Conservering en natuurwetenschappelijk onderzoek

Conservering

(Leentje Linders)

Inleiding

De archeologische vondsten aangetroffen op het Merovingische grafveld van Broechem bleken vaak erg gedegradeerd en fragiel. De conservator van het toenmalige Instituut voor het Archeologisch Patrimonium (IAP, later Vlaams Instituut voor het Onroerend Erf ­ goed, heden opgenomen in het agentschap Onroerend Erf goed) werd dan ook vanaf de start van het project bij het onderzoek betrokken. Dit was een belangrijke en weloverwogen beslissing. De conservator bracht verschillende terreinbezoeken en kon op die manier concrete richtlijnen geven over de meest geschikte manier van hanteren en verpakken van de fragiele archeologische vondsten en adviseren over een aangepaste opgravingstechniek, namelijk het bloklichten. Dit zorgde ervoor dat veel informatie voor het verdere onderzoek bewaard bleef. Een goede samenwer­ king en communicatie tussen archeoloog en conservator tijdens de opgraving was noodzakelijk.

Ook na de opgraving, bij de vondstverwerking, bleef het constant afstemmen tussen archeoloog en conservator een belangrijke rol spelen. Aan de hand van de vraagstellingen van de archeoloog en de expertise van beiden, werd de uiteindelijke conserveringstrategie bepaald.

Begravingsomgeving en bewaartoestand van de verschillende materialen

Zoals reeds omschreven heeft men in Broechem te maken met een zandleemgrond. Door onder meer bemesting van de bodem, door de vroegere aanwezigheid van fruitboomgaarden en de invloed van zure neerslag gedurende de laatste decennia is er verzuring van de bodem opgetreden. Dit heeft een grote invloed gehad op

(1) Cronyn 1990. (2) Met koperlegeringen worden alle metaallegeringen bedoeld die als hoofdlegeringselement koper hebben. (3) Huisman 2009.

8 Conservering en natuurwetenschappelijk onderzoek

de bewaringstoestand van de verschillende materialen. Hieronder wordt per materiaalcategorie kort de algemene bewaartoestand en de invloed van de bodem hierop beschreven. Alleen de mate­ riaalcategorieën die conserveringsbehandelingen hebben onder­ gaan worden hier behandeld.

Metaal

De verzuurde zandige leembodem had een grote invloed op de bewaring van het metaal. Over het algemeen kan gesteld worden dat het metaal sterk gecorrodeerd is. Hierdoor is de structurele stabiliteit van de archeologische artefacten vaak erg aangetast en zijn deze vaak meer fragiel dan dat ze op het eerste zicht lijken. Bij ernstig gecorrodeerde voorwerpen, die structureel verzwakt waren, werd frequent mechanische schade aangetroffen door druk van de bodem of bioturbatie.

De aanwezigheid van bepaalde zouten in de bodem, van natuur­ lijke oorsprong of aanwezig door menselijke activiteit (vb. door het gebruik van meststoffen, vervuiling enzovoort), heeft ook een invloed op de corrosieprocessen. In combinatie met water vormen de opgeloste zouten een elektrolyt. Dit versnelt het elektrochemi­

sche corrosieproces en dus ook de aantasting van de metalen.1

In de corrosielagen van de ijzeren voorwerpen en de voorwerpen

uit koperlegering2 werden dikwijls resten van organisch materiaal

aangetroffen, alsook de afdrukken van insectenpoppen (fig. 8.1). De ijzeren voorwerpen zijn het zwaarst aangetast. De oorspron­ kelijke vorm van het voorwerp is in de meeste gevallen niet meer herkenbaar. In een zure omgeving wordt ijzer meer aangetast en

versneld het corrosieproces.3 De ijzeren voorwerpen zijn bedekt

met volumineuze en harde corrosieproducten (fig. 8.2) en in sommige gevallen was er nog actieve corrosie aanwezig. Hierbij is het corrosieproces nog aan de gang en wordt het origineel oppervlak verstoord omdat de gevormde corrosieproducten het

(4) Huisman 2009. (5) Cronyn 1990. (6) Linders 2010. (7) Robbiola et al. 1998, 2083-2111.

voorwerp uit elkaar ‘duwen’ (fig. 8.3). Veel van het originele metaal werd omgezet in corrosieproducten. Sommige voorwerpen waren zodanig gecorrodeerd dat er zelfs holtes ontstonden, waardoor de artefacten erg fragiel werden.

