KULTURWISSENSCHAFTENAltes <strong>in</strong> neuem Licht<strong>Synchrotronstrahlung</strong> ermöglicht zerstörungsfreie E<strong>in</strong>blicke<strong>in</strong> historische Objekte. Die multidiszipl<strong>in</strong>äre <strong>Forschung</strong>stellt dabei eigene Anforderungen an die Infrastrukturder Strahlungsquellen.Wer unsere heutige Kultur verstehen will, dem helfen vielfachE<strong>in</strong>sichten <strong>in</strong> die Bedeutung historischer Objekte. DetaillierteKenntnisse über die Entstehung von Kunstwerken oderden E<strong>in</strong>satz von Kult- oder Gebrauchsgegenständen ermöglichene<strong>in</strong> tieferes historisches Verständnis.Die e<strong>in</strong>zigartigen Möglichkeiten zur zerstörungsfreien Materialuntersuchung<strong>mit</strong> <strong>Synchrotronstrahlung</strong> haben dazu geführt,dass entsprechende Methoden verstärkt bei derUntersuchung historischer Objekte e<strong>in</strong>gesetzt werden. Die Untersuchungsobjektereichen dabei von Bildern antiker Meisterbis zu Teilen versunkener Schiffe, von Schriften des Archimedesbis zu Kultgegenständen wie der Himmelsscheibe von Nebra(siehe rechte Seite) sowie von den Qumran-Rollen bis zum Berl<strong>in</strong>erGoldhut. In der Regel stehen dabei Fragen der Entstehung,der Herkunft, der Echtheit und Aspekte der Konservierung imVordergrund.Die zerstörungsfreie und räumlich aufgelöste Untersuchungder chemischen Zusammensetzung <strong>mit</strong>tels Röntgenfluoreszenzanalyseist dabei e<strong>in</strong>e der gebräuchlichstenTechniken. Bei dieser Methode wird das Phänomen der Fluoreszenzausgenutzt, bei dem bestimmte Stoffe Licht niedrigerEnergie abgeben, wenn sie <strong>mit</strong> Licht höherer Energie beschienenwerden.Aufgrund der Prom<strong>in</strong>enz der untersuchten Objekte und derRelevanz der <strong>Forschung</strong>sergebnisse für unser Weltbild ist dieÖffentlichkeitswirkung dieser Aktivitäten sehr groß. Oft werdendie Resultate dieser <strong>Forschung</strong> <strong>mit</strong> <strong>Synchrotronstrahlung</strong> <strong>in</strong> denMassenmedien verbreitet. Es ergibt sich daher e<strong>in</strong>e willkommeneMöglichkeit, die Arbeit von und <strong>mit</strong> <strong>Synchrotronstrahlung</strong>squellene<strong>in</strong>er breiten Öffentlichkeit darzustellen.Die Nutzer <strong>in</strong> diesem Bereich kommen <strong>in</strong> der Regel nichtaus dem angestammten Kreis der <strong>Synchrotronstrahlung</strong>sgeme<strong>in</strong>schaft,sondern s<strong>in</strong>d multidiszipl<strong>in</strong>äre Gruppen, die sichbeispielsweise aus Archäologen, Historikern, Konservatoren undNaturwissenschaftlern zusammensetzen. Die Gesamtzahl derNutzer ist noch vergleichsweise kle<strong>in</strong>, steigt aber <strong>in</strong> <strong>Deutschland</strong>zusammen <strong>mit</strong> der weltweiten Entwicklung kont<strong>in</strong>uierlich.E<strong>in</strong>e signifikante Ausweitung dieser Aktivitäten erfordert <strong>in</strong> ersterL<strong>in</strong>ie die Bereitstellung geeigneter Laborumgebungen fürdie ungewöhnlichen Proben. Die Erfordernisse s<strong>in</strong>d so verschiedenwie die Untersuchungsobjekte. Beispiele s<strong>in</strong>d klimatisierteProbenhütten oder Tresore für die Zwischenlagerung deroft sehr wertvollen Objekte. Zusätzlich ist wesentlich, dass die<strong>Synchrotronstrahlung</strong>squellen Ansprechpartner bereitstellen,welche die Untersuchungsmöglichkeiten