NMR und IR-Imaging des Stofftransports während der Rehydroxylierung gebrannter Tone zur Etablierung eines neuen Konzepts zur Datierung antiker Artefakte

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Haase
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407209881

Ungeachtet des Durchbruchs in der Altersbestimmung antiker Artefakte durch die C14 Radiocarbon-Methode existieren noch immer beträchtliche Unsicherheiten bei der Datierung archäologischer Fundstätten. Diese sind insbesondere eine Folge von "Radio-carbon-Plateaus" in den Eichkurven, die über einige Zeitabschnitte zu Unsicherheiten von bis zu 300 Jahren in den Datumsangaben führen können, ungeachtet der hohen Genauigkeiten, mit denen heute die Radioaktivität der untersuchten Objekte bestimmt werden kann. Die Möglichkeit eines neuen Zugangs zur Altersbestimmung, basierend auf der Untersuchung des Rehydroxylierungsprozesses antiker Keramik (und damit völlig unabhängig von der Radiocarbon-Methode) fand daher unter den Archäologen weltweit große Aufmerksamkeit. Die Methode stützt sich auf die Beobachtung, dass die Masse der Keramik nach deren Brennung lediglich mit der vierten statt mit der Quadratwurzel aus der Zeit zunimmt. Eine solche Zeitabhängigkeit, mit einer progressiven Prozessverlangsamung einhergehend, birgt die Möglichkeit der Bestimmung des Zeitpunktes in sich, zu dem das betreffende Artefakt produziert – das heißt gebrannt und damit in den dehydroxylierten Zustand überführt – wurde und damit der Rehydroxylierungsprozess einsetzte. Bis heute existiert aber kein zufriedenstellendes Modell, mit dem diese Zeitabhängigkeit erklärt werden kann.Im Projektvorhaben sollen zwei bewährte Methoden der Materialcharakterisierung für die Erforschung der Elementarprozesse, die zu dieser bemerkenswerten, stark verzögerten Zeitabhängigkeit in der Rehydroxylierung führen, zum Einsatz kommen. Beide Verfahren, nämlich einige NMR-Techniken und die Mikro-Bildgebung mittels IR-Mikroskopie, sind von uns bereits in zahlreichen Untersuchungen von Wirt-Gast-Systemen eingesetzt worden, darunter auch bei der Beobachtung von Ad- und Desorption, wie sie auch bei der De- und Rehydroxylierung, die im Zentrum der geplanten Untersuchungen stehen, eine Grundvoraus-setzung für alle ablaufenden Prozesse darstellen. In Testexperimenten haben wir gezeigt, dass beide Techniken auch für die Untersuchung der ins Auge gefassten neuen Systeme geeignet sind und die für die Ableitung von Modellvorstellungen erforderliche Information damit zugänglich ist.In den Testexperimenten und der Planung der Experimente konnten wir uns auf den Rat von Experten auf diesem Gebiet stützen, darunter der Entdecker des Phänomens und von "Mittlern" zwischen Materialwissenschaft und Archäologie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien, Israel, Polen, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Arkadiusz Derkowski; Professor Dr. Alexander Fantalkin, Ph.D.; Professor Dr. Chris Hall; Dr. Andrea Hamilton; Dr. Vincent J. Hare; Professor Dr. Murray Moinester; Professor Dr. Eliazer Piasetzky; Dr. Moira A. Wilson