Riskbedömning av skador på väggmålningar med lera- och jordputsunderlag under torkning

Varför gamla tempelmålningar bryr sig om inneluften

I museer och historiska tempel kan även små förändringar i inomhusfuktigheten långsamt orsaka sprickor i värdefulla väggmålningar. Denna studie fokuserar på berömda buddhistiska muraler från Horyu-ji-templet i Japan och ställer en praktisk fråga: hur snabbt, och i vilken omfattning, kan luften runt dessa sköra verk torkas utan att orsaka ny skada? Genom att bygga en detaljerad datormodell av målningarnas skiktade lera- och putsbaksida undersöker författarna säkrare sätt att styra fuktigheten samtidigt som onödig energianvändning undviks.

Forn konst gjord av ett andande material

Horyu-ji-väggmålningarna är monterade på paneler som består av flera staplade skikt: ett mellan- och ett övre skikt av jordputs, ett vitt lerskikt som hjälper färgen att fästa, och det tunna pigmentlagret självt. Dessa material är porösa och beter sig lite som en svamp — de sväller när de tar upp fukt och krymper när de torkar. Eftersom varje skikt reagerar olika kan förändringar i luftfuktigheten skapa interna deformationer och spänningar som så småningom kan orsaka sprickor i ytan. Några av de ursprungliga panelerna visar redan vertikala sprickor, särskilt nära mitten, vilket väcker oro för att framtida fuktighetsvariationer kan förvärra skadorna.

En virtuell tvilling av en skör målning

För att undersöka problemet utan att experimentera på originalen byggde forskarna en numerisk ”virtuell tvilling” av en typisk panel. De representerade väggmålningen i tvärsnitt och kombinerade två avancerade modelltyper: en som följer hur värme och fukt rör sig genom porösa material över tid, och en annan som kopplar fuktförändringar till mekaniska spänningar och deformationer i materialen. Med data från noggrant framställda provstycken av den vita leran och putsen matade de modellen med realistiska materialegenskaper, såsom styvhet, hållfasthet, porositet och hur dessa egenskaper förändras med fukt och sammansättning. Modellens utdata är en skadekänslighetsgrad, ett tal mellan noll och ett som jämför den beräknade dragspänningen med materialets draghållfasthet.

Var och när sprickor är mest sannolika

Simuleringarna visade att de högsta dragspänningarna under torkning utvecklas nära den främre ytan av det vita lerskiktet, särskilt runt mitten av målningen. När luften runt målningen blir torrare förlorar när-ytskiktet fukt och börjar krympa först, medan den fortfarande fuktiga inre delen motstår denna rörelse. Det motståndet koncentrerar spänningen nära ytan. Teamet undersökte också hur den exakta sammansättningen av den vita leran — dess blandning av keramisk lera, växtfibrer och rismjöl — påverkar sårbarheten. I en mängd kombinationer identifierade de en specifik blandning med relativt hög andel fibrer och ris som gav störst skaderisk, och de använde denna ”värsta tänkbara” sammansättning för att undvika att underskatta möjlig skada på de verkliga målningarna.

Hur mycket torkning är för mycket, och hur snabbt?

Författarna testade därefter olika fuktscenarier. De jämförde plötsliga fall i relativ luftfuktighet över en sekund med långsammare, gradvisa förändringar som varade upp till sex timmar. Även en mycket stor plötslig förändring — från 90 procent till 10 procent relativ luftfuktighet — drev inte den simulerade skaderisken över tröskeln för sprickbildning i deras icke-åldrade material. Modellen underskattar dock sannolikt den verkliga risken för de århundraden gamla originalen, som redan kan vara försvagade av tidigare skador och åldrande. Modellen är mer tillförlitlig som ett verktyg för att jämföra förhållanden. Den visade att vid ett måttligt fuktförändring från 70 till 50 procent gav en spridning av förändringen över sex timmar en lägre skaderisk än ett litet, snabbt fall från 70 till 65 procent som nuvarande museiriktlinjer betraktar som ofarligt för de flesta föremål.

Skonsamma förändringar bevarar historien bättre

För icke-specialister är huvudbudskapet enkelt: väggmålningar gjorda av skiktad lera och jordputs är särskilt känsliga för hur snabbt omgivande luft torkar, inte bara för den slutliga fuktnivån. Långsam, kontrollerad torkning låter fukt och spänningar jämna ut sig i lagren, vilket minskar risken för nya sprickor. Medan mer arbete behövs för att ta hänsyn till åldrande och befintliga skador i de verkliga Horyu-ji-målningarna, ger denna modelleringsmetod konservatorer ett vetenskapsbaserat sätt att jämföra miljöstrategier och välja fuktinställningar som både skyddar ovärderlig konst och begränsar energikrävande klimatkontroll.

Citering: Ishikawa, K., Ogura, D., Iba, C. et al. Damage risk prediction of wall paintings with clay and earthen plaster substrates during drying. npj Herit. Sci. 14, 156 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02408-8

Nyckelord: konservering av väggmålningar, fuktkontroll, kulturarv, jordputs, numerisk modellering