In der Sammlung wissenschaftlicher Instrumente und Lehrmittel befinden sich einige Objekte mit Bestandteilen aus Elfenbein, Mahagoni oder Teak. Diese Materialien stammen meist aus ehemaligen Kolonien. Doch um mit Sicherheit sagen zu können, woher die Materialien genau kommen, bedarf es chemischer Analysen. Diese sind aber meist invasiv und beschädigen die Objekte. Die Sammlung wissenschaftlicher Instrumente und Lehrmittel prüfte daher, welche Informationen sich durch nicht-invasive Analysen über das Material gewinnen lassen.
Elfenbein
In vielen Sammlungen und Museen finden sich Objekte aus Elfenbein: Kunstobjekte, Schmuck aber auch alltägliche Gegenstände wie Knöpfe oder Kämme wurden aus Elfenbein hergestellt. Über Jahrhunderte stand Elfenbein für Luxus, Reinheit und Prestige. In aktuellen Debatten zur Thematik der kolonialen Ausbeutung, rücken nicht nur Objekte, sondern auch deren Materialien in den Fokus – so auch Elfenbein. Oft stammt das Material nämlich aus ehemaligen Kolonien: zur Erhaltung des Materials wurden nicht nur Tiere gewaltsam getötet, sondern auch Menschen und Landschaften ausgebeutet.1
Zwar gab es bereits vor der Kolonialzeit Elfenbeinhandel 2, doch vom sogenannten «Elfenbeinrausch», also als Elfenbein in grossen Mengen nach Europa importiert und dort verarbeitet wurde, spricht man erst im 19. Jahrhundert; da spielen koloniale Herrschaftsverhältnisse eine entscheidende Rolle.
Fragestellung
Die Herkunft von historischem Elfenbein zu bestimmen, ist schwierig. Für moderne Objekte existieren Referenzwerte, insbesondere für Elfenbein aus Südafrika, wodurch eine Herkunftsbestimmung heute teilweise möglich ist. Vor diesem Hintergrund stellten wir uns die Frage, ob sich auch die Herkunft unserer historischen Elfenbein-Klappsonnenuhren rekonstruieren lässt. Im Laufe des Projektes zeigte sich allerdings ziemlich schnell, dass dies derzeit nicht möglich ist. Im Austausch mit verschiedenen Expert:innen haben wir uns entschieden, die Analyse dennoch voranzutreiben, da sie wertvolle Erkenntnisse über die Zusammensetzung des jeweiligen Elfenbeins liefert und Unterschiede oder Gemeinsamkeiten zwischen den Objekten sichtbar machen kann.
Für die Auswertung der Analyse wurden Hypothesen formuliert. Diese basieren auf den Informationen, die von den Objekten bekannt sind, so wie Herstellungsort oder auch Hersteller. Eine der Hypothesen war dass, dass Sonnenuhren aus denselben Orten oder derselben Hersteller ähnliche Werte aufweisen.
Elfenbein-Klappsonnenuhren
Die Sammlung wissenschaftlicher Instrumente und Lehrmittel ist im Besitz von sieben Elfenbein-Klappsonnenuhren, wobei eine nicht vollständig ist. Die Objekte stammen aus der Zeit vom 16.-18. Jahrhundert und wurden in Deutschland (Nürnberg oder Augsburg) oder Frankreich (Dieppe) hergestellt. Untersucht wurden sechs Objekte, da sich die Sonnenuhr mit der Inventarnummer KGS_414 zum Zeitpunkt der Analyse in Leihe befand.
Die XRF-Analyse
Um die chemische Zusammensetzung von Materialien zu bestimmen, gibt es verschiedene Methoden. Sie unterscheiden sich jeweils in den Anforderungen sowie der benötigten Infrastruktur und der Genauigkeit der Ergebnisse. Bei destruktiven, beziehungsweise invasiven Methoden wird zur Probeentnahme ein kleines Loch in das Objekt gebohrt und das Probematerial wird während der Messung vernichtet, da es entweder aufgelöst oder verbrannt wird. Für historische Objekte aus Sammlungen und Museen kommen diese Methoden nicht in Frage. Eine andere, nicht-destruktive Methode ist das Röntgenfluoreszenz-Scanning (kurz: XRF- Scanning).
Für die Messungen der Elfenbein-Klappsonnenuhren wurde dies mit einem Niton XL5+ von Thermo Fisher Scientific® durchgeführt. Dieser Handspektrometer entstammt der neuesten Generation solcher Geräte. Sie erfordern wenig Probenaufbereitung und eignen sich gut für qualitativ hochwertige ad-hoc Messungen, da der Messsensor klein und agil ist. Durchgeführt wurden die Messungen von Dario Biedermann (damals Geoblock GmbH, eine Firma von ETH-Absolventen für geologische Abklärungen).
Die Elfenbein-Klappsonnenuhren bestehen aus mehreren Elementen, welche sich bezüglich chemischer Zusammensetzung stark unterscheiden. Es kann zwischen Elfenbein, verschiedenen Farben und metallischen Elementen unterschieden werden. Da die Messungen jeweils die durchschnittliche Zusammensetzung von einer Oberfläche von 3x3mm und einer Penetrationstiefe von ca. 2mm repräsentieren, ist es möglich, die verschiedenen Elemente pro Messung zu isolieren. Während dies beim Elfenbein und den metallischen Elementen gut funktioniert, handelt es sich bei den Messungen der Farben jeweils um eine Mischung aus Elfenbein + Farbe.
