Pazyryk-mattan är världens äldsta exempel på en knuten luggmatta och förvaras på Eremitagemuseet i St. Petersburg, Ryssland. Mattan, som var gjord av ny ull omkring 400 f.Kr. är ett av de mest spännande exemplen på centralasiatiskt hantverk från järnåldern. Ända sedan mattan upptäcktes 1947 av ryska arkeologer i en kurgangrav i Altai-bergen, experter på traditionella färgningstekniker har blivit förbryllade över det livliga röda, gula och blå färger på mattan, som låg begravd under extrema förhållanden i nästan 2, 500 år.

Röda fibrer under mikroskopet

Prof. Dr. Karl Meßlinger från Institutet för fysiologi och patofysiologi vid FAU, och röntgenmikroskopexperterna Dr. Andreas Späth och Prof. Dr. Rainer Fink från ordföranden för fysikalisk kemi II vid FAU har nu kastat lite ljus över denna hemlighet. Tillsammans, de kom på idén att avbilda fördelningen av pigment över tvärsnittet av enskilda ullfibrer med hjälp av högupplöst röntgenfluorescensmikroskopi (μ-XRF). Dr. Späth och Prof. Fink genomförde experimenten med PHOENIX-röntgenmikroskopet vid Paul Scherrer-institutet i Villigen, Schweiz. Med tre till fem mikrometer, mikroskopet ger tillräcklig rumslig upplösning i kombination med hög känslighet för karakteristiska kemiska element.

Studien fokuserade främst på röda ullfibrer, eftersom pigmentet Turkietrött har använts nästan uteslutande i århundraden i Centralasien och i Fjärran Östern för att skapa en karakteristisk nyans av rött. Turkietröd är ett metallorganiskt komplex tillverkat av alizarin, som härstammar från rötterna av rosenmakaren, och aluminium.

"μ-XRF-avbildning visar den karakteristiska fördelningen av aluminium längs tvärsnittet av fermenterade ullfibrer, " förklarar Dr. Andreas Späth. "Vi hittade samma mönster i fibrer från Pazyryk-mattan." Detta är det i särklass tidigaste exemplet på jäsningstekniken och ger en inblick i de redan högt utvecklade teknikerna som används av textilhantverkare och kvinnor i järnåldern. Resultaten visar också den höga potentialen hos röntgenmikroskopi för att analysera prover av textilier från arkeologiska platser. Hittills har forskning inom detta område har använt svepelektronmikroskopi (SEM).

Fermenterad ull bleknar inte

Prof. Dr. Karl Meßlinger fick ett prov av några knutar från Pazyryk-mattan för 30 år sedan 1991 för analys med ett svepelektronmikroskop. Tillsammans med Dr. Manfred Bieber, en expert på orientalisk textilfärgningsteknik, han upptäckte tidigare att SEM-avbildning kan identifiera ullfibrer som har behandlats med en speciell färgningsteknik baserad på tidigare jäsning av ullen. Jäsningsprocessen ökar diffusionen av pigmenten mot mitten av ullfibrerna vilket resulterar i betydligt mer briljanta och permanenta färger.

Fermenterad ull kan identifieras genom SEM-avbildning med hjälp av den karakteristiska upphöjda positionen av de yttersta lagren av nagelbandet. "Traditionella anatoliska textilhantverkare är bekanta med en mindre kostsam men pålitlig teknik, " säger Meßlinger. "De spred ut den färgade ullen på en åker i flera veckor i direkt solljus, lägg den sedan i en lada som strö till sina djur innan du sköljer ut den i en bäck eller flod. Endast fermenterad ull behåller sin färg utan någon betydande blekning."

Prof. Meßlinger och Dr. Bieber kunde spåra ursprunget till denna traditionella färgningsteknik tillbaka till 1600-talet. Dock, ju mer den behandlade textilen används eller desto mer exponeras den för väder och vind, desto mindre återstår av nagelbandslagren. De flesta av nagelbandsskikten på den världsberömda Pazyryk-mattan saknades också. Forskarna bevisade effekten av jäsning genom att jämföra de fluorescerande bilderna med bilderna av prover av ull som de jäste och färgade själva.