Die Konservierung hölzerner Schiffswracks

Dass wir heute wie selbstverständlich die Wracks des mehr als 300 Jahre alten schwedischen Kriegschiffs Vasa, der über 450 Jahre alten Mary Rose Heinrichs IIX oder der vor rund 630 Jahren gesunkenen Bremer Kogge im Original in ihren jeweiligen Museen bewundern können, verdanken wir vor allem der chemischen Verbindung PEG.

Hinter der unscheinbaren Buchstabenkombination verbirgt sich das Polyethylenglykol, ein Kunstwachs, das den Erhalt und die Rekonstruktion der einzigartigen archäologischen Funde überhaupt erst ermöglichte. Denn Holz, das Jahrhunderte lang im Wasser gelegen hat, ist unabhängig von seiner äusseren Erscheinung unterschiedlich stark angegriffen und geschwächt. Erst die mikroskopische Untersuchung von Proben zeigt Art und Umfang der Zerstörung vor allem durch Mikroorganismen. Zellwände sind durchlöchert, Zellinhalte abgebaut, Wasser ist in die mikroskopischen Hohlräume wie in einen Schwamm eingedrungen und hält das Holz in seiner ursprünglichen Form.

Wird das Holz geborgen und trocknet aus, so verschwindet das stabilisierende Wasser und das Material schrumpft, wirft sich und zerbröselt.

Polyethylenglykol als Stabilisator maroden Holzes

Die im Prinzip einfache Lösung besteht darin, das Wasser durch eine Substanz zu ersetzen, die beim Trocknen aushärtet und das Holz damit auch an der Luft stabilisiert. Die geeignete Substanz ist PEG. Jede lösliche Substanz hat das Bestreben, sich gleichmäßig im Lösungsmittel zu verteilen. Und da PEG wasserlöslich ist, dringt es zwangsläufig und von allein in die mit Wasser gefüllten Hohlräume des Holzes ein, bis die PEG-Konzentration des Bades in das das Holz beispielsweise getaucht wird, mit der PEG-Konzentration im Holz identisch ist. Erhöht man die PEG-Konzentration des Bades, so erhöht sich auch die PEG-Konzentration im Holz und das eingelagerte Wasser wird verdrängt. Beim Trocknen schließlich härtet das Kunstwachs aus und stabilisiert das im Grunde morsche Holz.

Konservierungsbecken mit 800 Kubikmetern PEG

So einfach das Prinzip in der Theorie, so kompliziert ist es in der Praxis. Denn man hat es ja nicht nur mit einem Stückchen Holz, sondern wie am Beispiel der Bremer Kogge immerhin rund 45 Tonnen archäologischen Holzes zu tun. Ihr Konservierungsbecken fasste immerhin 800 Kubikmeter PEG-Lösung und bestand aus 110 Tonnen Stahl, davon 37 Tonnen hochwertigem Edelstahl.

Aber nicht nur die Dimensionen stellen eine gewaltige Herausforderung dar. Das archäologische Material zeigt üblicherweise unterschiedliche Schädigungsstufen, auf die unterschiedlich reagiert werden muss.

Maßgeschneiderte Konservierungsprogramme

Erst eine genaue Analyse von Art und Erhaltungszustand erlaubt die Entwicklung eines maßgeschneiderten Konservierungsprogramms. Bei der Bremer Kogge beispielsweise wurde das Zwei-Stufen-PEG-Verfahren gewählt. Denn die Untersuchung hatte gezeigt, dass das Innere der Hölzer noch recht stabil, das Äussere hingegen weich und schwammig war.

Als Polymer, also als Molekül, das mit sich selbst Ketten bilden kann, lässt sich PEG dem Zustand des Holzes recht genau anpassen. Eine PEG-Lösung mit kurzen Molekülketten, sogenanntes niedermolekulares PEG 200, stabilisierte die Wände der nicht abgebauten Holzzellen. Ein zweites Bad mit hochmolekularem PEG 3000 füllte die Zellhohlräume und Wände der zerstörten Holzpartien.

Bremer Kogge 19 Jahre lang im PEG-Bad

Die Zahlen hinter dem PEG bezeichnen übrigens das sogenannte Molekulargewicht und damit die Länge und Größe der Ethylenglykol-Ketten. Je länger die Ketten, desto fester wird das Kunstwachs. PEG 200 ist noch flüssig. Das PEG 3000 für das zweite Koggebad beispielsweise musste auf 100 Grad Celsius erhitzt werden, um als Flüssigkeit im Wasser gelöst werden und in das Holz eindringen zu können.
Als die zweimal jährlich durchgeführten Laborproben schließlich ergaben, dass die Kogge ausreichend mit PEG getränkt und die Konservierung 1999 nach 19 Jahren beendet war, musste das überschüssige PEG, das an dem Holz haftete, mit Spateln, Messern und Dampfstrahlern entfernt werden.

PEG-Konservierung ist heute ein erprobtes Verfahren

Die Konservierung der Bremer Kogge war noch Pionierarbeit. Heute ist das Verfahren an zahlreichen Schiffsfunden in aller Welt erprobt. Trotzdem ist die Konservierung historischer Schiffsfunde nie Routine. Allzu unterschiedlich ist der Erhaltungszustand, die Art des Holzes, der Zerstörungsgrad, die chemischen Begleitumstände und anderes mehr. Und das Verfahren ist, wie man sich vorstellen kann, teuer.

Dementsprechend wird inzwischen auch an billigeren Methoden geforscht wie beispielsweise die Stabilisierung mit Zucker. Dieses Verfahren ist bereits in der Vergangenheit durchaus erfolgreich angewendet worden, wie der römische Lastkahn des holländischen Zwammerdam zeigt. Bei der Konservierung mit Zuckerlösung besteht jedoch derzeit noch das Problem erheblicher Qualitätsschwankungen bei den Konservierungsergebnissen.

 

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