既に剥離した小片に限定したごく少量の微小サンプルを採取しました。走査電子顕微鏡とX線回折によるラボ分析は、女王の間の光る白いエフロレッセンスが一つの鉱物、すなわちハライト（食塩：ナトリウムと塩素で構成）によって支配されていることを示しました。これらの元素は見かけ上健全な石灰岩片の内部にも現れ、塩が単なる表面汚染物質ではなく、古代の海成起源に由来して石材に一部組み込まれていることを示唆します。湿度がハライトの吸水・放水の臨界点のまわりで上下するにつれて、塩は繰り返し溶解と再結晶を繰り返し、石の孔隙内や表面に針状の結晶を成長させます。時間の経過でこれらのサイクルは粒子をこじ開け、かつて固体だったブロックを脆い粉状に変えてしまうことがあります。

内側からゆっくり変化する花崗岩

王の間は異なる物語を伝えます。ここでは石材は多孔質の石灰岩ではなく緻密な赤色のアスワン花崗岩であり、最も顕著な塩の成長は壁の高所や天井の接合部で見られます。XRFマッピングとスペクトルの統計解析（主成分分析として知られるデータ削減手法を使用）により、研究チームは各種の花崗岩鉱物を識別し、塩の位置が斜長石や暗色雲母などの特定成分と関連していることを明らかにしました。著者たちは、カオリナイゼーションと呼ばれる長期的な変質プロセスが進行していると考えています：暖かく湿った二酸化炭素濃度の高い条件下で斜長石が徐々に粘土様の相に分解し、石材の微小な孔隙率を増加させます。こうして形成された微細な孔隙網が水分や溶解塩の移動と上部ブロックでの結晶化を容易にし、特に日々の来訪者負荷が温度・湿度・CO₂の急激な変動を引き起こす室内では顕著になります。

グレートピラミッドの将来保護への指針

石灰岩室での主要な劣化塩としてハライトを特定し、王の間の花崗岩における塩の白華を内部鉱物変質と結びつけたことで、本研究は将来の保存計画に対する科学的根拠を提供します。著者たちは、清掃や塩除去はマイクロクライメイトの管理、特に湿度の安定化と空気循環の改善と組み合わせるべきであり、溶解と再結晶のサイクルを最小限に抑える必要があると主張します。また、本研究は携行型の非破壊ツールであるXRFと慎重なデータ分析が、大規模な壁面領域での早期警戒サインを新たなサンプルを削り出すことなく追跡できることを示しています。こうして現代の科学は、訪問者がグレートピラミッドの内室を体験し続けられるようにしつつ、石材を古代の建築者が残した状態にできるだけ近く保つ助けとなり得るのです。

引用: Sessa, C., Deraz, R., Popovych, O. et al. Material characterization of stone surfaces in the inner chambers of the Khufu (Cheops) Pyramid: towards informed conservation strategies. Sci Rep 16, 12586 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-48805-8

キーワード: クフのピラミッド, 石材保存, 塩分の白華（エフェロレッセンス）, アスワン花崗岩, 文化遺産のマイクロクライメイト