Forscher decken Geheimnis der außergewöhnlichen Erhaltung der Terrakotta-Armee-Waffen auf

Die Verchromung der Bronzewaffen der Terrakotta-Armee galt einst als die früheste Form der Anti-Rost-Technologie. Doch die Waffen wurden nie verchromt, wie wir es heute kennen. Vielmehr stammt sie versehentlich von einem dekorativen Lack, einer ausgeklügelten Konservierungstechnik. Dies fanden Forscher des UCL und des Terrakotta Army Museum in einer neuen Studie heraus.

Die in Scientific Reports veröffentlichte Studie zeigt zudem, dass auch die chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften des umliegenden Bodens ihren Teil zu dem exzellenten Erhaltungszustand der Waffen beitrugen.

Sonderbehandlung für organische Materialien aber nicht für die Waffen

Der Hauptautor Professor Marcos Martinón-Torres von der University of Cambridge erklärte in einer Mitteilung: „Die Terrakotta-Krieger und die meisten organischen Materialien des Mausoleums wurden mit einem Schutzlack beschichtet und anschließend mit Pigmenten bemalt. Aber interessanterweise passierte dies nicht mit den Bronzewaffen.“

„Wir fanden einen erheblichen Chromgehalt im Lack, aber nur eine Spur von Chrom in den nahegelegenen Pigmenten und Böden. Dies könnte auf eine mögliche Kontamination hinweisen. Die höchsten Chromwerte befinden sich immer auf Waffenteilen, die direkt mit inzwischen vergangenen organischen Elementen verbunden sind. Lanzenstiele und Schwertgriffe waren meist aus Holz oder Bambus und wurden ebenfalls lackiert. Offensichtlich ist der Lack die unbeabsichtigte Quelle des Chroms auf der Bronze – und nicht eine alte Anti-Rost-Behandlung.“

Detail aus dem Griff und der Klinge eines der Schwerts der Terrakotta-Armee. In den meisten der analysierten Schwerter werden die höchsten Konzentrationen von Chrom an der Parierstange und in anderen Beschlägen nachgewiesen, die mit den lackierten organischen Teilen in Kontakt gekommen sind. Foto: Zhao Zhen

Eine Armee für den Kaiser

Die weltberühmte Terrakotta-Armee von Xi’an besteht aus Tausenden von lebensgroßen Keramikfiguren. Dargestellt und ausgerüstet als Krieger standen diese in drei großen Gruben innerhalb des Mausoleums von Qin Shihuang (259-210 v. Chr.), dem ersten Kaiser eines vereinigten Chinas.

Diese Krieger waren mit voll funktionsfähigen Bronzewaffen bewaffnet: Dutzende Speere, Lanzen, Haken, Schwerter, Armbrüste und bis zu 40.000 Pfeilspitzen. Obwohl die ursprünglichen organischen Bestandteile der Waffen wie Holzschäfte, Köcher und Schwertscheiden in den letzten 2.000 Jahren größtenteils verfallen sind, sind die Bronzekomponenten in bemerkenswert gutem Zustand geblieben.

Seit den ersten Ausgrabungen der Terrakotta-Armee in den 1970er Jahren haben Forscher vorgeschlagen, dass der einwandfreie Erhaltungszustand der Bronzewaffen das Ergebnis der Entwicklung einer einzigartigen Methode zur Verhinderung von Metallkorrosion durch die Qin-Waffenhersteller sein muss.

Blick auf die Grube 1 der Terrakotta-Armee. Zu sehen sind Hunderte von Kriegern, die einst mit Bronzewaffen ausgestattet gewesen sind. Foto: Xia Juxian

Verunreinigung statt alte Technologie

Spuren von Chrom, die auf der Oberfläche der Bronzewaffen entdeckt wurden, gaben Anlass zu der Annahme, dass die Qin-Handwerker einen Präzedenzfall der Beschichtungstechnologie erfanden. Diese Technik ist erst Anfang des 20. Jahrhunderts patentiert worden und wird noch heute verwendet. Die Geschichte dieser angeblichen Erfindung wurde in einigen Büchern und Medien zitiert.