Bij de objecten uit koperlegeringen is doorgaans het origineel oppervlak bewaard in de vorm van een patinalaag. In de meeste gevallen is deze laag bedekt door kopercarbonaten en andere corrosieproducten. Een zure omgeving heeft echter als invloed dat het koperzouten kan doen oplossen en zo de beschermde pati­ nalaag aantast. Op die manier zal het object steeds verder gaan

corroderen.4 In sommige gevallen is de patinalaag verstoord door

de vorming van paratacamiet, een corrosieproduct dat ontstaat door de aanwezigheid van chloride­ionen en dat bestaat uit losse, poederige, omvangrijke kristallen. Deze verstoren de bovenlig­ gende lagen en ook het originele oppervlak. Wanneer dit verge­

vorderd is, kan dit het object volledig doen verbrokkelen.5

Er kan een onderscheid gemaakt worden tussen grofweg twee groepen: bij de eerste groep is de patinalaag erg dun en fragiel en wordt gemakkelijk doorbroken. Onder deze patinalaag zitten poederige corrosieproducten (fig. 8.4). Deze groep objecten is erg fragiel. Soms is het originele oppervlak volledig verstoord. Bij de tweede groep is de patina erg stevig (fig. 8.5). Deze zijn over algemeen goed bewaard gebleven. Hier vormt de patinalaag als het ware een bescherming tegen verdere corrosie. Het verschil tussen de bewaartoestand van deze twee groepen kan te wijten zijn aan lokale verschillen in de bodem en/of aan verschil in lege­ ringssamenstelling. Studies wijzen uit dat koperlegeringen met

een hoger tingehalte meer resistent zijn tegen corrosie.6 Door

een hoog tingehalte in de oppervlaktelaag wordt een passieve en beschermende patinalaag gevormd, die de legering beschermt

tegen verdere corrosievorming.7 Om te onderzoeken of de lege­

ringssamenstelling effectief aan de oorzaak ligt van het verschil in

Fig. 8.1

Indruk van een insectenpop in ijzercorrosie.

Imprint of a pupa in iron corrosion.

Fig. 8.2

IJzeren artefact na opgraving, bedekt met volumineuze corrosieproducten. Schaal 1:3.

Iron artefact after excavation, covered extensively with corrosion products. Scale 1:3.

Fig. 8.3

Actieve corrosie bij ijzeren artefact: het origineel oppervlak wordt verstoord.

Active corrosion process on iron artefact: the original surface is disturbed.

Fig. 8.4

Onder de patinalaag zit poederige corrosie.

Powdery corrosion products can be found underneath the patina.

Fig. 8.5

Deze patinalaag is goed bewaard. Schaal 1:1.

8 degradatie kunnen in de toekomst XRF­analyses en metallografi­

sche studies uitgevoerd worden.

Bij de zilveren voorwerpen worden verschillende soorten corro­ sieproducten waargenomen. In de eerste plaats is er een zwarte compacte laag terug te vinden. Dit is zilversulfide dat de eigen­ schap heeft een beschermde barrière te vormen. Daarnaast zijn vaak grijzige, paarsige en witte corrosieproducten te zien. Deze zijn een combinatie van zilverchloride en zilverbromide en zijn respectievelijk wasachtig en poederig (fig. 8.6). Enkele zilveren voorwerpen waren daarenboven erg broos door intergranulaire corrosie (‘silver embrittlement’) en moesten bij behandeling

verstevigd worden.8

De gouden voorwerpen zijn goed bewaard gebleven en vertonen geen chemische aantasting. In sommige gevallen werden lichte vormen van mechanische schade aangetroffen.

