Vy över grop 1 i Terrakottaarmén som visar de hundratals krigare som en gång var beväpnade med bronsvapen. Kredit:Xia Juxian
Krompläteringen på Terracotta Army bronsvapen – som en gång troddes vara den tidigaste formen av rostskyddsteknik – härrör från en dekorativ lack snarare än en konserveringsteknik, finner en ny studie som leds av forskare från UCL och Terracotta Army Museum.
Studien, publicerad idag i Vetenskapliga rapporter , avslöjar att den omgivande jordens kemiska sammansättning och egenskaper, snarare än krom, kan vara ansvarig för vapnets berömda bevarandekraft.
Huvudförfattare professor Marcos Martinón-Torres (University of Cambridge och tidigare vid UCL Institute of Archaeology), kommenterade:"Terrakottakrigarna och de flesta organiska materialen i mausoleet var belagda med skyddande lager av lack innan de målades med pigment - men intressant nog, inte bronsvapnen."
"Vi hittade en betydande kromhalt i lacken, men bara ett spår av krom i de närliggande pigmenten och jorden - möjligen förorening. De högsta spåren av krom som finns på brons finns alltid på vapendelar som är direkt kopplade till nu sönderfallna organiska element, såsom lansskaft och svärdsgrepp av trä och bambu, som också skulle ha haft en lackbeläggning. Klart, lacken är den oavsiktliga källan till krom på bronserna – och inte en gammal rostskyddsbehandling."
Detalj från greppet och bladet från ett av Terracotta Army-svärden. I de flesta av de analyserade svärden, de högsta koncentrationerna av krom detekteras i skyddet och andra beslag, som skulle ha varit i kontakt med de lackerade organiska delarna. Kredit:Zhao Zhen
Den världsberömda terrakottaarmén i Xi'an består av tusentals keramiska figurer i naturlig storlek som representerar krigare, stationerad i tre stora gropar i Qin Shihuangs mausoleum (259-210 f.Kr.), den första kejsaren av ett enat Kina.
Dessa krigare var beväpnade med fullt fungerande bronsvapen; dussintals spjut, lansar, krokar, svärd, armborstavtryckare och så många som 40, 000 pilspetsar har alla återfunnits. Även om de ursprungliga organiska komponenterna i vapnen som träskaft, koger och skidor har mestadels förfallit under de senaste 2, 000 år, bronskomponenterna förblir i anmärkningsvärt gott skick.
Sedan de första utgrävningarna av Terrakottaarmén på 1970-talet, forskare har föreslagit att det oklanderliga tillståndet av bevarande som ses på bronsvapnen måste vara ett resultat av att Qin-vapentillverkarna utvecklat en unik metod för att förhindra metallkorrosion.
Spår av krom som upptäcktes på ytan av bronsvapnen gav upphov till tron att Qin-hantverkare uppfann ett prejudikat till kromatomvandlingsbeläggningstekniken, en teknik som endast patenterades i början av 1900-talet och som fortfarande används idag. Berättelsen har citerats i vissa böcker och media.
Vy över grop 1 i Terrakottaarmén som visar hundratals krigare som en gång var beväpnade med bronsvapen. Kredit:Xia Juxian.
Nu visar ett internationellt team av forskare att krom som finns på bronsytorna helt enkelt är föroreningar från lack som finns i intilliggande föremål, och inte resultatet av en gammal teknik. Forskarna föreslår också att det utmärkta bevarandet av bronsvapnen kan ha hjälpts av det måttligt alkaliska pH-värdet, liten partikelstorlek och lågt organiskt innehåll i den omgivande jorden.
Dr. Xiuzhen Li (UCL Institute of Archaeology and Terracotta Army Museum), medförfattare till studien, sa:"Några av bronsvapnen, särskilda svärd, lansar och hellebardar, visa blanka nästan orörda ytor och vassa blad efter 2, 000 år begravd med Terrakottaarmén. En hypotes för detta var att vapentillverkarna av Qin kunde ha använt någon form av rostskyddsteknik på grund av krom som upptäckts på vapnets yta. Dock, bevarandet av vapnen har fortsatt att förvirra forskare i mer än fyrtio år.
"Bronsens höga tennsammansättning, släckningsteknik, och den lokala jordens speciella natur kan till viss del förklara deras anmärkningsvärda bevarande, men det är fortfarande möjligt att Qin-dynastin utvecklade en mystisk teknisk process och detta förtjänar ytterligare undersökning."
Genom att analysera hundratals artefakter, forskare fann också att många av de bäst bevarade bronsvapnen inte hade krom på ytan. För att undersöka orsakerna till deras fortfarande utmärkta bevarande, de simulerade vittringen av kopior av brons i en miljökammare. Bronser begravda i Xi'ans mark förblev nästan orörda efter fyra månader av extrem temperatur och fuktighet, i motsats till den svåra korrosionen av bronserna som begravts för jämförelse i brittisk mark.
Ett av bronsvärden från Terrakottaarmén som visar ett utmärkt bevarandetillstånd, med ett glänsande och vasst blad. Dessutom visas metallbeslagen från greppet och skidan, som var gjorda av organiskt material och inte har överlevt. Kredit:Zhao Zhen
"Det är slående hur många viktiga, detaljerade insikter kan återvinnas via bevisen för både naturliga material och komplexa konstgjorda recept som finns över mausoleumkomplexet - brons, lera, trä, lack och pigment för att bara nämna några. Dessa material ger kompletterande berättelser i en större berättelse om hantverksproduktionsstrategier i början av Kinas första imperium, sa medförfattaren, Professor Andrew Bevan (UCL Institute of Archaeology).
Professor Thilo Rehren (Cyprus Institute och UCL Institute of Archaeology), betonade vikten av ett långsiktigt samarbete. "Vi startade den här forskningen för mer än 10 år sedan mellan UCL och museet. Bara genom uthålligheten, med förtroende för samarbete och out-of-the-box-tänkande från kollegor i Kina och Storbritannien kunde vi lösa detta decennium gamla mysteriet."
