8 октября в рамках Всероссийского фестиваля НАУКА 0+ в Шуваловском корпусе МГУ имени М. В. Ломоносова состоялась лекция «Физики и искусствоведы: зачем мы нужны друг другу?», посвященная исследованию уникальных настенных росписей древнерусских храмов при помощи нейронного анализа.
©Алина Замирина / Журналист Online
Андрей Юрьевич Дмитриев, руководитель группы нейтронного анализа Лаборатории нейтронной физики имени И.М. Франка ОИЯИ, кандидат физико-математических наук, рассказал, что физики «дают ответы на вопросы искусствоведов», проводя изучение компонентов монументальной живописи.
- Мы определяем и уточняем тип росписи, можем предположить статус заказчика, время исполнения или школы живописи. Если удастся установить факт перерождения цветов, то проводим цифровую реконструкцию первоначального вида росписи, - поясняет ученый.
Какой путь проходит исследуемый образец с начала его обнаружения в храме и до получения окончательных результатов исследования в лаборатории?
По словам Андрея Дмитриева, вначале ученые «получают образцы, отчищают их от внешних загрязнений, проводят подготовку к излучению, используя средства одноразовой защиты».
- Работаем в перчатках, чепчиках, масках. Одного прикосновения рукой, не защищенной перчаткой, будет достаточно, чтобы обнаружить на образцах иные элементы, содержащиеся на руке, - калий, натрий или хлор. Затем образцы измельчаем, сушим и упаковываем. Из каждого делаем две пробы, так как для каждой из них необходимо разное облучение.
После этого начинается «работа с оптической микроскопией». Именно микроскопы «позволяют определить качественный и количественный состав компонентов живописи», что является «одной из самых важных задач исследования». Затем - нейтронный анализ.
- Вначале мы помещаем исследуемый образец в поток нейтронов, - объясняет ученый, - происходит облучение, образец переходит в возбужденное состояние. Это возбуждение снимается испусканием гамма-лучей. Мы регистрируем гамма-лучи во время процесса облучения или измеряем спектры после окончания облучения. Результат этих измерений и обработка полученных спектров позволяют сделать вывод об элементом составе.
Группа Андрея Дмитриева впервые начала применять нейтронные методы, для того чтобы исследовать состав элементов. За один реакторный цикл физики успевают обработать несколько десятков образцов, а иногда и более сотни. Для реализации таких методов требуются серьезные источники нейтронов, для наших ученых это реактор и установка в Лаборатории нейтронной физики имени И.М.Франка в России и реактор в Институте ядерной физики в Казахстане. Нейтронный метод позволяет «определить состав более 40 элементов», а также «установить точную массу вплоть до микрограммов».
«Непростая судьба» Георгиевского собора, одного из самых красивых архитектурных сооружений XII века
Ольга Сергеевна Филиппова, коллега Андрея Дмитриева, старший научный сотрудник Группы нейтронного активационного анализа Лаборатории нейтронной физики имени И.М. Франка ОИЯИ, кандидат химических наук, рассказывает, что они «занимаются исследованием монументальной живописи чуть больше двух лет и на данный момент уже закончили исследования четырех храмов: Георгиевского собора Юрьева монастыря в Великом Новгороде, Смоленского собора Новодевичьего монастыря в Москве, Спасо-Преображенского собора Мирожского монастыря и Собора Рождения Богородицы Снетогорского монастыря в Пскове» (все они являются памятниками федерального значения и включены в список всемирного наследия ЮНЕСКО).
©Алина Замирина / Журналист Online
Ольга Сергеевна уточняет, что «самый древний из исследуемых группой храмов - Георгиевский собор Юрьева монастыря в Великом Новгороде».
- У собора очень непростая судьба. Он был расписан после завершения строительства в 1130 году, но древние фрески для нас не сохранились: они были сбиты со стен в начале XIX века в ходе реставрационных работ и использовались как подсыпка под новый пол. В 2013 году группа археологов обнаружила огромное количество этих фрагментов авторской росписи, нашей группе были переданы несколько образцов. В основном это были однотонные фрагменты с основными цветами. Мы провели флуоресцентный анализ, чтобы определить элементный состав, и сделали предположения о использовавшихся пигментов для росписи. Нами было установлено, что для росписи Георгиевский собора использовались желтая и красная охра, зеленая земля, натуральный лазурит в качестве синего пигмента. Единственное месторождение натурального лазурита в XII веке - территория нынешнего Афганистана. Очистка кристаллов, их доставка в Россию явно стоили немалых денег. В Георгиевском соборе синих росписей очень много, поэтому можно себе представить, какая роскошная роспись была в том храме и каких денег это стоило. Становится очевидным, что такую роспись могли себе позволить только князья, - заключает Ольга Сергеевна.
Однако в перспективе нейтронный анализ, несмотря на всего его преимущества, не станет неотъемлемой частью археологических исследований.
- Это достаточно дорогостоящий и трудоемкий процесс. Просто так использовать его очень дорого, - утверждает исследователь.
В настоящий момент группа нейтронного анализа занимается исследованием образцов церкви Иоанна на Опоках и Воскресенской церкви Деревяницкого монастыря в Великом Новгороде. В будущем ученые планируют провести исследования в Троицком соборе Троицкой-Сергиевой Лавры в Сергиевом Посаде, церкви Спаса Преображения на Ильине улице в Великом Новгороде, Успенском соборе в Москве. На постоянной основе лаборатория нейтронной физики сотрудничает с Государственным институтом искусствознания, Межобластным научно-реставрационным художественным управлением, Институтом археологии Российской академии наук, Государственным историко-культурным музеем-заповедником «Московский Кремль», казахстанским Институтом ядерной физики в Алма-Ате. Проводимые исследования являются основой для современных проектов реставрации стенописи и создания базы данных для компонентов монументальной живописи с перспективой их дальнейшего использования.
