Badanie pilotażowe oceniające wyzwania związane z użyciem przenośnego XRF w badaniach pochodzenia rzeźb z brązu

Śledzenie dzieł sztuki bez pozostawiania rys

Gdy rzeźba z brązu zmienia właściciela — albo nagle pojawia się na rynku — kuratorzy i kolekcjonerzy muszą wiedzieć: czy to autentyczny odlew z życia artysty, czy późniejsza, nieautoryzowana kopia? Tradycyjne metody laboratoryjne potrafią na to odpowiedzieć, lecz często wymagają pobrania niewielkiej próbki metalu, co rzadko jest dopuszczalne w przypadku wartościowych dzieł. W tym badaniu sprawdzono, czy prosty, ręczny skaner, powszechny już w przemyśle wydobywczym, może odczytywać warstwy metalu i powierzchni brązowych rzeźb na tyle dobrze, by pomóc w ustaleniu miejsca odlewania, nie uszkadzając ich.

Rzeźbiarz, jego odlewnie i problem kopii

Badania skupiają się na Antonie van Wouwie, czołowym rzeźbiarzu początku XX wieku, którego prace są kluczowe dla historii kulturowej Południowej Afryki. Ponieważ jego pracownia i wiele rzeźb zostały przekazane Uniwersytetowi w Pretorii, historia własności tej kolekcji jest wyjątkowo dobrze udokumentowana. Van Wouw korzystał też tylko z kilku odlewni brązu we Włoszech i w Wielkiej Brytanii, co czyni go idealnym przypadkiem testowym: jeśli różnice w składzie metalu i obróbce powierzchni między odlewniami da się wykryć wiarygodnie, mogą one stworzyć rodzaj „materialnego podpisu”, wiążącego każdą rzeźbę z warsztatem, który ją wykonał. To z kolei mogłoby pomóc odróżnić oryginalne odlewy od późniejszych imitacji.

Użycie przenośnego skanera na skomplikowanych powierzchniach

Zespół użył przenośnego spektrometru fluorescencji rentgenowskiej (XRF), urządzenia, które wysyła promieniowanie rentgenowskie w metal i mierzy energie fluorescencyjnych promieni rentgenowskich zwracanych z próbki. Te energie ujawniają, które pierwiastki są obecne i w jakich przybliżonych proporcjach. W przeciwieństwie do dokładniejszych technik laboratoryjnych, XRF nie wymaga cięcia ani wiercenia — ogromna zaleta w przypadku dzieł sztuki. Jednak rzeźby nie są idealnymi próbkami: ich spody są nierówne, trudno dostępne, często zabrudzone lub pokryte pozostałościami po odlewaniu, a czasem załatane śrubami lub spawami. Powtarzane pomiary w nominalnie podobnych miejscach pokazały, że te praktyczne komplikacje powodują zauważalne zmienności odczytów, szczególnie dla pierwiastków występujących w niewielkich ilościach.

Co kryje się pod kolorową skórą brązu

Rzeźby z brązu niemal zawsze wykończone są patyną — celowo uformowaną warstwą powierzchniową nadającą im kolor i charakter. Tradycyjnie odlewnie stosowały mieszanki oparte na związkach siarki i solach żelaza, czasem sporządzane z improwizowanych receptur. Początkowo badacze próbowali mierzyć jedynie goły metal na spodzie rzeźb, lecz stwierdzili, że trudności z dostępem i ukryte inkluzje ograniczają zdolność rozróżnienia odlewni. Dla odmiany patynowane powierzchnie wierzchnie były gładsze i bardziej jednolite. Promienie rentgena mogły łatwo przenikać cienką patynę i jednocześnie pobierać próbkę warstwy powierzchniowej oraz leżącego pod nią stopu. Ponieważ każda odlewnia miała tendencję do stosowania własnych kombinacji składu metalu i chemikaliów do patynowania, taki złożony sygnał okazał się użytecznym odciskiem palca.

Pojawiają się odrębne materialne odciski palców

Analizy dziewięciu rzeźb z trzech odlewni wykazały, że pomimo szumu pomiarowego widoczne są spójne różnice. Na przykład brązy z jednej brytyjskiej odlewni zawierały więcej tytanu, podczas gdy niektóre włoskie odlewnie wykazywały obecność chromu lub wyższe poziomy ołowiu, co odzwierciedla różne receptury metali. Różnice w obróbce powierzchni też były zauważalne: niektóre patyny wyraźnie zawierały związki siarki i potasu, a w pracach jednej odlewni obecność chloru wskazywała na patynę z chlorku żelaza. Gdy porównano widma z podobnych miejsc na górze i spodzie tej samej rzeźby, częściowe absorbowanie pików rentgenowskich przez patynę potwierdziło, że instrument rzeczywiście wykrywa metal z różnych głębokości. Razem te cechy tworzą powtarzalne wzorce, które mogą odróżniać produkcję jednej odlewni od innej.

Od badania pilotażowego do narzędzia praktycznego

Autorzy wnioskują, że przenośne XRF, stosowane z rozwagą, może dostarczać znaczących materialnych odcisków palców rzeźb z brązu bez ich uszkadzania. Zamiast dążyć do doskonałej dokładności laboratoryjnej, podkreślają znaczenie powtarzalnych wzorców i względnych różnic między pierwiastkami — dokładnie takiej informacji, jaka jest potrzebna do trenowania modelu uczenia maszynowego, który mógłby wspomagać pytania o pochodzenie. Ponieważ tysiące takich skanerów już działają w afrykańskim górnictwie, konserwatorzy mogliby potencjalnie wypożyczać lub współdzielić urządzenia i stosować tę samą metodę, pod warunkiem że każdy model będzie zbudowany na danych z jednego urządzenia. To badanie pilotażowe kładzie zatem podwaliny pod dostępne, niedestrukcyjne narzędzia pomagające muzeom i instytucjom dziedzictwa potwierdzać, gdzie i jak powstały cenione brązy.

Cytowanie: 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

Słowa kluczowe: rzeźba z brązu, przenośne XRF, konserwacja dzieł sztuki, pochodzenie, analiza patyny