N A UKI HUM ANISTYCZNO-SPOŁECZNE — ZESZYT 270 — 1994
Zakład K onserwacji Elem entów i Detali A rchitektonicznych
Bożena Soldenhoff
SPOSOBY PRZECHOW YW ANIA MOKREGO DREWNA ARCHEOLOGICZNEGO
T erm inem „m okre drew no archeologiczne” lub po pro stu „drew no archeologiczne” określam y zabytkow e przedm ioty i elem enty drew niane w ydobyte z ziemi albo zbiorników wodnych. Będą to zarów no drew niane narzędzia, naczynia, przedm ioty kultow e czy zdobnicze, jak i elem enty k o n stru k cy jn e budow li m ieszkalnych, gospodarczych, um ocnień obron nych itp. D rew no to c h arak tery zu je się często zniszczoną stru k tu rą , m a łą w ytrzym ałością m echaniczną i jest w pełni przesycone wodą. Ilość w ody zależy przede w szystkim od właściwości danego g atunku drew na, stopnia zniszczenia i środowiska, w jakim obiekt przebyw ał.
Pod w pływ em różnego rodzaju czynników niszczących obserw uje się w drew nie archeologicznym głównie procesy rozkładu hydrolitycznego, pow odujące depolim eryzację łańcuchów celulozowych. Stopniow e nisz czenie celulozy znacznie red u k u je w ytrzym ałość m echaniczną błon ko m órkow ych. Wysoko spolim eryzow ana celuloza stanow i bow iem w drew nie podstaw ow y składnik jego szkieletu, decydujący o większości cech w ytrzym ałościow ych. W znacznie m niejszym stopniu zniszczeniu ulega lignina 1. W obecności dużych ilości w ody część rozłożonych składników ulega w ypłukaniu, co pow oduje obniżenie ciężaru właściwego drew na. M aleje szczególnie w ytrzym ałość na zginanie, zależna od udziału celu lozy. W ytrzym ałość na ściskanie, zw iązana z zaw artością ligniny, w yka zuje nieznaczny spadek, n aw et w dość zaaw ansow anej korozji drew na. C h a ra k te r i stopień zniszczeń m a duży w pływ na zachowanie się drew na w czasie w ysychania.
Jeżeli w drew nie n astąpiła tylko depolim eryzacja celulozy, a więc 1 W badaniach chemicznych składu drew na archeologicznego obserwuje się tzw. pozorny w zrost zaw artości ligniny. Jest on w ynikiem rozkładu i częściowego w ypłukania substancji celulozowej i hemiceluloz. Wzrost zaw artości ligniny jest jednym z dokładniejszych testów pozwalających na określenie stopnia zniszcze nia drewna.
116 Bożena Soldenhoff
upodobniła się ona do hemiceluloz, to błony kom órkow e odznaczać się będą dużą higroskopijnością i w przy p ad k u u tra ty w olnej w ody w y stą pią pęknięcia desorpcyjne, spowodowane kurczliw ością błon. W w yniku daleko posuniętej degradacji celulozy i hemiceluloz, a tym sam ym po zornego w zrostu zaw artości ligniny, chłonność i kurczliw ość błon po w inna się w yraźnie zmniejszyć. Lignina bowiem spełnia funkcje czyn nika hydrofobowego, ograniczającego pęcznienie drew na. Teoretycznie więc, drew no o procentow o dużej zaw artości ligniny nie powinno w m iarę odparow yw ania wody ulegać silnym odkształceniom . Jednak w prak ty ce okazuje się, że im bardziej zdegradow ana celuloza, tym w iększy procentow o skurcz drew na.
D rew no archeologiczne swój pierw otny k ształt zawdzięcza znacznej ilości w ody w olnej, k tó ra całkowicie w ypełnia kom órki i przestrzenie m iędzykom órkow e. Dzięki znacznem u ciśnieniu u trzy m u je nadw ątlone ścianki kom órek w pierw otnej formie. Zaw artość jej w silnie zniszczo nym drew nie może wynosić n a w e t 400% w stosunku do suchej m asy. Z chw ilą odparow yw ania w olnej w ody błony kom órkow e kurczą się i zapadają. Zjaw isko to potęguje jeszcze sam a woda, k tó ra — posiadając duże napięcie pow ierzchniow e (72,7 dyn/cm ) — w czasie odparow yw ania działa jak pompa ssąca — przyciąga błony kom órkowe ku sobie (patrz fot. 1 i 2).
