Ramanspectroscopie en antieke inkt

Briefje over dijkverzwaring (P.Col. 10.256; © Duke Databank of Documentary Papyri)
12 november 2020

Wat ik dertig jaar geleden tijdens mijn studie niet leerde, was dat ramanspectroscopie, waarover ik eerder blogde, nuttig was bij de datering van antieke inkt. Logisch, want de kwaliteit van de lasers was daarvoor op dat moment nog onvoldoende. Sterker nog, deze toepassing bestaat momenteel slechts in principe en hoewel de eerste resultaten buitengewoon veelbelovend zijn, valt er nog veel werk te verrichten. Niettemin: de datering van inkt komt binnen handbereik. Het artikel waar alles om draait, vindt u hier.

De noodzaak van dit onderzoek staat buiten kijf. Zolang een vervalser maar gebruik maakt van antieke papyrus (te koop op eBay), schrijft met een kwastje in plaats van een scherpe pen en inkt maakt met antieke receptuur (Arabische gom, water en roet of houtskool), is hij in feite niet te herkennen, noch met een koolstofdatering van het schrijfmateriaal, noch door krasjes die te zien zijn met een elektronenmicroscoop, noch doordat in een spectrometer ongebruikelijke inktcomponenten vallen waar te nemen. Ik heb er weleens op gewezen dat het theoretisch denkbaar is de inkt te isoleren van de papyrus (lees: het document te vernietigen) en dan een koolstofdatering van de houtskool te doen, maar antiek houtskool is te vinden op elke opgraving, dus ook dit valt te omzeilen. Simpel gezegd: in het lab kan wel een vervalsing worden doorgeprikt maar geen authenticiteit worden aangetoond.

Tijdens het nihilistische wetenschapsgeblunder dat bekendstaat als het Evangelie van de Vrouw van Jezus (een tekst waarvan de vervalser is geïdentificeerd) werd voor het eerst ramanspectroscopie vermeld als methode om antieke inkt te identificeren. De resultaten waren toen onvoldoende precies om veel te betekenen, maar zoals u zich misschien herinnert bestond de Harvard-universiteit, waarvan we destijds nog meenden dat het een wetenschappelijke instelling was, het om te brullen dat het tekstfragment echt was omdat niet was bewezen dat het vals was. De oudheidkunde gaat ten onder, niet met een knal maar met rookgordijnen.

Inmiddels is het team dat met ramanspectroscopie inkt onderzoekt, een reuzensprong verder, maar het vergt even wat uitleg. Om te beginnen moet u weten dat roet is samengesteld uit koolstof in verschillende verschijningsvormen, namelijk een amorfe kern omgeven door een schil van enerzijds grafiet-achtige en anderzijds amorfe kristallen. Oververeenvoudigd wil dat zeggen dat een ramanspectrum twee toppen heeft, die worden aangeduid als G (voor de kern) en D (voor de schil). In het onderstaande plaatje zijn drie ramanspectra bij elkaar gezet, waarbij u de D-band links en de G-band rechts ziet. De hoop van de onderzoekers was dat ze iets zouden ontdekken waardoor ze moderne inkt van antieke inkt konden scheiden, maar ze vonden in feite iets veel leukers.

(bron)

Het gaat om het linker deel van deze drie curves, die afkomstig zijn van drie papyri met gedagtekende teksten. Ze kunnen dus tot op het jaar nauwkeurig worden gedateerd. De onderste, getrokken lijn toont het ramanspectrum van de inkt van een papyrus uit het archief van Zenon, de secretaris van de minister van financiën van Ptolemaios II Filadelfos. Deze tekst dateert uit 258 v.Chr. De puntjeslijn middenin is van het hierboven afgebeelde briefje over reparatiewerk aan een dijk langs een moeras bij Tebtynis. De datum is 137 n.Chr. De streepjeslijn bovenaan is een (voor zover ik kan nagaan) onuitgegeven tekst uit Hermoupolis die dateert uit 937/938 n.Chr. Zoals u ziet neemt, naarmate de papyri ouder zijn, de hoogte van de linkertop af ten opzichte van de rechtertop.

And therein lies the beauty.

De onderzoekers hebben ruim twee dozijn papyri onderzocht, wat misschien niet heel veel is, maar wel hetzelfde patroon opleverde: hoe ouder de papyrus, hoe lager de linkertop (D) ten opzichte van de rechter (G). Anders gezegd, er voltrekt zich in op roet gebaseerde inkt een voorlopig onbekend chemisch proces waardoor in de schil een roetdeeltje verandert en de intensiviteit van de D-band afneemt. Anders gezegd: de verhouding van D/G is een aanwijzing voor de ouderdom. De wetenschap staat op het punt er een nieuwe methode bij te krijgen om de waarschijnlijkheid van een datering vast te stellen.