aufzeigen und imE<strong>in</strong>zelfall sogar angepasste Lösungen für Experimente schaffenkönnen.Trotz der Vielfältigkeit des Feldes gibt es übergreifendeTrends für technische Verbesserungen. Diese zielen auf dieEmpf<strong>in</strong>dlichkeit der Analysemethoden bei gleichzeitiger Verr<strong>in</strong>gerungder Strahlendosis, um die Objekte nicht zu beschädigen.In diesen Bereich fällt die Entwicklung und Nutzung effizientererDetektoren und schnellerer Messsysteme. Weiterh<strong>in</strong> ist esfür viele Nutzer wesentlich, e<strong>in</strong> e<strong>in</strong>heitliches Koord<strong>in</strong>atensystemfür die Kopplung verschiedener Untersuchungsmethoden anderselben Probe etablieren zu können. Die Fähigkeit e<strong>in</strong>er externen,mikrometergenauen lichtmikroskopischen Orientierungder Probe und die Möglichkeit, diese Koord<strong>in</strong>aten für ortsaufgelösteMessungen <strong>in</strong> alle beteiligten <strong>Synchrotronstrahlung</strong>s-Messstationen zu übernehmen, würde zu e<strong>in</strong>er substantiellenVerbesserung der Arbeitsbed<strong>in</strong>gungen führen. Gegenüber diesenpotentiellen Verbesserungen ist die gegenwärtige Weiterentwicklungder <strong>Synchrotronstrahlung</strong>squellen zu höhererBrillanz sekundär.Die <strong>in</strong> den Kultur- und Geisteswissenschaften ebenso wie<strong>in</strong> den Naturwissenschaften e<strong>in</strong>gebettete Archäometrie bildetderzeit e<strong>in</strong> kle<strong>in</strong>es, aber aufstrebendes Anwendungsgebiet der<strong>Synchrotronstrahlung</strong>, das von den überragenden spektroskopischenund mikroskopischen Untersuchungsmethoden <strong>in</strong>Komb<strong>in</strong>ation <strong>mit</strong> der Zerstörungsfreiheit der Methoden lebt. DieAktivitäten an deutschen <strong>Synchrotronstrahlung</strong>squellen sowiean der ESRF s<strong>in</strong>d auf höchstem <strong>in</strong>ternationalem Niveau, wiezahlreiche Arbeiten <strong>in</strong>sbesondere an BESSY II <strong>in</strong> Berl<strong>in</strong> (sieheSeite 38), DORIS III <strong>in</strong> Hamburg (siehe Seite 40) sowie der ESRF<strong>in</strong> Grenoble (siehe Seite 48) belegen. Insbesondere über die Verbesserungder oben genannten weichen Faktoren im Umfeldder Infrastruktur der Strahlungsquellen werden sich diese Aktivitäten<strong>in</strong> Zukunft ausweiten lassen.18 <strong>Synchrotronstrahlung</strong> <strong>2009</strong>
Die Himmelsscheibe von NebraE<strong>in</strong>e zerstörungsfreie Analyse e<strong>in</strong>es nahezu viertausendJahre alten Kultobjektes bietet wichtige E<strong>in</strong>blicke <strong>in</strong> denHerstellungsprozess.Die Himmelsscheibe von Nebra stellt e<strong>in</strong>en der bedeutendstenarchäologischen Funde der letzten hundert Jahre dar. Eshandelt sich dabei um die älteste bekannte Abbildung desnächtlichen Sternenhimmels. Die esstellergroße Bronzescheibeist gut zwei Kilogramm schwer und hat e<strong>in</strong>en Durchmesser vonetwa 32 Zentimetern. Auf ihr wurden 37 Goldbleche <strong>mit</strong> e<strong>in</strong>erDicke von etwa 0,4 Zentimetern e<strong>in</strong>gelassen.Im Jahr 1999 stießen Raubgräber bei illegalen Ausgrabungen<strong>in</strong> der Nähe der Stadt Nebra <strong>in</strong> Sachsen-Anhalt auf dieHimmelsscheibe. Seit 2002 gehört sie zum Bestand des Landesmuseumsfür Vorgeschichte Sachsen-Anhalt <strong>in</strong> Halle (Saale).Dargestellt s<strong>in</strong>d