Jetzt zeigt ein internationales Forscherteam, dass das auf den Bronzeoberflächen gefundene Chrom lediglich eine Verunreinigung durch Lack in angrenzenden Objekten ist und nicht das Ergebnis einer alten Technologie. Die Forscher schlagen auch vor, dass die ausgezeichnete Konservierung der Bronzewaffen durch den mäßig basischen pH-Wert, die geringe Partikelgröße und den geringen organischen Gehalt des umgebenden Bodens unterstützt worden sein könnte.

Blick auf die Terrakotta-Armee. Foto: Xia Juxian

Dr. Xiuzhen Li, Mitautor der Studie, sagte: „Einige der Bronzewaffen, insbesondere Schwerter, Lanzen und Hellebarden, zeigen nach 2.000 Jahren glänzende, fast unberührte Oberflächen und scharfe Klingen“. Da Chrom auf der Oberfläche der Waffen entdeckt wurde, war die Hypothese, dass die Qin-Waffenhersteller eine Art Anti-Rost-Technologie eingesetzt haben, nahe liegend.

Die Erhaltung der Waffen hat die Wissenschaftler jedoch seit mehr als vierzig Jahren immer wieder verwirrt. „Der hohe Zinngehalt der Bronze, die Herstellungstechnik und die besondere Beschaffenheit des lokalen Bodens erklären in gewisser Weise ihre bemerkenswerte Erhaltung. Aber es ist dennoch möglich, dass die Qin-Dynastie einen mysteriösen technologischen Prozess entwickelt hat, der weitere Untersuchungen verdient.“

Experimente in einer Umweltkammer

Durch die Analyse Hunderter von Artefakten fanden die Forscher auch heraus, dass viele der am besten erhaltenen Bronzewaffen kein Oberflächenchrom hatten. Um die Gründe ihrer exzellenten Konservierung zu erforschen, simulierten sie die Verwitterung an Replikatbronzen in einer Umweltkammer.

Bronzen, die in Xi’an Boden begraben wurden, blieben nach vier Monaten extremer Temperatur und Feuchtigkeit fast unberührt. Im starken Gegensatz dazu zeigten Bronzen in britischem Boden starke Korrosion. Die Analyse des Xi’an Bodens zeigt zudem einen höheren Chromgehalt im Lack als im Boden. Die lässt darauf schließen, dass der Lack die Hauptquelle des Chroms ist.

Die Ergebnisse der Röntgenfluoreszenzanalyse zum Vergleich des Chromgehalts in Lack und Boden. Der Lack (blau) weist einen hohen Chrom-Anteil (Cr, erster Ausschlag von links) auf, während dieser im Boden (orange) praktisch fehlt. Dies zeigt, dass der Lack und nicht der Boden die Hauptquelle für Chrom am Fundort ist. Foto: Terrakotta Armeemuseum – UCL Kooperatives Projekt

„Es ist auffallend, wie viele wichtige, detaillierte Erkenntnisse durch den Nachweis sowohl der natürlichen Materialien als auch der komplexen künstlichen Zusammensetzung im Mausoleum-Komplex gewonnen werden können. Diese Materialien bieten ergänzende Handlungsstränge in einer größeren Geschichte von Strategien der Handwerksproduktion zu Beginn des ersten chinesischen Imperiums“, sagte Professor Andrew Bevan und Co-Autor der Studie.

Professor Thilo Rehren vom UCL-Institut für Archäologie betonte die Bedeutung einer langfristigen Zusammenarbeit. „Wir haben diese Forschung vor mehr als 10 Jahren zwischen dem UCL und dem Museum begonnen. Nur durch die Hartnäckigkeit, die vertrauensvolle Zusammenarbeit und das übergreifende Denken der Kollegen in China und Großbritannien konnten wir dieses jahrzehntelange Geheimnis lösen.“

Die PDF zur Studie finden Sie hier (Englisch): Surface chromium on Terracotta Army bronze weapons is neither an ancient anti-rust treatment nor the reason for their good preservation