Er zijn echter wel wat voorbehouden. Eén daarvan is dat het chemisch proces niet is geïdentificeerd en dat de onderzoekers daardoor niet goed begrijpen wat er gebeurt met heel oude inkt. Als je de verhouding D/G afzet tegen de feitelijke data, is er wel een trendlijn te identificeren maar een papyrus uit Elefantine en uit het Oude Rijk past met geen mogelijkheid bij die trendlijn. Dat kan twee dingen betekenen. De ene mogelijkheid is dat het onbekende chemische proces geen constante snelheid heeft. Anders gezegd, de trendlijn is niet recht maar is een kromme. De andere mogelijkheid is regionale variatie. Vrijwel alle onderzochte papyri komen uit de Fayyum, terwijl Elefantine 600 kilometer verderop ligt. Je kunt je bijvoorbeeld voorstellen dat het onbekende verouderingsproces in het hetere zuiden sneller verloopt of in de vochtiger Fayyum wat trager.

Uiteraard kunnen ze ook allebei waar zijn. De koolstofmethode – een heel ander principe, ik weet het – toont dat een op zich simpel principe variatie kan kennen voor zowel tijd als plaats. De inktonderzoekers voorzien voorlopig de opbouw van een grote database om enerzijds de vorm van de trendlijn vast te stellen en anderzijds te onderzoeken welke regionale variatie er is. Ze denken hierbij niet alleen aan Egypte, maar ook aan Centraal-Azië en de Muur van Hadrianus. We zouden ook Sicilië en Syrië kunnen noemen.

Kortom, het principe lijkt gezond maar we zijn er nog niet. Kunnen we de methode dus al gebruiken om te zeggen dat of deze of gene papyrusvondst echt is? De onderzoekers namen twee erkende vervalsingen mee in hun onderzoek: het Evangelie van de Vrouw van Jezus en een fragment uit het Evangelie van Johannes. In het laatste geval zou de inkt van de voorzijde met 95% zekerheid dateren uit de periode tussen 535 en 63 v.Chr. terwijl de achterzijde met 95% zekerheid zou zijn beschreven tussen 460 v.Chr. en 12 n.Chr. Het moge duidelijk zijn dat dit onmogelijke dateringen zijn voor een tekst met een christelijk karakter. De reden is dat de vervalser een moderne inkt heeft gebruikt die sowieso een lage D-band heeft.

Het Evangelie van de Vrouw van Jezus is daarentegen een twijfelgeval. Zoals al aangegeven waren de conclusies van de eerste tests ambigu: tussen 400 v.Chr. en 800 n.Chr. Dat overlapte met de koolstofdatering van de papyrus zelf, die stamt uit de achtste eeuw. De vervalsing zat goed in elkaar en de smoking gun was dan ook niet de techniek van de vervalser maar een door hem gemaakte tekstfout: hij had een spelfout uit een boek overgeschreven. Inmiddels zou de vervalser echter tevens op technische gronden door de mand vallen, want de methode is inmiddels accurater en de onderzoekers geven het nu een 95%-kans dat de inkt is gemaakt tussen 98 en 570 n.Chr. De overlap tussen de datering van de inkt en de datering van de papyrus is dus verdwenen, wat voldoende is om te zeggen dat het fragment zeer waarschijnlijk onecht is. Wat we door die tekstfout natuurlijk altijd hebben geweten.

Wat we ook altijd hebben geweten: een papyrus zonder provenance is wetenschappelijk waardeloos. Het kan immers een vervalsing zijn en hoewel we met ramanspectroscopie kunnen vaststellen dat de vervalser antieke koolstof heeft gebruikt, is dat geen bewijs dat de inkt oud is. Los daarvan: als inderdaad zal blijken dat er regionale variatie is – inkt uit Elefantine veroudert in een ander tempo dan inkt uit de Fayyum – dan heeft het, zonder provenance, geen enkele zin ramanspectroscopie te beproeven.

***

Nog even een persoonlijk punt. Deze materie stond al sinds het genoemde wetenschapsgeblunder op mijn radar. Wat een wetenschapper wel en niet met ramanspectroscopie kon, dat wist ik wel ongeveer, maar pas de afgelopen week heb ik het gevoel te weten waarom dingen wel en niet kunnen. Dank dus aan Timoer Frelink, die in het laboratorium van Metrohm Applikon in Schiedam de tijd nam het een en ander nog even uit te leggen en die me ook nog wat lectuur gaf.

[Deze blog verscheen oorspronkelijk in de reeks “Methode op Maandag“.]

Deel dit blog:
Hoe dateer ik een papyrus?

Stel, archeologen graven in Egypte een kleine verzameling papyri op waarop Griekse teksten blijken te staan. Een classicus die de Read more

Ramanspectroscopie

U herinnert het zich nog wel: als u op de middelbare school scheikundelessen had, maakte u met stokjes en bolletjes modellen Read more

De dag waarop de oudheidkunde een robuustere wetenschap werd

Je hebt twee soorten nieuws. Enerzijds de dingen die dit jaar actueel zijn en straks vergeten zijn. Vijf jaar geleden Read more

Heilige katten, een zaak van levensbelang in Egypte

  Waarom zijn heilige katten een zaak van levensbelang in Egypte? Om op die vraag te kunnen antwoorden keren we Read more