Классические картины, скрывающие на своих полотнах невероятные тайны. Использование рентгенофлуоресцентного анализа для исследования живописи Рентгенография картины

Сильченко Т.Н.

1. Рентгеновские лучи и картина

Днем открытия Рентгеном «нового рода лучей» считается 8 ноября 1895 г. Уже в следующем году Рентген с помощью открытых лучей исследовал, наряду с другими материалами, различные пигменты. Одновременно некоторым физикам удавалось получать на рентгенограммах контуры изображений на картине. Это были первые лабораторные опыты, практическое применение для исследования картин рентгеновских лучей начинается в конце первой четверти XX в. и завоевывает должное место среди других методов исследования материальной части картин лишь постепенно и не без возражений. Высказывались мнения, что время и средства, затрачиваемые на рентгеновское исследование, не окупаются теми результатами, которые они дают, что рентгеновские лучи могут нанести вред картине. Главной причиной таких и подобных им возражений было неумение полностью использовать результаты исследования и недостаточное знание физико-химических свойств как рентгеновских лучей, так и самой картины. В настоящее время окончательно установлено, как теоретически — на основе глубокого изучения природы рентгеновских лучей, так и практически — на основании тщательной проверки на опыте, что доза рентгеновских лучей даже в миллион раз большая, чем та, которая (в среднем) нужна для получения снимка с картины, не причиняет ей никакого вреда и никак не может отразиться на дальнейшем ее существовании. На первых порах препятствием для широкого внедрения в музейную практику рентгеновского метода исследования были несовершенство необходимой аппаратуры, высокая стоимость и сложность ее использования, требовавшая участия в то время малочисленных специалистов-рентгенологов. Ныне все эти осложнения отпали, и только инертностью музейных работников можно объяснить то, что ценнейший метод исследования еще не вошел в повседневную практику всех советских музеев и реставрационных мастерских так же крепко, как он вошел в медицину и в другие области науки и техники. Особо большую ценность приобретает исследование картин рентгеновскими лучами, если оно производится параллельно с исследованием в ультрафиолетовых лучах (люминесцентным методом), иногда и с помощью бинокулярной лупы. Такое комплексное исследование, обнаруживая то, что скрыто внутри картины и что не видно в обычном свете на ее поверхности, дает ценнейшие данные о материальной части картины, необходимые не только реставратору, но и искусствоведу, художнику и хранителю. Другие методы, например химический анализ, так же могут с успехом применяться для исследования картин, но они требуют особого оборудования и специалистов; необходимость таких исследований возникает в исключительных случаях; внедрение их в повседневную практику музейных работников в той степени, как это должно быть с рентгеновским и люминесцентным методами, менее необходимо; поэтому в настоящей статье речь идет лишь об этих двух методах.

Данные о природе рентгеновских лучей и об их физико-химических свойствах можно найти не только в поистине необъятной литературе — научной и популярной, но и в любом современном учебнике физики. Техника практического использования их в различных областях подробно излагается в соответствующих руководствах, поэтому в настоящей статье очень кратко приводятся основные положения, имеющие непосредственное отношение к практике исследования картин.

Применение рентгеновских лучей для исследования картин основано на том, что лучи, проходя через картину, при благоприятных условиях дают изображение на флюоресцирующем экране или снимок на фотопленке. Практика подсказывает пользоваться только снимками, а не просвечиванием, потому что: 1) при просвечивании нельзя уловить, а тем более запомнить все мельчайшие детали, какие фиксируются на снимках; 2) при исследовании больших картин технически трудно пользоваться экраном; 3) проводить просвечивание возможно только в полной темноте, экран же, твердый и тяжелый (благодаря свинцовому стеклу), необходимо плотно прижимать к картине, что может повести к повреждению ее; 4) рентгеновский снимок является объективным документом, всегда готовым для демонстрации, сопоставления и сравнения с рядом других снимков, а это чрезвычайно важно при изучении как одной картины, так, в особенности, серии картин, например при изучении техники того или иного мастера или школы. Накопление архива рентгеновских снимков картин является одной из важнейших задач каждого большого музея.

По волновой теории света рентгеновские лучи представляют собой электромагнитные колебания с длиной волн от 725 до 0,10 А°. 1 От длины волн в значительной степени зависят свойства рентгеновских лучей и, в частности, их проникающая способность: чем волны короче, тем больше проникающая сила лучей, или, как принято говорить, они жестче, и, наоборот, чем длиннее волны, тем меньше их проникающая сила, — они мягче. Определение «жесткие» и «мягкие» лучи условно и недостаточно характеризует действительные свойства данного пучка лучей: мягкие для одной цели, могут оказаться слишком жесткими для другой. Обозначение в длинах волн имеет научное значение. В практике при пользовании трубками с накаленным катодом принято определять жесткость киловольтажем, т. е. тем напряжением электрического тока, которое подается на трубку, так как в зависимости от него изменяются длины волн в излучаемом пучке, и этим обусловливается проникающая способность: чем выше киловольтаж, тем жестче лучи. Выбор той или иной жесткости определяется прозрачностью исследуемого предмета для рентгеновских лучей. Для некоторого пояснения можно сказать, что для исследования различных металлических изделий требуются жесткие лучи, для исследования человеческого тела — средние, Для исследования картин — мягкие (около 30 киловольт). Пучок рентгеновских лучей состоит из смеси лучей различной длины волн (подобно видимому «белому» свету), причем самые короткие соответствуют высоте приложенного киловольтажа, а самые длинные (при работе с обычной диагностической трубкой) — тем, которые образуются при 15 киловольтах, так как лучи более мягкие отфильтровываются стеклянной стенкой трубки.

