Es ist eine unruhige Zeit. Mächtige Reiche zerbrechen, Hunnenkrieger machen sich im Zentrum Europas breit, die Vandalen erobern Karthago und plündern Rom. Doch die ewige Stadt bleibt. Sie wird, nach dem Untergang des Römischen Reichs (im 5. Jh.), zum Zentrum der westlichen Welt. Die germanischen Frankenherrscher sind die Schutzherren der Päpste. Karl der Große ist vielleicht der wichtigste von ihnen und betrachtet sich als Herrscher nach antikem Muster unter christlichen Vorzeichen. Die Pfalz in Aachen wird poetisch überhöht als neues Rom – Nova Roma – bezeichnet und sein Hof wird das geistige Zentrum des gesamten Westens. Karls Nachfolger – die Ottonen – führen diese Politik fort. In ihre Zeit fällt vielleicht die Schaffung eines ganz besonderen Monuments, des „Aachener Pinienzapfens“, eines Brunnenaufsatzes.

Es ist die Kopie eines antiken Vorbilds, das einst in Rom neben einem Tempel der Göttin Isis stand. Die Päpste versetzten den Zapfen, der schon immer als Brunnen diente, auf den Vorplatz des Petersdoms. Hier sollte er auf die vier Paradiesflüsse und auf die reinigende Kraft der Taufe verweisen. Die Pinie galt in antiker Tradition als Baum des Lebens, so steht der Pinenzapfen in der christlichen Symbolik für die Auferstehung. Sein Abbild nördlich der Alpen verweist seither daneben wohl auch auf die enge Verbindung der Aachener Kirche mit der Basilika des Apostels Petrus im Heiligen Rom.

Foto: Diözesanmuseum Paderborn

Jetzt ist der Aachener Pinienzapfen in der Ausstellung WUNDER ROMs in Paderborn zu sehen. Doch vorher wurde er mit kriminalistisch anmutender Akribie untersucht. Die Archäologen Sebastian Ristow und Daniel Steiniger* setzen archäometrische Methoden, also naturwissenschaftliche Verfahren ein, um herauszufinden wo und wann der Aachener Pinienzapfen hergestellt wurde. Die Einblicke in die Zusammensetzung und Herstellungsprozesse könnte dieses und die anderen Bronzewerke in Aachen untereinander und mit ähnlichen antiken und mittelalterlichen Stücken an verschiedenen Orten vergleichbar machen. So können Informationen darüber gewonnen werden, ob etwa der Pinienzapfen von den karolingischen Herrschern oder den ottonischen nach Aachen geholt wurde oder vielleicht auch hier hergestellt wurde.

In ihrem Gastbeitrag geben Sebastian Ristow und Daniel Steiniger Einblicke in die spannende wissenschaftliche Untersuchung.

Naturwissenschaft und Archäologie

© CEphoto, Uwe Aranas

Aachener Dom © CEphoto, Uwe Aranas

Der Aachener Dom wurde in der Zeit um 800 für Karl den Großen errichtet. Der Kaiser ließ den Bau mit wertvollen Details ausstatten. Wir wollen herausfinden, wie die Bronzewerke im Aachener Dom zusammengesetzt sind, aus welchen Zeiten sie stammen und wo sie möglicherweise angefertigt wurden. Denn es ist bekannt, dass Karl wertvolle Ausstattung, wie Säulen und Kapitelle aus Italien für seinen Bau geholt hatte. Aber gilt dies auch für die Metallarbeiten? Bei früheren Untersuchungen konnte nicht die gesamte chemische Zusammensetzung der Kunstwerke ermittelt werden. Um die verschiedenen Werkstücke untereinander und mit ähnlichen an anderen Orten zu vergleichen, ist es nötig möglichst viele ihrer chemischen Bestandteile zu kennen, damit man die Zusammensetzung des Materials ins Verhältnis setzen kann. So lassen sich Hinweise auf den Herstellungszeitpunkt und -ort gewinnen. Eine spannende Frage ist, woher das Material möglicherweise kam und ob man auch alte Bronze mit eingeschmolzen hat oder selbst die Grundstoffe zusammenfügte. Aufgrund der Kombination solcher Erkenntnisse lässt sich eine Wahrscheinlichkeit dafür erarbeiten, ob die Stücke vielleicht in Aachen selbst hergestellt worden sind. Schließlich hatte man bei Ausgrabungen 1911 zwischen Dom und Rathaus in Aachen einen Metallwerkplatz gefunden. Zusammenhänge zwischen der Architektur Karls des Großen und ihrer Ausstattung mit Bronzewerken sind somit sicher anzunehmen, aber welche Bronzen gehören dazu?