D rewno w ysychając ulega bardzo silnem u kurczeniu, przekraczając
Fot. 1. Drewno archeologiczne (P inus silvestris) — m ikrofotografia p rep aratu cię tego z mokrego drew na. Woda utrzym uje bardzo cienkie błony komórkowe w
Fot. 2. Drewno archeologiczne (P inus silve stris) — mikrofotografia p rep aratu cię tego z drew na wysuszonego. Widoczna silna deform acja komórek i sklejanie się
ścian
niekiedy w ielokrotnie ch arak tery sty czn y dla danego g atu n k u zakres. P o za tym , w ew nątrz drew nianego przedm iotu pow stają naprężenia powo dujące pęknięcia desorpcyjne i odkształcenia. W przypadkach bardzo sil nie zniszczonej s tru k tu ry może nastąpić częściowe lub całkow ite rozsy panie się drew na (fot. 3, 4, 5).
Z m iany destru k cy jn e w drew nie obserw ujem y już w bardzo
118 Bożena Soldenhoff
Fot. 4
Fot. 5 Fot. 3, 4 i 5. Kolejne etapy procesu niszczenia i odkształcania się drew na arche
ologicznego w trakcie swobodnego odparow ywania wody
snej fazie w ysychania. W ystarczą niekiedy niew ielkie u b y tk i wody, aby na pow ierzchni pojaw iły się spękania lub deform acje. C h arak ter i za k re s ty ch zniszczeń zależy w dużej m ierze od tem pa w ysychania. Im jest ono szybsze, ty m większe deform acje.
P ow stałe w trakcie odparow yw ania w ody deform acje m ają c h a rak ter trw ały. Są nieodw racalne! Zabiegi naw ilżania, nasycania lub napaw ania naw et gorącą wodą raz w yschniętego i odkształconego drew na nie dają żadnych rezultatów . N ależy więc pam iętać, że dopuszczenie do pow sta nia tak ich deform acji jest rów noznaczne ze zniszczeniem obiektu.
Jed n y m z elem entów m ających duży w pływ na stan zachowania drew na, a niekiedy w pow ażnym stopniu rzu tu jący m na w ybór m etody konserw acji, jest sposób jego zabezpieczenia w czasie prac w ykopalis kowych, tra n sp o rtu i m agazynow ania. G łów nym celem ty ch zabezpieczeń jest: u trzym anie stałej wilgotności, uniem ożliw iającej odparow yw anie w ody z obiektów; niedopuszczenie do rozw oju m ikroflory; izolowanie drew na od innych czynników m ogących w pływ ać nań d estrukcyjnie (np. u razy m echaniczne, światło, zm iany te m p e ra tu ry itp.).
Działania profilaktyczne zaczynają się już w mom encie odkrycia pierw szych fragm entów przedm iotu drew nianego. Archeolog powinien um ieć ocenić stan zachow ania drew na po jego w yglądzie, m iękkości bądź kruchości stru k tu ry . Pozwoli to na podjęcie decyzji o sposobie w ydoby cia z ziemi. Jeżeli drew no jest bardzo zniszczone, nabrało cech lignitu, należy je w yjm ow ać w raz z otaczającą je g rubą w arstw ą ziemi (10— 15 cm) i zaraz umieścić w odpow iedniej wielkości pojem niku. P rzed m iot d rew niany i ziemię można dodatkow o zwilżyć niew ielką ilością czystej w ody i szczelnie zapakować, zabezpieczając przed jej odparow a niem . O biekt pow inien być jak najszybciej przekazany do pracow ni kon serw atorskiej. Uwagi powyższe dotyczą przedm iotów o niew ielkich w y m iarach, bądź w yjątkow o cennych.
Inne obiekty — lepiej zachow ane — w ydobyw am y zawsze z dużą ostrożnością, aby nie uszkodzić m echanicznie drew na. Pow ierzchnię czyścim y opłukując wodą. Jeżeli zachodzi konieczność m agazynow ania przez pew ien czas na terenie w ykopalisk, to m ożem y przechow yw ać przedm ioty w pojem nikach z wodą, dbając o ich całkow ite zanurzenie. O biekty połam ane i bardzo drobne pow inny być osobno zapakow ane w napełnione wodą w oreczki polietylenow e i rów nież umieszczone w po jem niku. Do jednego naczynia nie należy w kładać zbyt w ielu przed miotów, m ogą bowiem ulec odkształceniu lub połam aniu. Tak przecho w yw ane drew no może bardzo łatw o zostać zaatakow ane przez m ikroor ganizm y. A by tem u zapobiec, należy zm ieniać wodę co 2— 3 dni albo dodawać do niej środek antyseptyczny. Poleca się zazwyczaj form alinę, sterinol lub pięciochlorofenolan sodu. Pojem niki z drew nem pow inny być zak ry te i przechow yw ane w m iejscu zacienionym i możliwie chłod nym.