При прохождении пучка лучей через какой-либо предмет (например, картину) мягкие лучи задерживаются в большей степени, чем жесткие, благодаря чему происходит не только общее количественное ослабление, но изменяется и соотношение мягких и жестких лучей в пучке в сторону процентного увеличения количества жестких лучей. Практически ослабление интенсивности, т. е. разница между той интенсивностью лучей, с какой они вышли из трубки, и той, с какой они, пройдя через снимаемый объект, подействуют на фотопленку, зависит от химического состава объекта и его толщины: ослабление пропорционально 4-й степени порядкового номера элемента по таблице Менделеева и 3-й степени длины волны; причем ослабление быстро увеличивается с увеличением толщины слоя вещества, через которое лучи проходят, в особенности при мягких лучах.

На картине разница толщины различных участков в большинстве случаев не особенно велика и на задерживании рентгеновских лучей при получении снимка сказывается в меньшей степени, чем химический состав тех материалов, из которых она построена; например, даже толстый слой (в масштабах картины) охры задерживает рентгеновские лучи значительно слабее, чем тонкий слой свинцовых белил или чистого золота. Это становится понятным, если учитывать, что задерживающая способность определяется не просто порядковым номером элемента, а его 4-й степенью. Например, соотношение порядковых номеров железа (26) и свинца (82) будет всего лишь около 1:3, а соотношение их 4-х степеней будет около 1:110, так же для цинка (30) и свинца (82) соотношение их 4-х степеней будет приблизительно 1: 56.

(в таблице приведены металлы, соединениями которых являются пигменты, наиболее часто употребляемые в живописи).

Для того чтобы определить, насколько значительно будет задерживать рентгеновские лучи вещество, состоящее из нескольких элементов (а все материалы, из которых строится картина, именно таковы), надо было бы подсчитать сумму задерживающей силы каждого элемента и его количество. Разумеется, в практике исследования картин подобных расчетов не приходится делать, хотя бы потому, что не бывает известен точный химический состав красок и их соотношения на том или ином участке картины (при смешении или наложении их друг на друга). Вышеприведенные сведения даны лишь для того, чтобы показать, какие свойства материалов, из которых строится картина, создают наиболее благоприятные условия для получения четкого, богатого деталями рентгеновского снимка и какую технику съемки надо применять.

Как объект для рентгеновского снимка, картина по сравнению с другими объектами имеет следующие преимущества: небольшую толщину и плоскую поверхность; неподвижность, относительную прозрачность для рентгеновских лучей. Благодаря этому, при правильной технике можно получить максимальную для данной картины контрастность и резкость снимка, потому что: 1) почти полностью исключается действие рассеянных лучей, а также «смазанность» рисунка от движения объекта при любой длительности экспозиции; 2) можно обеспечить плотное и равномерное прилегание пленки; 3) используются мягкие лучи, которые дают наибольшую контрастность снимка. Неблагоприятные же условия создаются в том случае, если картина выполнена красками, задерживающими лучи слабее, чем ее основа или грунт, или мало различающимися между собой по прозрачности для рентгеновских лучей. У большинства картин, в особенности старых мастеров, грунт, благодаря отсутствию или малому количеству в нем свинцовых красок, довольно прозрачен для рентгеновских лучей.

Краски, обычные в темперной и масляной живописи, практически (условно) можно разделить на четыре группы:

1. Органические (крапплаки, черные, например сажа).

2. Производные металлов с малым порядковым номером или с небольшим процентным содержанием металла (охры и т. п.).

3. Производные металлов со средними порядковыми номерами (цинковые, медные).

4. Производные тяжелых металлов (свинца, ртути).

Для лучей той жесткости, которая применяется при исследовании картин и при обычной толщине слоя красок, первые две группы, как и связующее и покровные лаки, полностью проходимы для рентгеновских лучей и на рентгенограммах дают участки максимальной для данного снимка плотности. Краски третьей группы задерживают лучи довольно слабо и только при достаточной толщине слоя они создают общий фон снимка средней плотности («серый») без резких границ, со слабо выраженными светотенями (полутонами). На этом фоне с различной четкостью выступают более темные места, соответствующие участкам картины, выполненным первой или второй группой, и более светлые, иногда совсем прозрачные, соответствующие деталям, выполненным красками четвертой группы.

