Hur mycket information kan du få från en fläck av lila pigment, inte större än hårets diameter, plockat från ett egyptiskt porträtt som är nästan 2, 000 år gammal? Massor, enligt en ny studie. Analys av den fläcken kan lära oss hur pigmentet tillverkades, vad den är gjord av – och kanske till och med lite om människorna som gjorde den. Studien publiceras i International Journal of Ceramic Engineering and Science .

"Vi är väldigt intresserade av att förstå betydelsen och ursprunget för porträtten, och hitta sätt att ansluta dem och komma med en kulturell förståelse för varför de till och med målades i första hand, " säger materialforskaren Darryl Butt, medförfattare till studien och dekanus för College of Mines and Earth Sciences.

Faiyum mumier

Porträttet som innehöll det lila pigmentet kom från en egyptisk mumie, men det ser inte likadant ut som det du från början kan tänka dig som en mumie – inte som Tutankhamons gyllene sarkofag, inte heller som de i sidled vända målningarna på väggmålningar och papyrus. Inte som Boris Karloff, antingen.

Porträttet, kallad "Porträtt av en skäggig man, "kommer från det andra århundradet när Egypten var en romersk provins, därför är porträtten mer verklighetstrogna och mindre hieroglyfliknande än egyptisk konst från tidigare epoker. De flesta av dessa porträtt kommer från en region som heter Faiyum, och runt 1, 100 är kända för att existera. De är målade på trä och lindades in i sängkläderna som höll den mumifierade kroppen. Porträtten var menade att uttrycka personens likhet, men också deras status – antingen faktisk eller strävan.

Den idén om status är faktiskt väldigt viktig i det här fallet eftersom mannen i porträttet vi fokuserar på har lila märken som kallas clavi på sin toga. "Sedan det lila pigmentet förekom i clavi— det lila märket på togan som i antikens Rom indikerade senatorisk eller ryttare rang - man trodde att vi kanske såg en förstärkning av sittarens betydelse i livet efter detta, "säger Glenn Gates från Walters Art Museum i Baltimore, där porträttet finns.

Färgen lila, Butt säger, ses som en symbol för döden i vissa kulturer och en symbol för livet i andra. Det var förknippat med kungligheter i antiken, och är det än idag. Omskrivning av författaren Victoria Finlay, Rumpan säger att lila, placerad i slutet av det synliga färgspektrumet, kan antyda slutet på det kända och början på det okända.

"Så närvaron av lila på just detta porträtt fick oss att undra vad det var gjort av och vad det betydde, " Butt säger. "Färgen lila stimulerar många frågor."

Sjöpigment

Genom ett mikroskop, Gates såg att pigmentet såg ut som krossade pärlor, innehållande partiklar tio till hundra gånger större än typiska färgpartiklar. För att svara på frågan om hur den gjordes, Gates skickade en partikel av pigmentet till Butt och hans team för analys. Partikeln var bara 50 mikron i diameter, ungefär samma som ett människohår, vilket gjorde det utmanande att hålla reda på det.

"Partikeln skickades till mig från Baltimore, inklämd mellan två glasskiva, " Butt säger, "och eftersom den hade rört sig ungefär en millimeter under transporten, det tog oss två dagar att hitta den." För att flytta partikeln till en provhållare, teamet använde en ögonfrans med en liten mängd lim i spetsen för att göra överföringen. "Processen att analysera något sådant här är lite som att operera en loppa."

Med den partikeln, så liten som den var, forskarna kunde bearbeta ännu mindre prover med en fokuserad jonstråle och analysera dessa prover för deras elementära sammansättning.

Vad hittade de? För att sätta resultaten i sammanhang, du behöver veta hur färgämnen och pigment tillverkas.

Pigment och färgämnen är inte samma saker. Färgämnen är de rena färgämnena, och pigment är kombinationen av färgämnen, mineraler, bindemedel och andra komponenter som utgör det vi kan känna igen som färg.

Initialt, lila färgämnen kom från en körtel av ett släkte av havssniglar som kallas Murex . Butt och hans kollegor antar att den lila som används i denna mumiemålning är något annat - en syntetisk lila.

Forskarna antar också att den syntetiska lila ursprungligen kunde ha upptäckts av en slump när rött färgämne och blått indigofärgämne blandas ihop. Den slutliga färgen kan också bero på införandet av krom i blandningen.

Därifrån, pigmentprovets mineralogi tyder på att färgämnet blandades med lera eller ett kiseldioxidmaterial för att bilda ett pigment. Enligt Butt, själv en skicklig målare, pigments made in this way are called lake pigments (derived from the same root word as lacquer). Ytterligare, the pigment was mixed with a beeswax binder before finally being painted on linden wood.

The pigment showed evidence suggesting a crystal structure in the pigment. "Lake pigments were thought to be without crystallinity prior to this work, " Gates says. "We now know crystalline domains exist in lake pigments, and these can function to 'trap' evidence of the environment during pigment creation."

Bottom of the barrel, er, moms

One other detail added a bit more depth to the story of how this portrait was made. The researchers found significant amounts of lead in the pigment as well and connected that finding with observations from a late 1800s British explorer who reported that the vats of dye in Egyptian dyers' workshops were made of lead.

"Over time, a story or hypothesis emerged, " Butt says, "suggesting that the Egyptian dyers produced red dye in these lead vats." And when they were done dyeing at the end of the day, han säger, there may have been a sludge that developed inside the vat that was a purplish color. "Or, they were very smart and they may have found a way to take their red dye, shift the color toward purple by adding a salt with transition metals and a mordant [a substance that fixes a dye] to intentionally synthesize a purple pigment. We don't know."

Broader impacts

This isn't Butt's first time using scientific methods to learn about ancient artwork. He's been involved with previous similar investigations and has drawn on both his research and artistic backgrounds to develop a class called "The Science of Art" that included studies and discussions on topics that involved dating, understanding and reverse engineering a variety of historical artifacts ranging from pioneer newspapers to ancient art.

"Mixing science and art together is just fun, " he says. "It's a great way to make learning science more accessible."

And the work has broader impacts as well. Relatively little is known about the mummy portraits, including whether the same artist painted multiple portraits. Analyzing pigments on an atomic level might provide the chemical fingerprint needed to link portraits to each other.

"Our results suggest one tool for documenting similarities regarding time and place of production of mummy portraits since most were grave-robbed and lack archaeological context, " säger Gates.

"So we might be able to connect families, " Butt adds. "We might be able to connect artists to one another."