Aardewerk

Het aardewerk dat werd aangetroffen te Broechem is over het alge­ meen in goede staat. Sommige voorwerpen hebben te lijden gehad onder mechanische schade en zijn gefragmenteerd. Vaak zijn de fragmenten in verband gebleven. Vele van de opgegraven voor­ werpen uit aardewerk zijn archeologisch volledig (fig. 8.7­8.8).

Glas

Er zijn twee groepen te onderscheiden in deze categorie: enerzijds het glazen vaatwerk en anderzijds glaspasta. Het glazen vaatwerk is over het algemeen chemisch stabiel. Er werd weinig tot geen glascorrosie waargenomen. Vaak is het glas wel gefragmenteerd. In de meeste gevallen gaat het om sterk gefragmenteerde onvolledige voorwerpen. Zes artefacten zijn echter nagenoeg volledig. Hiervan zijn er enkele helemaal niet gefragmenteerd (fig. 8.9). De kralen gemaakt uit glaspasta zijn grotendeel goed bewaard gebleven (fig. 8.10). In sommige gevallen was er mechanische schade opgetreden en waren de kralen gebroken. Slechts enkele groepen, waarvan de kleine opake gele kraaltjes de meest opvallende zijn, zijn erg gede­ gradeerd. De kleine gele kraaltjes komen vaak voor, maar zijn steeds poederig en er is weinig coherentie (fig. 8.11). Deze kraal­ tjes kunnen niet zomaar ingezameld worden. Om te voorkomen dat ze volledig uit elkaar vallen is consolidatie nodig. Het verschil in degradatietoestand is waarschijnlijk te wijten aan verschil in samenstelling. Het gebruik van een ander pigment of grondstof kan hiervoor de oorzaak zijn.

Organisch materiaal

Zoals reeds beschreven is door de zure bodem weinig menselijk botmateriaal bewaard gebleven bij de inhumatiegraven. Het kon alleen waargenomen worden als verkleuring in de bodem. Het enige dat bewaard is gebleven is het tandglazuur of tandemail. Dit is de buitenste laag van een tand en tevens ook het hardste

materiaal in het menselijke lichaam. Het overgebleven tandgla­ zuur is slechts een holle huls en dus uitermate fragiel en breekbaar. In verschillende gevallen is het tandemail van de verschillende tanden in verband gebleven.

Het bewerkt dierlijk materiaal is door de zure zandbodem sterk gedegradeerd. Alleen erg verweerde voorwerpen zijn aangetroffen en de hoeveelheid is gering. Bij de crematiegraven bleven de arte­ facten uit dierlijk botmateriaal enigszins beter bewaard, maar ze zijn wel vaak gefragmenteerd.

Door de verzuurde bodem is er weinig textiel, leder en hout bewaard gebleven. Enkel kleine fragmenten, meestal in de buurt van of op metalen artefacten werden aangetroffen. De reden hiervan kan verklaard worden door twee principes. Het eerste principe verklaart de aanwezigheid van restanten van organisch materiaal bij koperlegeringen. Omdat koperzouten giftig zijn voor organismes, beschermt de aanwezigheid ervan het organisch materiaal tegen biodeterioratie of zorgt voor de vertraging hier­

van.9 Hierdoor blijft het organisch materiaal bewaard, maar krijgt

het door de impregnatie van de koperzouten wel een groene kleur

(fig. 8.12).10

Bij het tweede principe wordt de aanwezigheid van restanten van organisch materiaal bij metalen in het algemeen verklaard. In dit geval spreekt men van pseudomorfische vervanging van orga­ nisch materiaal. Dit betekent dat de originele vorm en structuur van het organisch materiaal wordt vervangen door de corrosie­ producten van het nabijgelegen metaal. Er wordt dus als het ware een afdruk van het organische materiaal in de corrosie bewaard. Hoewel het organisch materiaal dus gemineraliseerd is en het oorspronkelijke materiaal vergaan is, blijven de details en infor­

matie bewaard in de corrosielagen (fig. 8.13­8.14).11 Bij het vrij­

leggen van het originele oppervlak van een metalen artefact moet men dus heel opmerkzaam zijn. Waar er gemineraliseerd orga­ nisch materiaal wordt aangetroffen in de corrosielagen, wordt dit bewaard voor verder onderzoek.