Исключительно большую роль играют свинцовые белила. Из всех красок они наиболее значительно задерживают рентгеновские лучи; к тому же редко можно найти картину, которая не содержала бы свинцовых белил или в чистом виде, или в виде «разбела», т. е. в смешении с другими красками (только в более поздних картинах — с начала второй четверти XIX в. — свинцовые белила иногда частично или полностью заменяются цинковыми). Поэтому полнота изображения картины на рентгеновском снимке бывает обусловлена почти исключительно количеством и распределением на ней свинцовых белил. Очень большое влияние на характер снимка (в смысле воспроизведения изображения) оказывает и техника живописи: при послойном письме, когда предварительно прописывался подмалевок, с подробностями в деталях и светотенях, с применением свинцовых белил, а затем уже покрывался лессировками, на рентгенограмме получается воспроизведение картины, близкое к обычной фотографии (а иногда даже более детализированное). При однослойной технике, когда необходимый цвет или оттенок получается смешением красок на палитре, снимок может не давать четких контуров и богатых контрастов. Отсюда понятна большая роль подмалевка — именно от него зависит та или иная полнота изображения на снимке; лессировки, выполненные обычно очень тонким слоем и красками, прозрачными для рентгеновских лучей (и обычного света), на рентгеновском снимке теней не дают.

Давайте более детально присмотримся к нескольким классическим картинам и узнаем, какие тайны они скрывают на самом деле. Довольно интересно, хотя некоторые из подобных картин действительно пугают.

Кит на картине Хендрика ван Антониссена "Пляжная сцена"

После того как картина голландского художника 17 века попала в общественный музей, её держатель заметил в ней нечто необычное. С чего вдруг так много людей находятся на пляже без видимой на то причины? Во время снятия первого слоя картины правда вышла наружу. На самом деле изначально художник нарисовал на пляже тушу кита, которая в последствии была закрашена. Ученые считают, что она была закрашена в эстетических целях. Не многие бы захотели иметь у себя дома картину мертвого кита.

Скрытая фигура на картине Пабло Пикассо "Старый гитарист"

У Пикассо в жизни был очень тяжелый период, когда у него не было денег даже на новые полотна, поэтому ему приходилось рисовать новые картины поверх старых, многократно перекрашивая их. Так было и в случае старого гитариста.

При очень внимательном рассмотрении картины можно увидеть очертания другого человека. Рентген показал, что ранее это была картина, на которой была изображена женщина с ребенком в сельской местности

Таинственное исчезновение римского короля

Портрет "Жак Марке, барон де Монбретон де Норвен" художника по имени Жан Огюст Доминик Энгр, является одним из самых ярких представителей политического пентименто. На данном полотне вы можете видеть портрет начальника полиции Рима, но раньше на этом полотне было написано нечто другое.
Ученые считают, что после завоевания Рима Наполеоном, на этом полотне красовался бюст сына Наполеона, которого он сам провозгласил королем Рима. Но после того, как Наполеон потерпел поражение, бюст его сына был успешно закрашен

Мертвый ребенок или корзина с картофелем?

Вы можете видеть на картине французского художника Жан-Франсуа Милле под названием "L"Angelus" 1859 года, двух крестьян, которые стоят посреди поля и скорбно смотрят на корзину с картофелем. Однако, когда картина была изучена при помощи рентгена выяснилось, что раньше на месте корзины был небольшой гроб с маленьким ребенком.
Рентген был сделан не случайно. Сальвадор Дали настаивал на рентгене, утверждая что на картине изображена похоронная сцена. В конце концов Лувр неохотно сделал рентген картины, и предчувствие Сальвадора Дали было оправдано

Картина "Подготовка невесты", это не то чем кажется

Картина "Подготовка невесты" на самом деле является незаконченной картиной. Данная картина была частью серии, изображающей традиции французской сельской жизни Гюстава Курбе. Она была написана в середине 1800-ых годов и приобретена музеем в 1929 году.
В 1960 году картина была изучена с помощью рентгена и то, что обнаружили ученые, повергло их в шок. Первоначально картина изображала сцену похорон, и женщина, находящаяся в центре картины была мертвой.

Современные искусствоведы все чаще прибегают к исследованию картин старых мастеров кисти с помощью рентгеноскопии, используя при этом известное свойство свинцовых белил: задерживать рентгеновские лучи. Рентгеновский снимок, полученный просвечиванием той или иной картины, может показать композиционные изменения, внесенные художником, переделки отдельных деталей картины, исправленные ошибки и другие особенности технического процесса творчества художника.

Указанным способом установлено, например, что голландский живописец Рембрандт, создавая в 1665 году «Автопортрет», первоначально допустил ошибку, дав на полотне свое зеркальное изображение: кисточка была у него в левой руке, а палитра - в правой. Художник заметил это только после того, как картина была полностью закончена. Замазав на полотне руки толстым слоем краски, он их написал заново. Теперь кисточка находилась в правой руке, а палитра - в левой.

Второй пример. Фламандский живописец Рубенс (1606-1669) изменил первоначальную композицию своей картины «Портрет Франческо Гонзаги» (хранится в Музее истории искусств в Вене) после того, как она была закончена. Композиционные изменения отчетливо видны на приведенном рентгеновском снимке.

Также совсем недавно с помощью рентгена удалось выяснить, какая из двух картин художника Ван Дейка «Святой Иероним и ангел» (на заголовке статьи) подлинная, а какая всего лишь копия (пусть и отлично исполненная).

P. S. Духи вещают: А еще при изучении некоторых старинных картин можно с удивлением обнаружить, что в их красках присутствуют те же компоненты, что и в косметике maxilift. Может именно в этом секрет качества и долговечности этой косметики? К слову,

МУЗЕЙНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ Laboratoire de musee . Служба, проводящая научные, физические и химические анализы картин.