Sterne, von denen sieben den Plejaden entsprechen– e<strong>in</strong>er Sterngruppe, die <strong>in</strong> vielen Kulturen zu kalendarischenZwecken gebraucht wurde. Zudem bef<strong>in</strong>den sich zweigroße Himmelskörper auf der Scheibe, die entweder die Sonneund den Mond oder den Vollmond und den zunehmendenMond darstellen. Ferner waren auf der Bronzeplatte drei goldeneBleche aufgebracht. Zwei davon stellten vermutlich denHorizont dar (von denen nur noch e<strong>in</strong>es erhalten ist), das drittewird als Boot <strong>in</strong>terpretiert.Die Scheibe wurde zusammen <strong>mit</strong> anderen Objekten gefunden(zwei Bronzeschwertern, zwei Beilen, e<strong>in</strong>em Meißelsowie Armspiralen). Diese Fundstücke können Archäologen <strong>mit</strong>großer Sicherheit auf 1600 vor Christus datieren. Da<strong>mit</strong> ist dieHimmelsscheibe von Nebra die erste bekannte Darstellung exaktbeobachteter Gestirne <strong>in</strong> Europa.Mittels e<strong>in</strong>er synchrotronstrahlungsbasierten Röntgenfluoreszenzanalysebei BESSY II am heutigen Helmholtz-ZentrumBerl<strong>in</strong> für Materialien und Energie haben Ernst Pernickaund Christian-He<strong>in</strong>rich Wunderlich zusammen <strong>mit</strong> Mart<strong>in</strong>Radtke und He<strong>in</strong>rich Riesemeier die chemische Zusammensetzungder Goldbleche untersucht. Der entscheidende Vorteil gegenüberder klassischen Röntgenfluoreszenzanalyse bestanddabei dar<strong>in</strong>, dass man nicht nur nachweisempf<strong>in</strong>dlicher, sondernauch ortsauflösend und zerstörungsfrei arbeiten kann. Soließen sich am Objekt millimeterkle<strong>in</strong>e Bereiche ohne Probennahmeanalysieren. Andere Verfahren wie etwa die Elektronenrastermikroskopieschieden aufgrund der Größe des Objektesaus.Bei der Analyse wurden drei verschiedene Goldblechsortenauf der Scheibe ausgemacht: So unterscheidet sich der Silbergehaltdes Bootes von den anderen Goldblechen erheblich.Zudem entsprechen sich der verbliebene Horizont und e<strong>in</strong>er derSterne im Z<strong>in</strong>ngehalt.Es ist also anzunehmen, dass die Himmelsscheibe <strong>in</strong> verschiedenenPhasen erschaffen wurde. Die Horizonte wurdenbeispielsweise erst nachträglich angebracht, wobei Sterne verdecktbeziehungsweise versetzt wurden. Erst danach kam dasBoot h<strong>in</strong>zu. Daraus lassen sich Vermutungen über die Funktionsänderungder Scheibe im Laufe von mehreren Generationenableiten.Aus der chemischen Zusammensetzung lässt sich e<strong>in</strong>e Herkunftdes Goldes aus dem heute rumänischen Siebenbürgenvermuten. Das Kupfer stammt wohl aus Österreich, die Herstellungskundeaus Griechenland. Die Himmelsscheibe von Nebraist da<strong>mit</strong> e<strong>in</strong> frühes europäisches Projekt, dem <strong>Synchrotronstrahlung</strong>zum<strong>in</strong>dest e<strong>in</strong>ige se<strong>in</strong>er Geheimnisse entlockenkonnte.Abbildungen:Mit Hilfe von <strong>Synchrotronstrahlung</strong>ließen sichdie unterschiedlichenKonzentrationen vonSilber und Kupfer <strong>in</strong> dene<strong>in</strong>zelnen Goldblechenauf der Himmelsscheibevon Nebra (unten)zerstörungsfrei er<strong>mit</strong>teln.WissenschaftlicheVeröffentlichung:E. Pernicka,C.-H. Wunderlich:NaturwissenschaftlicheUntersuchungen an denFunden von Nebra.Archäologie <strong>in</strong> Sachsen-Anhalt (2002) Nr.1:17-22<strong>Synchrotronstrahlung</strong> <strong>2009</strong> 19