Forskare från Natural History i London har samarbetat med forskare från National Academy of Sciences of Ukraine för att fastställa orsaken till skadorna på de världsberömda medeltida väggmålningarna i Kyivs Saint Sophia-katedral – en av Ukrainas viktigaste kulturella platser.

Dessa väggmålningar, som målades på väggarna i Saint Sophia-katedralen omkring år 1000, är ​​några av Ukrainas mest betydande konstverk. Det hade blivit uppenbart att de var hotade när de började utveckla mörka fläckar och flagna bort. I ett försök att skydda och återställa konsten genomfördes forskning för att fastställa vilken typ av mikroskopiska organismer som levde på väggarna och orsakade denna skada.

Forskningen började långt före den ryska invasionen av Ukraina och stördes av attackerna mot landet – som också inkluderade attacker mot landets unika kulturskatter.

Inledande undersökningar i Kiev involverade att det ukrainska teamet tog DNA-prover från väggarna i försämrade områden i katedralen och sedan jämförde dessa med prover från områden fria från skador. Av detta kunde de se att, även om nivåerna av bakterier i båda regionerna var likartade, hade de skadade delarna av kyrkan mycket högre nivåer av svamp-DNA.

De ukrainska forskarna upptäckte sprickor och tomrum i väggarnas tyg och några ovanliga stora kristaller som var helt olik gipsets allmänna tyg. En kemisk bedömning drog slutsatsen att detta var ett organiskt ämne som utsöndrades av svamparna.

Forskning, med hjälp av mikroskopiska tekniker vid Natural History Museum i London, fastställde att kristallerna var kalciummalat, en biprodukt av äppelsyra som utsöndras av svamparna för att livnära sig på oorganiska näringsämnen i gipset. Svamparna löste upp gipset och producerade kristaller som rev sönder gipstyget.

Kristallerna bildas från reaktionen mellan äppelsyran och kalciumet från gipset. Malat är ett mycket vanligt ämne, som produceras i cellerna i varje levande organism, men som mycket sällan utsöndras. Det har rapporterats i väggmålningar bara två gånger tidigare, i klostret Pedralbes i Barcelona och i Tutankhamons grav.

Förekomsten av rikligt med kalciummalat i de skadade områdena ställer en viktig fråga troligen kopplad till svampanpassning. Av någon okänd anledning tror forskare att katedralens miljötillstånd gör att svamparna släpper ut den, snarare än andra mycket vanligare ämnen. Kristallerna som avsatts i och bakom gipsarbetet bryter isär det och gör att det bryts ned.

Nu när forskarna i Kiev vet exakt vad som pågår i katedralens väggar hoppas de kunna förhindra det och bevara väggmålningarna i många år framöver.

Den ukrainska forskaren Marina Fomina, huvudförfattare på tidningen, säger:"Rysslands försök att våldsamt förstöra och assimilera så mycket av vår kulturella identitet innebar arbetet med att bevara Saint Sophia och detta värdefulla konstverk var ännu mer brådskande. Det är en enorm lättnad att förstå orsaken till denna skada och möjliggöra dess bevarande för vårt nationella och världens kulturarv."

Dr. Javier Cuadros, senior forskare vid Natural History Museum och medförfattare till tidningen, spelade en avgörande roll för att få tidningen över mållinjen.

"Vi samarbetade med dem under hela denna förödande tid. Men när Kiev attackerades var det omöjligt för våra kollegor att fortsätta arbeta eftersom de var tvungna att avbryta vardagen och fly från sina hem.

"Jag är väldigt glad över att ha kunnat spela en roll i denna forskning. Upptäckten betyder mycket för våra ukrainska kollegor och kommer att hjälpa till att bevara deras arv och andra historiska konstverk för framtida generationer.

"Att höra om det stöd de gav varandra i sina samhällen har varit en lektion i mänsklig solidaritet och att upprätthålla sammanhållning i de mest utmanande tider. Vi tillägnade tidningen till det modiga ukrainska folket vars motståndskraft är så beundransvärd."

Uppsatsen publiceras i november 2022-upplagan av International Biodeterioration &Biodegradation . + Utforska vidare

Läkare belyser utmaningarna med medicinsk praxis i krigstida Ukraina