Музейную лабораторию не следует путать с реставрационной мастерской, с которой они находятся в более или менее тесном, в зависимости от страны и учреждения, контакте. Результаты, получаемые научными методами, вносят важный вклад в познание художественного произведения; они дают возможность точного анализа материальной стороны картины, столь необходимого как для хранения произведения искусства, так, для истории живописных техник. Научная фотография, рентгенография и микрохимический анализ (называем только часто используемые методы) словно открывают тайную жизнь картины и этапы ее создания, делая видимыми первый набросок, прописки и последующие изменения; они дают необходимые сведения реставраторам, знатокам, историкам и критикам искусства.

История

Во Франции интерес ученых к сохранению и изучению живописи возник во второй половине XVIII в. в среде энциклопедистов. Физик Александр Шарль (1746-1822), чья лаборатория в 1780 разместилась в Лувре, был. вероятно, одним из первых ученых, пытавшихся изучить сохранность и технику картины с помощью оптических приборов. В XIX в. Шапталь, Жоффруа Сен-Илэр, Вокелен, Шеврель и Луи Пастер, в свою очередь, посвятили свои исследования анализу составных частей живописных работ.

В Англии ученый сэр Хамфри Дэви (1778- 1Я29) также пытался сделать анализ картин и составляющих их веществ. Во второй половине XIX в. этими проблемами заинтересовались и немецкие ученые. Первая научно-исследовательская лаборатория была создана в 1888 в Берлинском музее. Семью годами позже физик Рентген пытался сделать первую рентгенограмму картины. В начале XX в. был усовершенствован химический метод, а во Франции с 1919 возобновились научные работы в Лувре. Однако только после первой международной конференции, которая состоялась в 1930 в Риме, мир стал свидетелем подлинного начала научных работ. Среди служб, существовавших к тому времени, нужно упомянуть лабораторию Британского музея (создана в 1919), Лувра и Каирского музея (1925), Художественного музея Фогг в Кембридже (1927) и Музея изящных искусств в Бостоне (1930).

Несколько позже были созданы лаборатории при национальных или муниципальных музеях: Центральная лаборатория музеев Бельгии (1934), Институт Макса Дорнера в Мюнхене (1934), лаборатория лондонской Нац. гал. и Института Курто (1935), Центральный институт реставрации в Риме (1941). С 1946 подобные службы существуют в большинстве крупных музеев мира в Польше, России, Японии, Канаде, Индии, Швеции, Норвегии; другие лаборатории еще только создаются.

Научные методы

Оптическое исследование, расширяя возможности зрения, позволяет воспринимать то, что до этого было малозаметным или вовсе невидимым. Тем не менее изучение картины при естественном свете является необходимым предварительным этапом лабораторного исследования, впрочем, как и фотографическая регистрация. К традиционным методам фотографии недавно прибавились собственные технологии научного изучения картин. Свет, падающий по касательной. Помещенную в темную комнату картину освещают пучком света, параллельного ее поверхности или образующего с ней очень маленький угол. Изменяя положение источника света, можно выделять различные стороны поверхности картины. Визуальный осмотр и фотографическая регистрация картины под этим углом указывают, прежде всего, на сохранность произведения, а также позволяют определить технику художника.

Следует, однако, отметить, что такой взгляд на картину искажает действительность, и поэтому осмысление полученных сведений должно сопровождаться анализом оригинала.

Монохроматический натриевый свет. В этом случае картина освещается лампами в 1000 W, излучающими только желтый свет, расположенный в узкой полосе спектра. Благодаря этому получается монохроматический вид исследуемого произведения, при котором снижается цветовое воздействие на сетчатку глаза и который позволяет добиться точного прочтения линий. Монохроматический свет снимает эффект тональных лаков и позволяет прочесть невидимые без того надписи и подписи. Можно увидеть и подготовительный рисунок, при условии, что он не скрыт слишком толстым слоем лессировок. Полученные результаты менее богаты данными, чем те, которые предоставляет инфракрасное излучение, но достоинство этого метода заключается в том, что он может быть применен при визуальном анализе картины.

Инфракрасное излучение . Благодаря открытию инфракрасного излучения стало возможно сфотографировать то, что казалось невидимым, но результаты этого анализа человеческий глаз может воспринимать только с помощью фотографической пластины. Инфракрасные лучи позволяют обнаружить ранее незаметное состояние произведения искусства, поглощая или отражая цветовую материю, составляющую картину. Фотоснимок открывает нам невидимую глазу надпись, рисунок, неоконченный этап работы. Однако результаты непредсказуемы, и расшифровка полученного на фотографии изображения оказывается часто очень сложной и трудной. Тем не менее становится возможным прочтение надписей, расположенных порой на оборотной стороне картины. Кроме того, инфракрасное излучение облегчает и определение характера пигмента, дополняя результаты наблюдений, сделанных под микроскопом или физико-химическим методом.

