Altersbestimmung per Elektrode 15.07.2014, 13:55 Uhr

Datierung von Kupfer und Bronze: In der Patina steckt das Alter

„Was für eine Patina!“ schwärmt so mancher Kunstliebhaber. Denn mit ihr wird oft eine lange, vielleicht wechselvolle Geschichte des metallenen Objektes verbunden. Mit einem neuen elektroanalytischen Verfahren kann anhand des „Edelrostes“ das Alter von archäologischen Objekten aus Kupfer und Bronze exakt bestimmt werden.

Reiterfigur mit Patina

Ein elektroanalytisches Verfahren zur Datierung von Objekten aus Kupfer und Bronze haben spanische und portugiesische Wissenschaftler vorgestellt. Es basiert auf der Voltammetrie von Mikropartikeln.

Foto: panthermedia.net/Casa-Blanca

Die Methode beruht auf der Voltammetrie von Mikropartikeln und vergleicht verschiedene Korrosionsprodukte, die sich über lange Zeiträume gebildet haben. Für die Untersuchung benötigen die Wissenschaftler nur wenige Nanogramm Probenmaterial, so dass sie fast zerstörungsfrei arbeitet. Das Verfahren ist deshalb gut für die Altersbestimmung von Münzen und Kunstgegenständen geeignet.

Spanische und portugiesische Wissenschaftler haben jetzt im Magazin „Angewandte Chemie“ das Verfahren vorgestellt, mit dessen Hilfe sie Objekte aus Kupfer und Bronze datieren können.

Für die Voltammetrie werden die Kupferoxide Tenorit und Cuprit untersucht

Bei einer voltammetrischen Untersuchung werden Strom-Spannungskurven aufgenommen, die für viele Verbindungen ganz charakteristische Formen zeigen. Um kupferhaltige archäologische Funde zu datieren, untersucht das Team um Antonio Doménech-Carbó von der Universität Valencia das Verhältnis zwei verschiedener Kupferoxide, Tenorit zu Cuprit, zueinander. Anhand ihrer voltammetrischen Kurven lassen sie sich voneinander unterscheiden und quantifizieren.

Bei Kontakt mit Luft bildet sich auf Kupferoberflächen eine natürliche Schicht aus Cuprit (Cu2O), die sich im Laufe der Zeit zu weiteren Korrosionsprodukten umsetzt. Bei einer Alterung kupferhaltiger Objekte in wenig korrosiver Umgebung, also ohne Kontakt mit Böden oder Seeluft, bildet sich über der primären Patina aus Cuprit kontinuierlich eine Schicht aus Tenorit (CuO).

Aus Stromkurven werden Kalibrierungskurven für Altersbestimmung erstellt

Für die elektroanalytische Untersuchung imprägnieren die Forscher eine Graphit-Stabelektrode mit Paraffin und tupfen damit das Objekt ab. Wenige Nanogramm von der Probenoberfläche bleiben dabei an der Elektrode hängen, die anschließend einfach in einen wässrigen Elektrolyten getaucht wird. Kupferoxidmikropartikel ergeben in den aufgezeichneten Strom-Spannungskurven ganz charakteristische Ausschläge.

Was die Forscher interessiert, ist das Verhältnis der Stromkurven für Tenorit und Cuprit. Es zeigt eine kontinuierliche Steigung mit zunehmender Korrosionszeit, wie die Untersuchung einer Serie antiker Münzen aus verschiedenen Kollektionen, unter anderem der beiden spanischen Prähistorischen Museen von València und Xàtiva, sowie die künstliche Alterung von Euromünzen aus Kupfer ergab. Anhand der Münzen konnten die Wissenschaftler eine Kalibrierungskurve erstellen, mit deren Hilfe sich Objekte unbekannten Alters datieren lassen.

An einem sogenannten Montefortino-Helm aus römischer Zeit überprüften die Wissenschaftler ihre elektroanalytische Methode zur Altersbestimmung von Kupfer und Bronze. Für die Untersuchung werden nur wenige Nanogramm Probenmaterial benötigt, daher gilt sie als fast zerstörungsfrei. Die voltammetrische Zuordnung eines Wasserkrugs aus der Zeit des Kalifats sowie eines in Valencia gefundenen Montefortino-Helms aus der römischen Zeit ergab ein Alter von 1050 plusminus 80 beziehungsweise von 2150 plusminus 150 Jahren. Diese Werte passten gut zu den bereits aus dem archäologischen Kontext sehr sicher abgeleiteten Datierungen.

 

Von Gudrun von Schoenebeck

Stellenangebote im Bereich Elektrotechnik, Elektronik

Netcom Connected Services GmbH-Firmenlogo
Netcom Connected Services GmbH Netzplaner (m/w/d) für digitale Übertragungsnetze WAN / LAN Berlin
Husqvarna Group-Firmenlogo
Husqvarna Group Teamleiter (m/w/d) R&D Electronics Softwareentwicklung Ulm
POLYPLASTICS Europe GmbH-Firmenlogo
POLYPLASTICS Europe GmbH Technical Marketing Engineer (m/w/d) Raunheim
über acuentis consulting GmbH-Firmenlogo
über acuentis consulting GmbH Geschäftsbereichsleiter (m/w/d) Fertigung und Logistik Raum Nord-Baden-Württemberg
Sika Holding CH AG & Co KG-Firmenlogo
Sika Holding CH AG & Co KG Sachbearbeiter (m/w/d) für Energie und Qualitätsmanagement Automobilnorm Stuttgart
Eckert & Ziegler Eurotope GmbH-Firmenlogo
Eckert & Ziegler Eurotope GmbH Elektroingenieur (m/w/d) Berlin-Buch
Landesbetrieb Bau und Immobilien Hessen-Firmenlogo
Landesbetrieb Bau und Immobilien Hessen Ingenieure (m/w/d) der Fachrichtungen Versorgungstechnik/Elektrotechnik und Technisches Gebäudemanagement in verschiedenen Bereichen Wiesbaden
Fresenius Medical Care Deutschland GmbH-Firmenlogo
Fresenius Medical Care Deutschland GmbH Ingenieur als Leiter Produktionslinie (m/w/d) Sankt Wendel
AGCO GmbH-Firmenlogo
AGCO GmbH Fertigungsplaner (m/w/d) Hohenmölsen
Panasonic Industrial Devices Europe GmbH-Firmenlogo
Panasonic Industrial Devices Europe GmbH Technischer (Teil-)Projektleiter (m/w/d) Embedded Software Automotive Lüneburg

Alle Elektrotechnik, Elektronik Jobs

Top 5 Messtechni…

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.