Bei jeder Sonnenuhr wurden pro Seite (vier Seiten: obere Rückseite, obere Innenseite, untere Innenseite, untere Rückseite) mindestens je zwei Messungen des reinen Elfenbeins gemacht. Es wurde versucht, jede vorhandene Farbe (einzeln) zu messen, was aber nicht in jedem Fall möglich war. Die metallischen Teile wurden via Metallkalibrierung und den Informationen aus der Objektdatenbank identifiziert.
Insgesamt wurden ca. 80 Messungen mit einer Dauer von jeweils 45-50 Sekunden durchgeführt. Diese Messdauer ist verhältnismässig lang, da das Gerät bereits ab 15 Sekunden verlässliche Ergebnisse liefert. Bei einer längeren Messdauer werden die Resultate jedoch präziser und ab 50 Sekunden sollte die Genauigkeit ein Maximum erreicht haben. Diese Angaben basieren auf Erfahrungswerten von Dario Biedermann.
Beispiel der Auswertung
Nach der Analyse und Aufbereitung der Daten wurde versucht, die aufgestellten Hypothesen mittels der Resultate zu bestätigen oder zu verwerfen. Die oben aufgeführte Hypothese, dass die Sonnenuhren aus denselben Orten oder derselben Hersteller ähnliche Werte aufweisen, konnte nicht bestätigt werden. Zwar gibt es teilweise durchaus Ähnlichkeiten, doch die Aussagekraft der Ergebnisse ist dahingehend begrenzt.
Im folgenden wird an der Sonnenuhr KGS_409 bespielhaft aufgezeigt, wie die Messungen dokumentiert wurden und welche Ergebnisse die Analyse geliefert hat. Zusammenstellungen und Visualisierungen dieser Art wurden für alle untersuchten Objekte gemacht.
| Messungen (IDs) | Messort |
| 46-49 | Rückseite (reines Elfenbein) |
| 50-51 | Innenseite obere Platte (rote Farbe) |
| 52-53 | Innenseite obere Platte (schwarze Farbe) |
| 54 | Rand |
| 56 | Vorderseite (undefinierte Farbe) |
| 57-58 | Vorderseite (Metallteile) |
Der Vergleich mit den anderen Sonnenuhren hat gezeigt, dass KGS_409 vergleichweise hohe Wert für folgende Elemente zeigt:
- Aluminium (Al, >0.6%)
- Arsen (As, >50ppm)
- Eisen (Fe, >500ppm)
- Quecksilber (Hg, ca. 10ppm)
- Blei (Pb, >100ppm)
- Schwefel (S, >0.7%)
- Silizium (Si, >0.7%)
Aufgrund dieser hohen Grenzwerte unterschiedet sich dieses Objekt deutlich von den anderen Sonnenuhren. Der hohe Quecksilbergehalt ist auf die vorhandene rote Farbe zurückzuführen.
Fazit
Die XRF-Analyse als nicht-destruktive Messmethode liesse sich gut auch für andere historische Objekte anwenden. Die Messungen können relativ schnell und unkompliziert durchgeführt werden. Ein Vorteil besteht auch darin, dass die Objekte nicht zwingendermassen aus dem Depot transportiert werden müssen, sondern Messungen direkt vor Ort vorgenommen werden können. Obwohl die Methode vergleichsweise einfach ist, ist es dennoch unabdingbar, dass ein Experte oder eine Expertin die Messung durchführt. Insbesondere bei der Auswertung der Messung brauchen Sammlungskurator:innen und Museumsfachleute Unterstützung.
Die Analyse erlaubt es, interessante Aussagen über die Ähnlichkeit oder Unterschiede der Materialien und Farben bei den verschiedenen Sonnenuhren zu treffen. Gerade die Analyse der Farben, die zu Beginn nicht im Vordergrund stand, hat sich als sehr interessant erwiesen. Mittels der chemischen Analyse kann aufgezeigt werden, welche Farbe(n) ursprünglich verwendet wurde(n), da sich Farben im Laufe der Zeit durchaus verändern können. Sowohl die Werte der Farben als auch die, der vorhandenen Metalle können Aufschluss über das Handwerk geben. Um mehr über die Herkunft des Elfenbeines zu erfahren, scheint hingegen derzeit die historische Analyse immer noch als aufschlussreichster Weg.
Für die Sammlung wissenschaftlicher Instrumente und Lehrmittel war dieses Projekt ein Versuch, eine Materialanalyse zu organisieren und durchzuführen. Besonders die lange Phase des Austausches mit verschiedenen Expert:innen und Wissenschaftler:innen (Stefan Ziegler/ WWF, Dr. Ashley Coutu/ Senior Research Curator/Deputy Head of Research, Pitt Rivers Museum Oxford, Dennis Braekmans/ Assistant Professor in Archaeological Materials Analysis, Leiden University) muss ganz massgeblich zum Vorhaben gezählt werden, da sich derartige Materialanalysen bisher (noch) nicht etabliert haben. So führte das Vorhaben auch zum Aufbau von Wissen, Erfahrungen und Netzwerken.
Um diese und ähnliche Methoden der Materialanalyse etablieren zu können, müssen Museen und Sammlungen ihre Objekte zur Verfügung stellen. Nur so kann eine grosse Datenbasis geschaffen werden. Diese würde erst eine fundierte Vergleichbarkeit ermöglichen. Nebst der Datenebene muss auch die interdisziplinäre Arbeit vorangetrieben werden.