Ультрафиолетовое излучение . Под воздействием ультрафиолетовых лучей многие вещества, входящие в состав картины, излучают только им присущее свечение; результаты этого анализа можно сфотографировать. Явление флуоресценции является не только следствием химического состава красителей, но зависит также от их возраста, что может привести к разнице коллоидального состояния. Использование ультрафиолетовых лучей представляет большой интерес не столько для собственно истории искусства, сколько для определения сохранности картин. Старые лаковые покрытия в ультрафиолетовом излучении представляют собой поверхность молочного цвета, на которой позднейшие прописки выступают в виде более темных пятен. Расшифровка полученных данных нелегка и чаще всего требует дополнительного микроскопического анализа поверхности, который подтвердит или опровергнет гипотезу о переписанном месте, об удалении лака или о следах этих повреждений, которые часто очень трудно определить по фотографии. Тем не менее этот метод необходим для реставратора и позволяет ему оценить объем предыдущих реставраций.

Макро- и микрофотография . Это фотографические приемы, часто используемые во время исследования картин. Макрофотография увеличивает видимое изображение (масштаб увеличения очень редко превышает 10-кратный) с помощью объектива с коротким фокусным расстоянием. Она может осуществляться при естественном свете, а также при различных освещениях (монохроматическом, ультрафиолетовом, по касательной). Она позволяет выделить некоторые части картины из их контекста и привлечь к этим деталям внимание. Микрофотография - это изображение фрагмента картины, полученное с помощью микроскопа. Она фиксирует незаметные для глаза изменения в состоянии маленького, иногда не превышающего нескольких десятков квадратных миллиметров участка картинной плоскости. Она позволяет также наблюдать за состоянием лаковых слоев, отличительными особенностями кракелюр и пигментов.

Микросрезы . Этот метод аналогичен тому, который используется в медицине для гистологических срезов. Здесь используется полиэстровая смола, которой покрывают исследуемый образец. После добавления небольшого количества катализатора и акселератора мономер полимеризуется при нормальной температуре. В результате получается твердая и прозрачная массу, похожая на стекло. Эта масса разрезается таким образом, чтобы получить срез в плоскости, перпендикулярной плоскости красочных слоев; плоское сечение затем полируется, в качестве шлифовального материала используется окись алюминия в виде водной суспензии. Изготовление поперечных срезов упоминалось в различных работах в течение последних шестидесяти лет.

Электронный микрозонд . Его применение решает сразу несколько проблем. Этот метод, который удовлетворяет критерию размеров (микрометр) и позволяет сделать точный анализ, может быть применен, в частности, при изучении срезов картины полированная поверхность или шлиф электронный пучок света может обследовать различные по составу слои, толщина которых составляет несколько микрометров, а элементы механически неразделимы. Внутри каждого слоя микрозонд позволяет определить элементы, входящие в состав каждого материала, причем разрешающая способность этого метода намного превосходит способность лучших оптических прибороы.

Рентгенография . Рентгеновские лучи были впервые обнаружены в 1895 физиком Рентгеном, который спустя несколько лет в Мюнхене сделал и первую рентгенограмму картины. Во Франции подобные опыты были проведены только во время Первой мировой войны, в 1915, доктором Леду-Лебаром и его помощником Гулина. Работы были продолжены в Лувре в 1919 доктором Шероном. Систематические исследования начаты в музеях лишь несколькими годами позже: в Лувре - в 1924 (Селерье и Гулина), чуть позже в Художественном музее Фогг (Бурроуз), в Англии (Кристиан Уолтерс) и Португалии (Сантош). После второй мировой войны рентгенография стала наиболее часто используемым методом анализа.

В лабораториях используются слабые рентгеновские лучи. Генераторы - чаше всего антикатодные вольфрамовые лампы, похожие на применяемые в медицине. Существуют также приборы для очень слабого излучения лампами с бериллиумным окном и водным охлаждением. Рентгеновские пленки помещаются в конверт из черной бумаги и могут без риска соприкасаться с картиной. Четкость полученного изображения частично зависит от степени соприкосновения пленки с поверхностью картины. Рентгеновские снимки воссоздают невидимый облик картины. Однако если основа картины толстая, а грунт большой плотности, то внутренняя структура картины может оказаться малоразборчивой, но если через холст и грунт излучение проходит легко, то краски, используемые для подготовительного рисунка обычно на основе, легко выявляются и таким образом возрождается невидимое глазом состояние картины, этап творчества, прежде недоступный для восприятия. На рентгеновском снимке не всегда проявляется первая стадия работы. Так, например, на снимке картины Э. Лесюера «Музы» выявлено сложное сочетание первого и второго этапов работы лицо видно одновременно в профиль и в фас. Если же, напротив, картина была написана красками слабой интенсивности, а затем покрыта широкими лессировками, мы вовсе не увидим этого первого этапа. Картина подвергается рентгеновскому анализу для того, чтобы сделать вывод о состоянии картины в преддверии реставрации или в целях, интересующих историков искусства. Но самых точных результатов от рентгенографии можно ожидать в определении состава и состояния основы.

Основа . Основой называется деревянная или медная доска или холст, на которые наносится красочный слой. Когда нужно исследовать картину, написанную на меди, что, впрочем, бывает редко, рентгенография не может помочь, так как слабые рентгеновские лучи, используемые при анализе, не в состоянии пройти через металл. Вместе с тем если использовать лучи большей проникающей силы, они не дадут никакой информации о самом красочном слое. В этом случае некоторую ясность может внести только исследование картины в инфракрасных и ультрафиолетовых лучах. Когда же речь идет о картине, написанной на дереве (а таких картин до XVII в. было большинство), исключительно полезным может оказаться изучение свойств и структуры деревянной основы, визуальный осмотр которой часто затруднен. Деревянная основа скрыта с одной стороны красочным слоем, а другую ее сторону сам художник иногда покрывает грунтом, чтобы избежать влажности. Этот грунт бывает обычно одноцветным или отделанным под мрамор. Когда красочные слои и грунт проницаемы рентгеновскими лучами, можно получить рентгенограмму деревянной основы.