Neue Technik, neue Analysen

Seit Neuestem erlaubt es die Technik, die materielle Zusammensetzung von Gegenständen zu ermitteln, ohne, wie sonst oft notwendig, die Untersuchungsobjekte zu beschädigen oder zu zerstören: mit der so genannten pRFA wird an der Oberfläche die elementare Zusammensetzung gemessen. Bei der Messung mit dieser Röntgenfluoreszenzanalyse werden – vereinfacht gesagt – die Atome in der zu untersuchenden Probe mittels Röntgenstrahlung angeregt, wodurch sie eine für jedes Element charakteristische Strahlung an den Detektor zurücksenden. Hieraus lassen sich Art und Menge der in der Probe vorhandenen Elemente berechnen. Wichtig ist es, abgenutzte oder gesäuberte Stellen zu finden, die keine Patina, Auflagerungen von Schmutz oder anderen Materialien haben, um die Messwerte nicht zu verfälschen.
Auf diese Weise lassen sich z. B. Artefakte aus Metall, Fayence, Glas, Keramik, Metalle und Legierungen untersuchen sowie deren Korrosionsschichten, auch verschiedenste Gesteine, Lockersediment- und Bodenproben sowie darin befindliche Schwermetalle bzw. Phosphatgehalte, Wandmalereien, Fresken, Mosaiken und alle Arten von anorganischen Baustoffen.

Was gibt der Pinienzapfen preis?

Pinienzapfen aus der Vorhalle des Aachener Doms, ©Domkapitel Aachen, Foto: Pit Siebigs

Ursprünglich bildete der bronzene Pinienzapfen wohl die Bekrönung eines Brunnens, denn an den Spitzen seiner Schuppen befinden sich kleine Öffnungen für den Wasseraustritt. Sein Material wurde bereits vor einigen Jahren analysiert. Diese älteren Analysen berichten von einer Zinnbronze mit ca. 14 % Zinn und ca. 5 % Bleigehalt. Unsere neuen Messungen ergaben vergleichbare Werte für beide Bestandteile. Darüber hinaus konnten erstmals eine ganze Reihe von Spurenelementen nachgewiesen werden, die nur in geringen Mengen vorhanden, aber wichtig für den Vergleich mit anderen Metallsorten sind, so z. B. Arsen, Antimon, Silber, Zink, Quecksilber und Wismut. Eine erste Auswertung der Messungen zeigt klar, dass Sockel und Aufbau des Zapfens aus derselben Legierung bestehen. Gusstechnische Merkmale im Innern legen nahe, dass das gesamte Ensemble von 91 cm Höhe und 59,9 cm breite aus einem Stück gegossen wurde. Die neuen chemischen Analysen bestätigen damit etwas, das bereits seit längerem vermutet wurde. Die Legierung des Pinienzapfens unterscheidet sich darüber hinaus deutlich von den karolingerzeitlichen Großbronzen, wie z.B. den Bronzetüren oder den Gittern im Oktogon des Aachener Doms. Damit wird die Wahrscheinlichkeit größer, dass der Pinienzapfen zu einem anderen Zeitpunkt dem Ausstattungsensemble hinzugefügt wurde, z. B. in der ottonischen Zeit.

Weitere Messungen an der Ausstattung im Aachener Dom

Die beiden Forscher haben sich außerdem mit den großen bronzenen Türen am Haupteingang und den Gittern an der Empore des Domes beschäftigt. Hier können folgende erste Ergebnisse aus den Messungen abgeleitet werden: Die große „Wolfstür“ sowie die auf deren Außenseite angebrachten Löwenköpfe sind aus nahezu ein und derselben Legierung gefertigt. Auch die Gitter im Umgang des Oktogons haben eine mit der Tür vergleichbare Zusammensetzung. Im Bereich der Spurenelemente zeigen die unterschiedlichen Gitter aber eine größere Variationsbr

Foto: Sebastian Ristow

eite. Interessanterweise weisen Gitterpaare aus dem Aachener Dom, die von der Ornamentik her ähnlich sind, auch bezüglich bestimmter Spurenelemente Gemeinsamkeiten auf. Diese Indizien deuten auf die Fertigung auf der Aachener Dombaustelle hin, was auch schon die Entdeckung eines Buntmetallwerkplatzes zwischen Dom und Rathaus im Jahre 1911 nahelegt.
Weitere Untersuchungen an den Marmorplatten des Thrones und des Altars sind derzeit im Gange, die ersten Ergebnisse müssen aber noch im Detail ausgewertet werden.

…und alles bleibt unversehrt

Zusammenfassend lässt sich sagen: Die pRFA-Untersuchungen am Aachener Dom konnten bereits jetzt eine Vielzahl neuer Ergebnisse liefern, ohne dass von einem einzigen der vielen Untersuchungsobjekte auch nur ein staubkorngroßes Stück für die Analyse herausgenommen werden musste. Kunstwerke und Denkmäler können dank dieser zerstörungsfreien Analysemethode geschützt und erhalten aber trotzdem untersucht werden. Darin steckt ein großes Potenzial für die Zukunft. Insgesamt haben wir bereits über 200 Analysen im Aachener Dom und an Material von dort (Tessellae, also kleine gläserne Mosaikquader, Schlacken, Bleiruten etc.) durchgeführt. Diese Datenmenge verspricht noch einige Überraschungen!

 

*Der Frühmittelalterarchäologe Sebastian Ristow hat in den letzten Jahren die Archäologie der Aachener Pfalz erforscht und lehrt an der Universität Köln am Archäologischen Institut. Hier werden archäometrische Verfahren verstärkt eingesetzt. Daniel Steiniger beschäftigt sich als Vor- und Frühgeschichtlicher Archäologe seit Jahren mit solchen Messverfahren und ihren Auswertungen, derzeit für die Eurasien-Abteilung des Deutschen Archäologischen Instituts in Berlin, mit zahlreichen archäologischen Projekten im Ausland.

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