W iększe przedm ioty, k tó ry ch w ydobyw anie trw a dłużej, pow inny być w trak cie odkryw ania chronione. O chrona ta polega przede w szystkim n a osłonięciu przed działaniem prom ieni słonecznych, stałym naw ilga- caniu odsłoniętych części i zakryw aniu ich folią. W skazane jest nasyca nie 2-procentow ym roztw orem sterinolu. Środek te n nie skazi środo wiska, nie m a przykrego zapachu i jest nietoksyczny dla lu d z i2. Można też stosować form alinę, lecz jej p rz y k ry zapach u tru d n ia łb y pracę.
2 Sterinol jest toksyczny dla ludzi jedynie w przypadku spożycia. Należy nim nasycać bez nadm iaru jedynie części drewniane.
120 Bożena Soldenhoff
Po w ydobyciu z ziemi duże przedm ioty przechow yw ać można cza sowo na teren ie w ykopalisk w w annach, k o rytach lub naw et, jak po daje S. M a d a jsk i3, w row ach z wodą. Ten ostatni sposób nie w ydaje się godny polecenia z racji destrukcyjnego działania rozw ijającej się w n a tu ra ln y c h zbiornikach m ikroflory. W przypadku b rak u dużych po jem ników dobrym i w ygodnym sposobem jest przechow yw anie drew na w dużych w orkach foliowych. P rzedm ioty pow inny być przed w łoże niem do w orków obficie skropione wodą z antyseptykiem .
T ran sp o rt obiektów z terenów w ykopalisk do pracow ni czy m aga zynów pow inien odbyw ać się z dużą ostrożnością. D rewno zabezpieczone przed w ysychaniem , szczelnie zaw inięte w folię, przew ozi się w odpo w iednich pojem nikach — skrzyniach wymoszczonych m iękkim i m ate riałam i (trociny, mech, m aty, granulow any styropian). T ran sp o rt obiek tów archeologicznych jest kw estią czysto techniczną; zależy od w iel kości i k ształtu przedm iotu, stopnia jego zniszczenia, a także środka lokomocji.
Jeżeli obiekty drew niane po przew iezieniu z te ren u w ykopalisk nie zostaną od ra z u poddane zabiegom konserw atorskim , tylko zm agazyno w ane w stanie m okrym , pow inny być przedm iotem szczególnej troski. P rzede w szystkim pow ierzchnię drew na należy dokładnie oczyścić pod strum ieniem bieżącej w ody z resztek brudu, cząstek piasku i korzeni roślin. W przypadku, gdy drew no jest dostatecznie tw ard e, m ożna w czasie m ycia posłużyć się m iękką szczoteczką albo pędzlem. O biekty o niew ielkich rozm iarach przechow yw ać można w pojem nikach z wodą, szczelnie zam kniętych. A by zapobiec rozwojowi m ikroorganizm ów ko niecznie należy dodać do w ody środki grzybobójcze. N ajczęściej stosuje się form alinę. Łączne stężenie form aldehydu w wodzie pow inno być nie m niejsze niż 4%; n iektórzy autorzy zalecają n aw et 10% 4. W te n sposób przechow yw ano przez ponad 50 la t rzeźbione elem enty z łodzi w ikin gów z O se b e rg 5 — drew no nie uległo żadnym w idocznym zmianom. Z am iast form aliny można stosować sterinol (stężenie 5— 10%) lub pię- ciochlorofenolan sodu (stężenie 1— 3%). Zarów no form alina, jak i ste rinol są substancjam i, k tóre bardzo łatw o usuw a się w trakcie kąpieli wodnych. Nieco tru d n ie j w ym yw alny jest pięciochlorofenolan sodu. N a podstaw ie w ieloletniej p ra k ty k i uw ażam y, że najlepsze rez u lta ty daje stosow anie form aliny.
M agazynow anie w iększych przedm iotów spraw ia niekiedy sporo kło potu, z racji chociażby szczupłego często zaplecza m agazynowego, a ta k 3 S. M adajski, Sposoby konserwacji drew na w łódzkim ośrodku archeologicz nym , Archeologicke rozhledy, R. 4, 1952, z. 5, s. 442—448.
4 W. Garczyński, Transport i konserwacja wczesnośredniowiecznej lodzi ze wsi Czarnowsko w p ow. Lębork, M ateriały Zachodniopomorskie, t. 4, 1958, s. 393—397.
6 A. Rosenqvist, The Stabilizing of Wood found in the V iking Ship of Oseberg, Studies in Conservation, t. 4, 1959, n r 1 i 2.
że b ra k u odpowiednio dużych zbiorników. D rewno zam yka się w szczel n ych w orkach polietylenow ych po uprzednim zamoczeniu i dodatkowo obfitym spryskaniu jednym z w ym ienionych środków grzybobójczych (stężenie powinno być nieco wyższe od tu podanych). Zabezpieczone obiekty w ym agają okresow ych kontroli i co jakiś czas w ym iany płynu, bądź ponownego spryskania antyseptykiem (obiekty w foliach).
