Аннотация:
В пещере Шове на юго-востоке Франции хранятся предметы доисторического искусства, датируемые примерно 37 000 лет назад, в том числе изысканные рисунки углем животных, таких как пещерные медведи, пещерные львы, бизоны и лошади. Эти работы сохранились десятки тысяч лет и до сих пор легко узнаваемы. Недавно ученые обнаружили с помощью нового типа технологии обнаружения ультрафиолета, что поверхность некоторых фресок покрыта чрезвычайно тонким слоем природных минералов кальцита, который, возможно, действовал как прозрачная защитная краска, помогая этим древним произведениям искусства избежать долговременной эрозии.
Пещера Шове, расположенная на юго-востоке Франции, является одним из наиболее важных известных памятников палеолитического искусства. Около 37 000 лет назад люди палеолита, жившие в этом районе, вошли в пещеру и оставили на известняковых стенах большое количество рисунков животных. Впоследствии обвал древней скалы закрыл вход в пещеру, оставив ее внутреннюю часть изолированной от внешнего мира на долгое время, пока ее не открыли заново в 1990-х годах.
В пещере не только сохранилось большое количество фресок, но и обнаружены следы доисторических людей и животных. Поскольку эти руины чрезвычайно хрупкие, исследователям не разрешается приближаться или прикасаться к стенам пещеры по своему желанию. В целях защиты следов и древних отложений на земле весь персонал может передвигаться только по специально проложенным металлическим пешеходным дорожкам.
Это также создает особые трудности для научных исследований. Традиционное оборудование для анализа материалов обычно требует непосредственной близости или даже контакта с объектом исследования. Однако фрески в пещере Шове находятся далеко от тропы, и исследователи не могут проводить обычные проверки непосредственно на стенах.
Чтобы решить эту проблему, исследователи из французского университета Сорбонны, Французского национального центра научных исследований и других учреждений разработали комплект портативного оборудования для ультрафиолетовой флуоресцентной спектроскопии. Они установили прибор на защитной тропе, проецировали ультрафиолетовый свет на стену пещеры на расстоянии примерно 2,5 метров через длинный столб из углеродного волокна и систему оптоволокна, а затем использовали спектрометр для анализа флуоресценции, излучаемой материалом после облучения.
Ключом к этой технологии является то, что разные минералы и органические вещества проявляют разные характеристики флуоресценции под воздействием ультрафиолетового света. Даже поверхности известняка, которые невооруженным глазом выглядят одинаково, могут скрывать различные минеральные отложения и химический состав.
Результаты испытаний показали, что на поверхности некоторых фресок появилась явная синяя флуоресценция. Эти участки покрыты тонким слоем кальцита. Исследователи полагают, что насыщенная минералами вода текла вдоль стен известняковой пещеры, оставляя после себя отложения карбоната кальция после испарения воды, постепенно образуя тонкий слой прозрачных минералов.
Этот слой кальцита отличается от обычных толстых отложений травертина. Он достаточно прозрачен и не закроет полностью рисунок углем внизу. Однако он может образовывать естественный барьер на поверхности фрески, замедляя повреждение пигмента внешней влагой и другими факторами окружающей среды. Поэтому исследователи описывают его как натуральную защитную краску.
Это открытие также объясняет, почему некоторые доисторические картины так хорошо сохранились. Влага и минеральные отложения в пещерах не обязательно только разрушают картины; при определенных условиях они также могут образовывать защитный слой. Однако этот защитный эффект не является универсальным. Когда минеральные отложения слишком толстые, они могут полностью покрыть фрески, затрудняя их чтение.
Исследователи также обнаружили еще одно явление флуоресценции, заслуживающее внимания. Около некоторых рисунков углем после воздействия ультрафиолета появляется оранжевая флуоресценция. Эксперименты показывают, что этот сигнал может быть связан с высокотемпературным нагревом известняка или кальцита.
Чтобы выяснить источник оранжевой флуоресценции, команда провела в лаборатории испытания на нагревание образцов древесного угля, известняка и кальцита. Результаты показали, что известняк и кальцит, обработанные высокими температурами, могут давать оранжевую флуоресценцию, аналогичную той, что наблюдается в пещерах.
Это открытие побудило исследователей предложить новое объяснение: доисторические художники, возможно, не просто использовали обычный холодный уголь для рисования на стенах, но когда-то использовали горящий уголь или использовали источники тепла, такие как факелы, для обработки поверхности стен пещеры. Оранжевые сигналы под некоторыми фресками могут быть следами воздействия высоких температур.
Однако исследователи подчеркнули, что это объяснение по-прежнему основано на спектральных и экспериментальных результатах и не может напрямую доказать, что все соответствующие узоры были нарисованы горящим углем. Необходимы дальнейшие исследования взаимосвязи между различными температурами горения древесины, состоянием древесного угля и степенью нагрева известняка.
Филипп Вальтер, один из руководителей исследовательской группы, рассказал, что их метод исследования похож на судебно-медицинскую экспертизу. Чтобы восстановить творческие приемы доисторических художников и понять, как эти произведения сохранились на протяжении длительного периода времени, требуется всесторонний анализ каждого материального следа.
Важной особенностью этой технологии является то, что она не требует какого-либо контакта с поверхностью фотообоя. Исследователи могут проводить осмотры на расстоянии нескольких метров, избегая повреждения драгоценных реликвий. Поскольку традиционными методами обнаружения трудно отличить природный известняк от кальцита, образовавшегося позже, эта технология УФ-флуоресцентного анализа обеспечивает новый подход к исследованию.
Исследователи полагают, что в будущем этот метод может быть использован не только на археологических объектах, но также в судебной медицине и других областях, требующих идентификации следовых веществ. Исследовательская группа начала изучать возможность использования подобной технологии для мониторинга биопленок внутри Международной космической станции. Биопленка — сообщество, образующееся в результате скопления микроорганизмов на поверхности объекта, которое может влиять на внутреннюю среду и оборудование космического корабля.
Соответствующая исследовательская статья называется «Ультрафиолетовая флуоресцентная спектроскопия In Situ для характеристики полупрозрачных кальцитовых покрытий на доисторических наскальных рисунках» (In Situ Ультрафиолетовая флуоресцентная спектроскопия для характеристики полупрозрачных кальцитовых покрытий на доисторических наскальных рисунках), опубликованная в журнале «ACS Omega» 29 сентября 2026 года.
Это исследование раскрывает интересный природный процесс: минеральные отложения, оставленные потоком воды на стенах пещер десятки тысяч лет назад, возможно, непреднамеренно служили естественным барьером для защиты ранних произведений искусства человека. В то же время технология ультрафиолетовой спектроскопии также позволяет ученым лучше понять, как доисторические люди создавали, не прикасаясь к этим драгоценным реликвиям, и как природная среда помогла этим произведениям сохраниться на протяжении десятков тысяч лет.
Справочные материалы: исследовательские публикации Американского химического общества (ACS) и статьи «ACS Omega».
Комментарии