Рентгенография позволяет проследить результат действий, совершаемых с картиной, и обнаружить технические средства и приемы, используемые художниками-примитивами. Так, на рентгеновском снимке можно видеть куски грубого холста, включенные в грунт для того, чтобы сочленения досок не проявились на самом красочном слое. Волокно-сырец, смешанное с известковым раствором, используется во многих картинах XIV в. В XVII и XVIII вв. картины, как правило, были написаны на холсте, который затем дублировали, то есть дополнительно укрепляли другим холстом; этот холст (обычно конца XVIII или XIX в.) не позволяет увидеть первоначальную основу. Дублированный холст, при условии, что при грунтовке он не был пропитан белилами, не представляет для рентгеновских лучей особой проблемы.

Характеристики холста зависят от страны и эпохи, где и когда произведение было создано. Так, венецианские полотна чаще всего имеют тканый узор; Рембрандт использовал простые холсты. Благодаря рентгеновским снимкам можно определить все особенности тканей. Рентгеновские лучи обнаруживают не только тип холста, но и вставки в них. Рентгеновский снимок позволяет оценить степень изменений (надставленные или обрезанные картины).

Красочный слой . Рентгенографическое исследование красочного слоя картины позволяет решить некоторые проблемы ее сохранности. Пононленные места часто занимают гораздо большую площадь, чем те, которые нуждаются в реставрации. Так, чтобы скрыть утрату площадью в несколько квадратных миллиметров, часто делают записи в несколько квадратных сантиметров. Сравнивая снимок, полученный с помощью ультрафиолетовых лучей и показывающий записи, и рентгеновский снимок, на котором проявляется сама утрата, можно определить, точно ли поновленный участок покрывает утрату. Необходимо отметить, что на рентгеновском снимке утраты красочного слоя выглядят черными или белыми. Если они покрыты тонким слоем краски, то окажутся затемненными, а четко восприниматься будет структура холста или деревянная основа картины.

Напротив, когда утраты заделаны мастикой, то они не пропустят лучи и образуют белую зону. Утраты выявляются также и по внешнему виду участков, где холст проступает явственнее, чем в остальной части картины. Помимо этого, рентгенография позволяет изучить основные элементы картины с точки зрения истории искусства и технических приемов. Чтобы живопись была видна, нужно подвергнуть грунт, который находится между основой и красочным слоем, воздействию рентгеновских лучей. В большинстве случаев деревянные или холщовые основы картин проницаемы, за исключением тех, которые укреплены с оборотной стороны. Белила, которые часто входят в палитру художников, сделаны на основе солей тяжелых металлов; свинцовые белила создают преграду для рентгеновских лучей. Черные краски, напротив, обладают очень небольшой плотностью. Между этими двумя крайностями располагаются краски, степень интенсивности которых различна, вот почему изображение на рентгеновском снимке тонко нюансировано.

Когда подготовительный рисунок исполнен в технике гризайля, состоящей в основном из белил, иногда подкрашенных, можно получить очень интересные рентгеновские снимки рентгенография позволяет узнать первоначальный замысел художника и его манеру, мы можем проследить за развитием его техники. Если подготовительный рисунок написан красками малой плотности, он почти незаметен; видна только общая композиция картины.

Когда картина написана лессировками, изображение, хотя и видимое, не является контрастным; так обстоит дело с некоторыми картинами Леонардо да Винчи. Многие мастера использовали технику, которая находится между этими крайностями. Когда художник переделал картину, переписал некоторые ее части, чтобы придать им законченную форму, отличную от первоначальной (ее обнаружили рентгеновские лучи), то говорят о прописках (см.). Прописки бывают самые разные. Некоторые почти повторяют и уточняют первоначальные линии, и это наиболее частый случай.

В XIII-XVI вв. художники обычно исполняли свои полотна лишь после того, как исключительно точно проработают подготовительный рисунок, поэтому и расхождений между подготовительным рисунком и завершенной картиной обнаруживается очень мало. Вместе с тем эти художники работали красками с достаточно незначительной плотностью - рентгеновские снимки чаще всего едва контрастны. Рентгеновские лучи призваны оказать большую помощь в изучении стиля и манеры художника. Если рентгеновские снимки картин одного и того же художника выявляют постоянство мастера в выборе пигментов и кистей и в форме мазка, то можно исправить ошибочные атрибуции, уточнить хронологию и обнаружить подделки. Под подделками подразумеваются только те картины, которые исполнены для того, чтобы ввести в заблуждение. Подделки не надо смешивать с копиями или старыми репликами, которые следует лишь правильно атрибуировать. Но поддельные элементы, которые присутствуют в самой оригинальной картине (поддельные кракелюры, подписи), можно обнаружить с помощью рентгенографии, ибо копиист и фальсификатор стремится воспроизвести только поверхность произведений, которым он подражает.