Barnsteen en halfedelstenen

Bij de kralenensembles werden veel kralen uit barnsteen aange­ troffen. Over het algemeen genomen waren deze kralen goed bewaard. Soms was er mechanische schade en was een kraal gebroken. Bij anderen was de barnsteen erg gecraqueleerd en verbrokkelde het deels. Ook werd er bij de kraalensembles een kraal uit bergkristal en uit amethist gevonden. Deze waren beiden goed bewaard. Granaatsteen dat werd gebruikt als inlegwerk bij

Fig. 8.6

Detailopname van zilvercorrosie: zilverchloride en zilverbromide.

Detail of silver corrosion: silver chloride and silver bromide.

Fig. 8.7

Van de objecten uit aardewerk is vaak het volledige profiel bewaard gebleven. De voorwerpen worden als archeologisch volledig beschouwd. Schaal 1:2.

The archaeological pottery profiles are often complete. Scale 1:2.

Fig. 8.8

Van de objecten uit aardewerk is vaak het volledige profiel bewaard gebleven. De voorwerpen worden als archeologisch volledig beschouwd. Schaal 1:2. The archaeological pottery profiles are often complete. Scale 1:2.

Fig. 8.9

Eén van de zes goed bewaarde glazen artefacten. Schaal 1:2.

One of the six well preserved glass artifacts. Scale 1:2.

Fig. 8.10

Kralen uit glaspasta in bloklichting.

Block lifted glass paste beads.

Fig. 8.11

De kleine gele kraaltjes, hier nog in het gelichte blok aarde, zijn erg gedegradeerd.

The small yellow beads have suffered severe degradation.

Fig. 8.12

Bewaring van textiel, op een artefact uit koperlegering.

Preservation of textile attached to an artefact made of copper alloy.

8 fibulae en oorringen was eveneens goed bewaard en had slechts in

enkele gevallen te lijden onder mechanische schade.

Opgravingstechniek

Tijdens het verblijf in de bodem worden archeologische voor­ werpen blootgesteld aan allerlei factoren die zorgen voor hun degradatie. Wanneer archeologische materialen na jarenlange begraving toch bewaard zijn gebleven, betekent dit dat ze een soort van evenwicht bereikt hebben met de omgeving. Bij de opgraving wordt dit evenwicht echter verstoord en worden de voorweren na vele jaren van begraving blootgesteld aan een bruuske verandering van omgeving. Zo kan onder meer de verandering van vochtig­ heid en temperatuur en de overgang naar een meer zuurstofrijke omgeving ervoor zorgen dat archeologische artefacten vlak na de

opgraving opnieuw sterk gaan degraderen.12 Om dit zo veel moge­

lijk te vermijden werd getracht deze overgang bij de opgraving zo geleidelijk mogelijk te laten verlopen door de juiste manier van verpakken en hanteren.

