Пилотное исследование проблем применения портативного рентгенофлуоресцентного анализа для исследований происхождения бронзовых скульптур

Отслеживание произведений искусства без царапин

Когда бронзовая скульптура меняет владельца — или внезапно появляется на рынке — кураторам и коллекционерам необходимо знать: это подлинный отливок прижизненного периода художника или более поздняя, неавторизованная копия? Традиционные лабораторные методы могут дать ответ, но часто требуют удаления небольшого образца металла, что редко приемлемо для ценных произведений. В этом исследовании изучается, может ли простой портативный сканер, уже широко используемый в горной промышленности, прочитать металл и поверхностные слои бронзовых скульптур достаточно хорошо, чтобы помочь установить место их отливки, не повреждая их.

Скульптор, его литейные мастерские и проблема копий

Исследование сосредоточено на Антоне ван Вауве, ведущем скульпторе начала XX века, чьи работы имеют ключевое значение для культурной истории Южной Африки. Поскольку его мастерская и многие скульптуры перешли в дар Университету Претории, история владения коллекцией необычно хорошо документирована. Ван Ваув также работал лишь с несколькими бронзовыми литейными мастерскими в Италии и Великобритании, что делает его идеальным объектом для тестирования: если различия в рецептурах металлов и поверхностной обработке между мастерскими можно надежно обнаруживать, они могут составить своего рода «материальный отпечаток», связывающий каждую скульптуру с мастерской, которая её изготовила. Это, в свою очередь, могло бы помочь отличить оригинальные отливки от поздних имитаций.

Применение портативного сканера на сложных поверхностях

Команда использовала портативный рентгенофлуоресцентный (XRF) спектрометр — прибор, который облучает металл рентгеновскими лучами и измеряет энергии флуоресцентных рентгеновских лучей, возвращающихся обратно. Эти энергии показывают, какие элементы присутствуют и в каких приблизительных пропорциях. В отличие от более точных лабораторных методов, XRF не требует разрезов или сверления — огромное преимущество для произведений искусства. Но скульптуры не являются идеальными пробами: их негладкие обратные стороны неровны, труднодоступны, часто загрязнены или покрыты литьевыми остатками, а иногда заделаны винтами или сварными швами. Повторные измерения номинально схожих участков показали, что эти практические сложности создают заметные вариации в показаниях, особенно для элементов, присутствующих в малых количествах.

Что скрывается под цветной оболочкой бронзы

Бронзовые скульптуры почти всегда имеют патину — намеренно сформированный поверхностный слой, который придает им цвет и характер. Традиционно литейные мастерские использовали смеси на основе серных соединений и солей железа, иногда приготовленные по импровизированным рецептам. Сначала исследователи пытались измерять только открытый металл на обратной стороне скульптур, но обнаружили, что трудности доступа и скрытые включения ограничивают их способность отличать одну мастерскую от другой. Напротив, патинированные верхние поверхности были более гладкими и однородными. Рентгеновские лучи легко проходили через тонкую патиныю и одновременно анализировали как поверхностный слой, так и лежащий под ним сплав. Поскольку каждая мастерская склонялась к использованию собственной комбинации состава металла и химии патины, этот комбинированный сигнал оказался полезным отпечатком.

Выявляются отчетливые материальные отпечатки

Анализ девяти скульптур из трёх мастерских показал, что несмотря на шум измерений, видимы последовательные различия. Например, бронзы одной британской мастерской содержали больше титана, тогда как у некоторых итальянских мастерских наблюдались хром или более высокий уровень свинца, что отражает разные рецептуры сплавов. Различия в поверхностной обработке также были заметны: некоторые патины явно содержали серные и калиевые соединения, а в работах одной мастерской присутствие хлора указывало на патину, приготовленную с использованием хлорного железа. При сравнении спектров из похожих мест на верхней и нижней сторонах одной и той же скульптуры частичное поглощение рентгеновских пиков патиной подтверждало, что прибор действительно чувствует металл на разных глубинах. В совокупности эти характеристики образуют воспроизводимые шаблоны, позволяющие разделять продукцию разных мастерских.

От пилотного исследования к практическому инструменту

Авторы приходят к выводу, что портативный XRF, используемый вдумчиво, может обеспечить значимые материальные отпечатки для бронзовых скульптур без их повреждения. Важнее не стремление к идеальной лабораторной точности, а повторяемые паттерны и относительные различия между элементами — именно такой тип информации необходим для обучения модели машинного обучения, которая могла бы помогать в вопросах происхождения. Поскольку тысячи подобных сканеров уже эксплуатируются в африканской горной промышленности, реставраторы могли бы одалживать или совместно использовать приборы и применять тот же подход, при условии что каждая модель обучается на данных от одного устройства. Таким образом, это пилотное исследование закладывает основу для доступных, неразрушающих инструментов, которые помогут музеям и учреждениям наследия проверять, где и как были созданы ценные бронзы.

Цитирование: 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

Ключевые слова: бронзовая скульптура, портативный XRF, реставрация произведений искусства, происхождение, анализ патин