Микрохимический и физико-химический анализ . К упомянутым методам, часто используемым в музейных лабораториях (так как они имеют то преимущество, что не разрушают картину), следует добавить микрохимические методы, которые позволяют установить составные элементы картины, исходя из микропробы. Известно, что краска состоит главным образом из пигмента, растворенного в связующем веществе или растворителе. Микрохимический анализ пигментов, минеральных или органических, относится к компетенции традиционной микрохимии, если речь идет о минеральных веществах. Кроме того, он использует инфракрасную спектрографию и хроматографию для некоторых органических пигментов.

Анализ связующего вещества производится аналогичным образом. Инфракрасная спектрография применяется также для анализа натуральных смол, а хроматография для выделения водных растворителей (камедь, клей, казеин). Хроматография в газообразном состоянии служит для отделения составляющих различных жирных кислот (масло, яйцо). Среди методов, применяющихся в музейных лабораториях, следует назвать дифракцию и рентгеновскую флуоресценцию, которые, по сравнению с приведенными выше методами, позволяют получить более точные данные относительно природы и структуры различных минеральных составляющих станковой и стенной живописи. Рентгеновская флуоресценция основана на анализе спектра излучения в зоне рентгеновских лучей. Источниками могут быть поток электронов, радиоактивный источник, пучок рентгеновских лучей. Спектрометрия рентгеновских лучей используется как в физическом, так и в химическом аспектах. Но приборы, применяемые и сегодня, не предназначены для непосредственного анализа громоздких или очень маленьких предметов. Кроме того, большая их часть обладает низкой чувствительностью к таким элементам, как медь, цинк, никель и железо, из-за «шумового фона», производимого самим оборудованием.

Рентгеновская микрофлуоресценция, разработанная в Лаборатории научных исследований музеев Франции, была создана с учетом всей специфики музееведения. Ее параметры располагаются между параметрами электронного микрозонда и обычного спектрометра рентгеновской флуоресценции. Ее преимуществами является то, что она позволяет производить исследования прямо на картине, не разрушая ее, что проба может быть повторно использована для другого анализа и что она не требует предварительной обработки пробы; она чрезвычайно надежна, очень чувствительна, и относительно проста. Все эти методы требуют специального оборудования и персонала.

В мире существует только несколько музеев и национальных служб, способных производить такого рода исследования; хотя, конечно, пройдут годы, и традиционные критерии анализа картин изменятся под влиянием научных достижений, что должно привести к более глубокому знанию живописи.

Применение методов. Сохранность и реставрация

Анализ материалов, из которых состоят картины, знание законов, которые определяют взаимодействие этих материалов между собой, с одной стороны, и с окружающей средой, с другой стороны, способствуют наилучшей сохранности картин; научные методы позволяют измерить и проанализировать влияние внешних факторов - света и климата на их сохранность. Степень освещения очень влияет на свойства картины. Музейная лаборатория располагает измерительными приборами, позволяющими выбрать то освещение, которое наилучшим образом отвечает требованиям сохранности картин. Некоторые государственные (AFNOR) или международные (1СОМ) организации распространяют ведущиеся учеными разработки в этой области.

Но больше всего музейные хранители настаивают на благоприятном для картин климате и влажности. Проведенные в настоящее время исследования доказали ключевую роль влажности. Резкие перепады температуры влекут за собой изменение влажности и считаются губительными. Центральное отопление, высушивающее влагу, также является негативным для живописи фактором. Изучение загрязнения атмосферы и его влияния на сохранность картин также является объектом исследований во Франции и других странах. Но музейные лаборатории должны заниматься научным исследованием самих картин. Перечисленными выше методами можно обнаружить повреждения основы, вздутие красочного слоя, взаимодействие пигментов и связующих веществ. После лабораторного исследования, позволяющего точно определить размер повреждений, может быть проведена реставрация.

Экспертиза

Эксперт, подобно врачу, дополняет визуальный осмотр картины сведениями, полученными научным исследованием. Благодаря микроскопам можно распознать поддельные кракелюры, отличить старые пигменты от современных. Рентгеновские и инфракрасные лучи выявляют невидимое глазом состояние художественного произведения, которое копиист или фальсификатор не могли ни постигнуть, ни воспроизвести.

Датировка

Датировка элементов, составляющих живописный материал, производится в нескольких лабораториях в Соединенных Штатах, Франции и Германии. Для этого существуют четыре метода, которые находятся еще на стадии экспериментального исследования. Работы, предпринятые недавно Институтом Меллона в США, позволяют датировать картины с помощью углерода 14, выявляющего нестарые подделки (менее ста лет). Действительно, с начала XX в. процентное содержание углерода 14 в биосфере изменилось, и его концентрация с 1900 до наших дней удвоилась. Различие между современным маслом и древним также может быть установлено на относительно маленьких пробных образцах (30 мг) при помощи миниатюрных счетчиков. Свинцовые белила являются одним из наиболее часто используемых пигментов. Измерение изотопного коэффициента свинца, содержащегося в пигменте, может быть очень точным и позволяет ответить на вопрос, где и когда была исполнена картина.

