Het portret van de dode vrouw is bijna 2000 jaar oud, maar het straalt met briljante details. De ogen van het onderwerp zijn groot en donker, haar wenkbrauwen dik, haar mond mollig. Felgekleurde kettingen zijn om haar nek gewikkeld en haar gewaden zijn rijk paars. Op een bepaald punt in de 2e eeuw CE, werd dit schilderij waarschijnlijk in opdracht gegeven om het gemummificeerde lichaam van een edelvrouw in het oude Egypte te versieren, met behoud van haar gelijkenis voor de eeuwigheid. En nu gebruiken wetenschappers een nieuwe beeldvormingstechniek om de geheimen van het werk bloot te leggen.
Het schilderij, gehuisvest in de National Gallery of Art in Washington, DC, is een van de ongeveer 1000 zogenaamde "Fayum-portretten" - mummiemaskers gemaakt rond de 1e tot 3e eeuw CE tijdens de Romeinse tijd van Egypte - die tegenwoordig in museumcollecties bestaan. Fayum-portretten, die hun naam krijgen omdat ze het meest worden gevonden in de Fayum-regio in Egypte, combineren Egyptische en Grieks-Romeinse stijlen, en ze zijn fascinerend voor kunsthistorici omdat ze worden verondersteld echte mensen af te beelden - en ze zijn ongelooflijk levensecht.
Hoewel het Fayum-portret van de National Gallery in relatief goede staat is, hadden experts er vragen over die niet konden worden beantwoord door het werk met het blote oog te observeren: welke soorten pigmenten werden door de oude kunstenaar gebruikt? Waren de pigmenten puur of gemengd? Welke materialen zijn gebruikt om de verf te binden?
In de hoop licht te werpen op dit eeuwenoude artistieke proces, kwamen wetenschappers van de National Gallery en de Universiteit van Californië, Los Angeles samen om het Fayum-portret te analyseren met een nieuwe techniek die ze "macroschaal multimodale chemische beeldvorming" hebben genoemd.
De baanbrekende aanpak combineert drie bestaande technologieën - hyperspectrale diffuse reflectie, luminescentie en röntgenfluorescentie - om een zeer gedetailleerde kaart van de chemische kenmerken van het portret te creëren, die op zijn beurt eerder onbekende informatie onthult over hoe schilderen wordt gemaakt.
Spectroscopische technieken zijn in het verleden gebruikt om individueel te kijken naar specifieke, enkele punten in een kunstwerk. Maar door drie verschillende technologieën te integreren, was het team van National Gallery en UCLA-onderzoekers in staat puntmetingen uit te breiden om het Fayum-portret te scannen, waardoor kaarten met moleculaire en elementaire gegevens voor elke pixel over het oppervlak werden gemaakt.
"In combinatie zijn deze technieken buitengewoon krachtig", vertelt Ioanna Kakoulli, hoogleraar materiaalkunde en techniek aan UCLA, aan Smithsonian.com . "Deze [analyse] kan helpen oude technologie te deconstrueren door ondubbelzinnige identificatie van de materialen waaruit het te onderzoeken object bestaat."
Cruciaal is dat de nieuwe beeldverwerkingstechnologie niet-invasief is; onderzoekers konden een schat aan inzicht in het Fayum-portret verkrijgen zonder een enkel verfmonster te verwijderen. Hun resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports, onthullen dat de kunstenaar die het beeld creëerde een hoge mate van vaardigheid bezat door verschillende materialen samen te voegen om een reeks levendige kleuren te produceren: rode oker en lood voor de huidtint, houtskoolzwart en de minerale natrojarosiet voor de groen-gele achtergrond, ijzeren aarde en andere pigmenten voor het haar van de vrouw. Op basis van variaties in het oppervlak van het portret, konden onderzoekers ook vaststellen dat de schilder de verf met drie verschillende gereedschappen had aangebracht: hoogstwaarschijnlijk een borstel met fijn haar, een graveergereedschap en een metalen lepel.
Experts willen om twee redenen informatie over de compositie van een schilderij weten, legt John Delaney, een senior imaging scientist bij de National Gallery of Art, uit in een interview met Smithsonian.com . "Eén, voor conserveringsdoeleinden, " zegt Delaney. "Als je interventies doet, is het leuk om te weten wat er is ... En het andere is het uitwerken van de technologie van hoe deze mensen [oude kunstwerken] bouwden."
Een andere belangrijke vondst was het feit dat gesmolten bijenwas op grote schaal door het hele werk was verspreid. Dit gaf aan dat de kunstenaar had vertrouwd op een techniek die bekend staat als 'encaustic painting', waarbij was en pigmenten worden gemengd om een pasta-achtige verf te maken. Voorafgaand aan de analyse hadden onderzoekers vermoed dat het portret in de encaustische stijl was gemaakt, net als veel andere Fayum-schilderijen. Spectroscopie hielp bevestigen dat hun gevoel correct was.
Andere ontdekkingen waren meer verrassend. Zoals Kakoulli opmerkt, lijkt de kunstenaar inspiratie te hebben getrokken uit realistische scenario's. Het levendige paars van het gewaad van de vrouw is bijvoorbeeld gemaakt met een meer maddermeer, een natuurlijk pigment dat veel werd gebruikt om textiel te verven. Om de groene edelstenen van haar ketting te maken, werd een koperzout gemengd met verwarmde bijenwas - hetzelfde proces dat in oude handleidingen werd beschreven dat begeleiding bij het kleuren van stenen bood, zodat ze op echte edelstenen leken.
"Ik heb dit buitengewoon interessant gevonden, " zegt Kakoulli, "en verbazingwekkend dat we deze [kennis] konden bereiken zonder monsters van het schilderij te nemen."
Voorafgaand aan hun analyse van het Fayum-portret, hadden onderzoekers met succes multimodale beeldvorming op macroschaal toegepast op schilderijen van oude meesters. Maar ze wilden vooral de nieuwe technologie op een oud schilderij uitproberen, omdat eeuwenoude kunstwerken zo kwetsbaar en kostbaar zijn dat het onderzoeken ervan uiterst moeilijk of onmogelijk kan zijn.
"Vaak zijn dit unieke objecten en laten curatoren geen steekproeven toe, " zegt Kakoulli. "Als ze dat doen, is de steekproef zeer beperkt."
Onderzoekers hebben aangetoond dat niet-invasieve beeldvorming robuuste informatie kan verschaffen over oude artistieke methoden. In de toekomst hopen ze macro-schaal multimodale beeldvorming aan te passen zodat deze toegankelijker is voor experts die dingen bestuderen zoals muurschilderingen en grafkunst - oude werken die niet beperkt zijn tot de muren van een museumcollectie.
"De vraag is, hoe nemen we deze technologie, die bestaat in de ijle atmosfeer van ons laboratorium, en maken er praktische apparatuur van die u naar het veld kunt brengen?", Zegt Delaney. "Dat is de volgende stap."