Vele artefacten waren reeds sterk gedegradeerd en zodanig fragiel dat ze hun eigen gewicht niet konden dragen. Gewoon opgraven en inzamelen zou te veel risico op schade en informa­ tieverlies met zich meebrengen. Ook het organisch materiaal was in die mate verweerd dat het niet altijd duidelijk op te merken was tijdens de opgraving. Bovendien vormden verschillende artefacten samen vaak een vondstenensemble, waarbij de onderlinge samen­ hang ook belangrijke informatie bevatte. Voorbeelden hiervan zijn kralenkettingen, een fibulapaar, gordelbeslag enzovoort. Deze complexe gehelen bestaan uit (vele) afzonderlijke objecten. Het inzamelen van de afzonderlijke onderdelen van deze vondste­ nensembles en het registreren ervan tijdens de opgraving zou te tijdrovend zijn en ook hier was de kans op informatieverlies groot. Deze moeilijkheden, zeer fragiele objecten, de slechte bewa­ ring van organisch materiaal en het belang van de samenhang tussen afzonderlijke objecten, vroegen om een aangepaste opgra­ vingstechniek die het mogelijk maakte op een zo goed mogelijke, doch pragmatische manier de artefacten van de opgraving naar het conserveringlaboratorium te krijgen met een zo klein moge­ lijk risico op informatieverlies. In samenspraak met de toenmalige

conservator werd daarop beslist om op grote schaal het blok­ lichten toe te passen.

Bloklichten is een techniek waarbij de artefacten met de omlig­ gende aarde worden gelicht. De aarde zorgt voor ondersteuning en de artefacten worden in hun oorspronkelijke positie behouden. De blok met de artefacten kan dan naar het conserveringlabo getransporteerd worden, waar een opgraving op kleine schaal kan plaatsvinden in gecontroleerde omstandigheden. De conservator kan indien nodig meteen de juiste behandeling toepassen en alles

kan in detail geregistreerd worden.13

Om te kunnen bloklichten, dient men eerst het artefact te isoleren op een blok aarde en eventuele zwakkere zones van het object te ondersteunen met extra polyethyleen folie (PE­folie), PE­schuim of een ander geschikt inert materiaal. Om de blok grond goed bij elkaar te houden, wordt er voldoende stretchfolie rond de zijkanten gewikkeld. In het begin van de opgraving werd hiervoor ook wel eens stoffen zwachtels gebruikt. Stretchfolie bleek echter meer praktisch, doeltreffend en had in tegenstel­ ling tot stoffen zwachtels niet de neiging om te beschimmelen na verloop van tijd. Na het omwikkelen van de blok aarde wordt er een aangescherpte plank of plaat onder geschoven. Hierbij moet wel opgelet worden dat eventueel onderliggende objecten of sporen niet beschadigd worden. Daarna kan het object of objec­ tenensemble met de ondersteunde plank of plaat opgetild worden (fig. 8.15­8.18).

De bodem was in dit geval ideaal voor bloklichten. Er konden mooie compacte blokken gevormd worden, zonder dat deze de neiging hadden om af te brokkelen. In de grond zaten over het alge­ meen geen grote kiezels of stenen, die het proces konden bemoei­ lijken. Na het opnemen van de blok aarde, werden deze in houten kisten gezet voor het transport. In de beginfase van de opgraving kwam de toenmalig conservator meermaals op de opgraving om advies te geven en het bloklichten te demonstreren. Aangezien deze opgravingstechniek gemakkelijk toegepast kon worden bij deze opgraving, was het echter niet noodzakelijk dat de conser­ vator permanent ondersteuning gaf op het terrein. De archeologen en terreinmedewerkers waren snel vertrouwd met het bloklichten en konden deze opgravingstechniek zelfstandig toepassen.

Naast fragiele voorwerpen en complexe vondstenensembles werden ook gefragmenteerde potten uit aardewerk op een gelijk­ aardige manier opgegraven. Hierbij werd de pot wel vrij gelegd, maar de inhoud van de pot werd in de pot gelaten. Dit werd ener­ zijds gedaan om nadien de inhoud nog te kunnen analyseren, anderzijds gaf dit structurele stevigheid aan de pot en werden de

gefragmenteerde scherven in verband bewaard.14 Ook rond de

potten werden stoffen zwachtels of stretchfolie gedaan om het geheel samen te houden (fig. 8.19).

