En bild kan säga mer än tusen ord, men att fånga flera bilder av en artefakt över det elektromagnetiska spektrumet kan berätta en rik historia om den ursprungliga skapandet och nedbrytningen av historiska föremål över tiden. Forskare visade nyligen hur detta var möjligt med hjälp av flera kompletterande bildtekniker för att icke-invasivt undersöka en judisk pergamentrulle. Resultaten publicerades i tidskriften Gränser i material .

Ett team av forskare från Rumäniens nationella institut för forskning och utveckling inom optoelektronik extraherade detaljer om manuskriptets originalmaterial och tillverkningstekniker med hjälp av olika spektroskopiska instrument. Dessa specialiserade kameror och enheter fångar bilder som det mänskliga ögat normalt inte kan se.

"Målet med studien var ... att förstå vad tidens gång har fört med sig objektet, hur det försämrades, och vad skulle vara det bästa tillvägagångssättet för dess framtida bevarandeprocess, " förklarade Dr Luminita Ghervase, en medförfattare på papper och forskare vid institutet.

Manuskriptet som teamet undersökte var en dåligt bevarad men helig rulla som innehöll flera kapitel i Esters bok från den hebreiska bibeln. En artefakt från en privat samling, lite var känt om föremålets härkomst eller historia.

"Användningen av kompletterande undersökningstekniker kan kasta ljus över den okända historien om ett sådant föremål, " Ghervase noterade. "Sedan några år nu, icke-invasiv, oförstörande undersökningstekniker är förstahandsvalet vid undersökning av kulturarvsföremål, att följa en av huvudreglerna för bevarandepraxis, vilket är att inte skada föremålet."

En av de vanligaste avbildningsteknikerna är multispektral avbildning, vilket innebär att man skannar ett objekt inom specifika delar av det elektromagnetiska spektrumet. Sådana bilder kan visa i övrigt osynliga detaljer om manuskriptets slitage. Olika ultravioletta lägen, till exempel, avslöjade en mörk fläck på rullen som kan tyda på en reparation med ett organiskt material som en harts, eftersom fläcken starkt absorberar UV-ljus.

En relaterad teknik, hyperspektral avbildning, användes för att bestämma den materiella grunden för bläcket på det åldrade pergamentet. Forskarna upptäckte två olika typer av bläck, ytterligare en indikation på att någon kan ha försökt reparera föremålet tidigare. De använde också en datoralgoritm för att karakterisera de spektrala signalerna för enskilda pixlar för att ytterligare särskilja materialen - en metod som lovar att rekonstruera själva texten.

"Algorithmen som används för materialklassificering har potentialen att användas för att identifiera spår av bläcket för att härleda den möjliga ursprungliga formen på bokstäverna, " sa Ghervase.

Teamet använde också en bildteknik känd som röntgenfluorescens (XRF), som kan identifiera de typer av kemikalier som används i både bläcket och tillverkningen av pergamentet. Till exempel, XRF fann rika koncentrationer av zink, en kemikalie som ofta är kopplad till blekningsprocessen, men möjligen en annan indikation på tidigare restaureringsinsatser. Till sist, forskarna använde en Fourier-transform infraröd (FTIR) spektrometer för att identifiera andra närvarande kemikalier med hjälp av en infraröd ljuskälla för att mäta absorption. Specifikt, FTIR-analysen gav en djupgående bild av försämringshastigheten för kollagenet i rullen, som är gjord av djurhud, bland andra insikter.

Att använda dessa olika avbildningstekniker för att dissekera pergamentet kan hjälpa konservatorer att återställa föremålet närmare dess ursprungliga skick genom att identifiera materialen som användes för att skapa det.

"De kan klokt avgöra om något felaktigt material hade använts, och om sådant material skulle avlägsnas, " sade Ghervase. "Dessutom, restauratörer kan välja de mest lämpliga materialen för att återställa och bevara föremålet, utesluter alla möjliga inkompatibla material."