M oren i C e n te rw a ll6 proponują, w celu zabezpieczenia drew n a już na teren ie w ykopalisk, przechow yw anie go w 10-procentow ym roztw o rze poliglikolu etylenow ego z 1-procentow ym dodatkiem pięciochloro- fenolanu sodu. Sposób ten daje dobre w yniki, jednak rzu tu je na później sze działania konserw atorskie. U tru d n ia praktycznie zastosowanie innej m etody im pregnacji niż nasycanie tym że glikolem polietylenow ym .
W m uzeach w Oslo i B e rg e n 7 m okre przedm ioty drew niane prze chow uje się do czasu podjęcia konserw acji w w orkach polietylenow ych w stanie zam rożonym . Sposób ten skutecznie zapobiega rozw ojowi m i kroorganizm ów , w ym aga jednak odpowiednio wyposażonego zaplecza magazynowego, co przy dużej ilości obiektów jest przedsięw zięciem b a r dzo kosztownym .
W pobliżu terenów w ykopaliskow ych, na k tó ry ch w ydobyw a się b a r dzo duże ilości drew na, buduje się niekiedy specjalne baseny cem entow e do ich przechow yw ania. M uszą one posiadać bardzo dobrą izolację, k tó ra pow inna zapobiegać przenikaniu w ody ze środkam i grzybobójczym i do g ru n tu . U żytkow anie takiego basenu m usi być poprzedzone zgodą w ładz sanitarnych.
W toku prac w ykopaliskow ych zachodzi niekiedy potrzeba — ze w zględów badaw czych, ekspozycyjnych czy dokum entacyjnych — pozo staw ienia przez pew ien czas odsłoniętych elem entów drew nianych. N aj częściej pozostawia się je na okres zimowy, m iędzy dwoma sezonami w ykopaliskow ym i. Ciekawe i uw ieńczone pozytyw nym i rezu ltatam i eks p e ry m en ty poczyniono w czasie odkryw ania w czesnogotyckiej zabudow y m ieszkalno-gospodarczej na W aw elu 8. Początkow o zasypyw ano po pro stu odkryte drew no w arstw ą gleby — tej sam ej, w k tó rej obiekt znale ziono. Jednakże już po kilku dniach stw ierdzono rozw ój pleśni. U toku dalszych eksperym entów nasączono konstru k cje roztw orem tym olu w alkoholu etylow ym i obłożono g rubą w arstw ą ligniny, k tó rą przysypano w arstew k ą piasku. N astępnie p rzy k ry to całość papą smołową i 50-cen- ty m etro w ą w arstw ą hum usu. Po upływ ie półtora roku stwierdzono, że drew no w ykazuje znaczny stopień u tra ty tw ardości. Poza tym ściśle
6 H. Moren, B. Centerwall, The Use of Polyglycols in the Stabilizing and Preservation of Wood, Mémoires du Musee H istorique de Lund, 1960.
7 A. Rosenqvist, op. cit.
e H. Zoll-Adamikowa, Doraźne zabezpieczenie drewna in situ w odkryw kach archeologicznych, Biblioteka M uzealnictwa i Ochrony Zabytków, Seria B, t. 3, 1961, s. 121—123.
122 Bożena Soldenhoff
przylegająca w arstw a ligniny i piasku stw arzała duże trudności przy ponow nym odsłanianiu obiektu i konieczność dodatkowego oczyszczania. W końcow ym etapie eksperym entu drew no nasycono roztw orem form a liny, a następ n ie p rz y k ry to ściśle przylegającą folią polietylenow ą. Na folii kładziono kolejno: 10— 20-centym etrow ą w arstw ę ziemi, papę smo łową, w arstw ę piasku i g ru b y nasyp ziemi próchniczej. Przeprow adzone kontrole w ykazały zadow alający sta n drew na. Postępow anie w edług opi sanej m etody chroni drew no przed odparow yw aniem wody, zabezpiecza przed zagrzybieniem , a stosunkow o g ruba w arstw a n asy p u ziem nego po zw ala na utrzym yw anie w zględnie stabilnej te m p e ra tu ry (ważne szcze gólnie w okresie zimowym). J e s t to poza tym m etoda łatw a, ta n ia i um o żliwia szybkie odsłonięcie obiektu, a także przeprow adzenie okresow ych kontroli stan u zachowania.
W łaściwe zabezpieczenie drew na archeologicznego w trakcie wyko palisk, tra n sp o rtu i m agazynow ania jest spraw ą bardzo ważną. Decy d u je 'bowiem ono o zachow aniu obiektów w stanie niezm ienionym i u - m ożliwia praw idłow e przeprow adzenie procesów konserw atorskich.