Ondanks het feit dat bloklichten een veelvoorkomende opgra­ vingstechniek is voor fragiele artefacten, werd dit in Vlaanderen nog niet op zulke grote schaal toegepast. Meer dan 500 blok ­ lichtingen werden uitgevoerd op deze opgraving. Hier door werd een schat aan informatie bewaard.

Conserveringmethodologie

Bij deze opgraving werd een grote hoeveelheid artefacten aange­ troffen, die over de jaren heen systematisch naar het conserve­ ringslaboratorium getransporteerd werden in afwachting van een geschikte behandeling. Door de grote hoeveelheid vondstmate­ riaal en het gelijktijdig lopen van andere conserveringsprojecten, moesten er prioriteiten gesteld en een conserveringsstrategie opgemaakt worden. Het werd al snel duidelijk dat het niet wense­ lijk of noodzakelijk was dat alle vondsten dezelfde graad van

(12) Cronyn 1990. (13) Watkinson/Neal 1998. (14) Cronyn 1990.

Fig. 8.13

Pseudomorfische vervanging van textiel door ijzercorrosie op ijzeren gesp. Schaal 1:1.

Pseudomorphic replacement of textile by iron corrosion products on an iron buckle. Scale 1:1.

Fig. 8.14

Pseudomorfische vervanging van hout door ijzercorrosie op heft van ijzeren mes.

Pseudomorphic replacement of wood by iron corrosion products on the handle of an iron knife.

Fig. 8.15

Blokken aarde worden geïsoleerd.

Blocks of soil are isolated.

Fig. 8.17

Een aangescherpte plaat wordt onder de blok aarde geschoven.

A sharpened plate is slid underneath the block of soil.

Fig. 8.16

Rond de blok aarde wordt stretchfolie gewikkeld om deze goed samen te houden.

Cling foil is employed to keep the block of soil together.

Fig. 8.19

Om het geheel goed samen te houden en veilig te kunnen transporteren naar het

conservatielaboratorium, worden de aardewerk potten omzwachteld met stof of stretchfolie.

To ensure a safe transport to the conservation lab and to keep everything together, cling foil is wrapped around the pottery.

Fig. 8.18

Na het lichten wordt de blok in een houten krat bewaard voor transport.

8

conserveringsbehandeling ondergingen. Er moesten afwegingen gemaakt worden om op een zo tijds­ en kostenefficiënte manier, zo veel mogelijk informatie in te zamelen.

Naast noodconservering op het terrein kan er nog onderscheid gemaakt worden tussen volgende vormen van conservering: – Preventieve conservering: een niet­actief conserveringsproces

waarbij de omgeving wordt gecontroleerd en aangepast om de degradatieprocessen zo veel mogelijk te vertragen of te stoppen

– Conservering in functie van onderzoek: actieve conserverings­ behandelingen die nodig zijn om een artefact onderzoeksklaar te maken

– Stabiliserende conservering: actieve conserveringsbehande­ lingen die nodig zijn om de bewaartoestand van een artefact stabiel te maken

– Conservering in functie van tentoonstellen: conserverings­ en restauratiebehandelingen die nodig zijn om een artefact te

kunnen tentoonstellen.15

Radiografieopnames

Om op een gefundeerde manier een conserveringsstrategie te kunnen opmaken en te bepalen welke graad en vorm van conser­ vering nodig is, werd er gestart met het maken van radiografieop­ names van alle metalen artefacten en alle bloklichtingen (dus naast de bloklichtingen met metalen voorwerpen, ook de bloklich­ tingen met bijvoorbeeld menselijke tanden, een kralen ensemble enzovoort). Radiografie of het doorlichten met X­stralen is een niet­destructieve, snelle en kostenefficiënte onderzoeksmethode, die het mogelijk maakt de originele vorm en structuur van een artefact te tonen zonder enige fysieke interventie. Het laat dus toe door de zand­ en corrosielagen te kijken zonder deze te verwij­

In document Het vroegmiddeleeuwse grafveld van Broechem = The early medieval cemetery of Broechem (pagina 88-95)