Два других метода датировки еще относятся к области эксперимента; они основаны на активации нейтронами посторонних примесей, содержащихся в свинцовых белилах, и на естественной радиоактивности свинца. Но особенно важны научные методы для более глубокого знания самой живописи. Физические и оптические техники выявляют этапы творческого процесса и воссоздают характерные черты техники художника: растирание красок, анализ грунта, ширина кисти, расположение света - все это очень существенно для историка искусства. Наука призвана усовершенствовать традиционные методы исторического изучения и хранения произведений искусства.

--В чем состоит метод, используемый для исследования картин классиков?

— Базовые основы нашего подхода не новы - это рентгенофлуоресцентный анализ (РФА), ему около 100 лет. Он позволяет определить на качественном уровне элементный состав образца. Более продвинутые технологии РФА позволяют количественно оценить содержание элементов в исследуемом объекте. Около 20 лет назад РФА был применен для количественного анализа распределения элементов по площади образца - в данном случае это картина, произведение искусства. (Одной из первых рентгенографически «переоткрытых» картин была «Дама с единорогом» Рафаэля, — прим. «Газеты.Ru» .) Мы применили этот метод для исследования картин старых мастеров и создали специальное оборудование, которое позволяет обследовать такие большие объекты.

— Как работает РФА для исследования картин?

— Образец исследуют, направляя сфокусированный пучок рентгеновских лучей в образец, точка за точкой. Атомы в этом крайне небольшом участке возбуждаются при воздействии первичного пучка. В результате переходов электронов между различными энергетическими уровнями образец флуоресцирует, а параметры излучения являются характеристичными, то есть уникальными для каждого элемента. Таким образом,

по длине волны излучения можно определить с большой долей вероятности красители, использованные при нанесении изображения.

Интенсивность флуоресцентного излучения для каждого элемента визуализируется в виде черно-белого распределения по изображению.

Таким образом, наш метод кардинально отличается от классической радиографии, (просвечивания). Если в радиографии излучение, проходящее через образец, дает только картинку контраста, наш метод - его можно назвать цветной радиографией - фиксирует весь спектр испускания каждого отдельного элемента.

— Как выглядят «слои под слоями»?

— На иллюстрациях показаны результаты визуализации скрытых живописных слоев нескольких исторических картин; по ним можно оценить возможности нашего метода.

Первый набор изображений посвящен картине «Pauline im weißen Kleid vor sommerlicher Baumlandschaft» (Полина в белом платье на фоне летнего лесного пейзажа). Эту картину приписывают кисти Филлипа Отто Рунге (немецкий художник-романтик, живший в 1777-1810 годах). Однако это мнение официально не признано, и ряд экспертов опровергают такое предположение.

Картину исследовали на источнике синхротронного излучения DORIS III в научном центре DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) в Гамбурге (Германия). В результате удалось разделить вклады кобальта (Co, входит в состав краски «кобальтовая синяя»), ртути (Hg, входит в состав красной киновари), сурьмы (Sb, входит в состав краски «неаполитанская желтая») и свинца (Pb, входит в состав свинцовых белил). Результат вкладов каждой краски в черно-белом варианте показан на иллюстрациях.

На них хорошо видно, как

наш метод визуализирует скрытые живописные слои: как видно, женщина на портрете изначально имела светлые волосы, в которые были вплетены ленты.

Их цвет был примерно схож с цветом пояса. На конечном изображении мы этого не видим - вот прямой результат наблюдения слоев под слоями. Эти данные были опубликованы в журнале Zeitschrift fur Kunsttechnologie und Konservierung (двуязычный немецко-американский журнал об исследовании искусства).

— Какие тайны скрывают недра картин?

— Самый яркий пример - картина великого постимпрессиониста Винсента ван Гога «Лоскут травы» из собрания музея Kröller-Müller (на иллюстрации к заметке). Ее РФА-исследование показало, что под красочным слоем на холсте находится портрет женщины.

Ван Гог часто писал свои картины на старых использованных холстах. Визуальное обследование «Лоскута травы» позволяло лишь заметить контур человеческой головы - и не более. Наше исследование позволяет увидеть вторую картину по распределению желтой краски. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Analytical Atomic Spectrometry .

— В чем важность таких исследований для искусствоведов?

— Большой интерес представляет техника работы художника, процесс создания работы. А подмалевок, остающийся в нижних слоях живописи, не виден глазом. Однако он является первым и одним из самых важных шагов в создании картины. Это черновик, который вел художника через весь творческий процесс. Старые мастера использовали подмалевок, чтобы набросать свет, тени и контуры.

Наблюдения скрытых слоев картины дают нам возможность «подсмотреть» за тем, каков был первоначальный замысел автора работы.

Глядя на конечный результат, о таких вещах судить практически невозможно.

— Какие картины уже исследованы этим методом?

— Объектами исследования послужили работы Рембрандта Харменса ван Рейна, да Караваджо, Питера Пауля Рубенса и других старых мастеров XVII века.

— Какую практическую пользу могут принести эти работы?

— Используя РФА, мы надеемся уточнить авторство некоторых работ — либо рассеять сомнения об их происхождении, либо подтвердить, что картины не принадлежат кисти мастера, которому их приписывают. Вообще это прекрасный шанс показать, что мир искусства может взаимодействовать с миром химии. Вообще химия - это всеохватывающая наука. Прекрасно, что можно показать, что химия - это не только наука о молекулах и реакциях, но и об исследовании таких прекрасных произведений искусства.