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CO2-Messung Wie man 18.000 Jahre alte Kunstschätze bewahrt

Autor / Redakteur: Andreas Knop* / Dr. Ilka Ottleben

Was über Jahrtausende konserviert überdauerte, wird mit Entdeckung durch den Menschen oft akut gefährdet. Die Überwachung der Kohlendioxid-Konzentration unter den schwierigen Umgebungsbedingungen der prähistorischen Höhle von Lascaux hilft, deren einzigartige Felsmalereien für die Nachwelt zu erhalten.

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Abb. 1: Stiere, Auerochsen, Hirsche, Pferde, Löwen und Nashörner in monumentalen Jagdszenen – die Höhle von Lascaux birgt die berühmtesten prähistorischen Felsmalereien der Welt.
Abb. 1: Stiere, Auerochsen, Hirsche, Pferde, Löwen und Nashörner in monumentalen Jagdszenen – die Höhle von Lascaux birgt die berühmtesten prähistorischen Felsmalereien der Welt.
(Bild: Vaisala)

Die Höhle von Lascaux in der Dor‑
dogne im Südwesten Frankreichs birgt die berühmtesten prähistorischen Felsmalereien der Welt. In monumentalen Jagdszenen sind Stiere, Auerochsen, Hirsche, Pferde, Löwen und Nashörner an den Wänden festgehalten, daneben verschiedene Gegenstände und Zeichen. In diesem Jahr jährt sich ihre Entdeckung zum 75. Mal. Als die Malereien 1940 gefunden wurden, waren sie in außergewöhnlich gutem Zustand. Das änderte sich allerdings schnell, denn was der „Zahn der Zeit“ in Tausenden von Jahren nicht geschafft hatte, lösten künstliche Beleuchtung und Besucherströme schon nach wenigen Jahren aus – den Verfall der Malereien. Erst der Einsatz modernster Technik rettete die prähistorische Fundstätte, die seit 1979 zum Weltkulturerbe der Unesco gehört.

Höhle von Lascaux – sensibles Ökosystem birgt prähistorische Kunstwerke

Ein Grund für den außergewöhnlich guten Erhaltungszustand der Malereien war die natürliche Luftzirkulation in der Höhle. Sie half dabei, die Malereien über Jahrtausende zu konservieren. Nach ihrer Entdeckung wurde die Höhle für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht – gegen den Rat von Wissenschaftlern, die den Zutritt auf einen kleinen Personenkreis einschränken wollten, um das fragile Gleichgewicht der Umgebungsbedingungen nicht zu gefährden.

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Tausende von Besuchern strömten nach der offiziellen Eröffnung am 14. Juli 1948 in den Höhlenkomplex. Und schon 1949 zeigten sich die ersten Zeichen von weißen und schwarzen Pilzflecken. In den 1960er Jahren wurde eine ganze Reihe von Problemen in Zusammenhang mit den täglich bis zu 1800 Besuchern deutlich, die die Höhle im Sommer besichtigten. Gründe waren die CO2-Belastung durch die Atemluft sowie die künstliche Beleuchtung und die Veränderungen der Luftzirkulation. Als größte Gefahr erwies sich, dass all das allmählich zu einer Beschädigung der Pigmente der prähistorischen Malereien führte.

1958 wurde das erste System zur Überwachung der Umgebungsluft installiert, was die Ausbreitung des Schimmels allerdings nicht stoppen konnte. 1963 wurde die Höhle schließlich für die Öffentlichkeit geschlossen.

Heute ist der historische Ort nur noch Wissenschaftlern zugänglich, die alles daran setzen, die günstigen Umgebungsbedingungen im Höhleninnern zu erhalten. 1983 wurde Lascaux II in 200 Metern Entfernung vom Original eröffnet. Dort können Besucher eine exakte Nachbildung des Saales der Stiere und des axialen Seitengangs besichtigen.

CO2-Konzentrationen in der Höhle von Lascaux um Vielfaches höher

In der Höhle von Lascaux herrscht eine Temperatur zwischen 12 und 13 Grad Celsius, die CO2-Konzentration beträgt 0,3% bis 1% und die relative Luftfeuchtigkeit liegt knapp am Sättigungspunkt.

„Im Brunnen, einem tiefgelegenen Teil der Höhle, wurden Kohlendioxid-Konzentrationen bis zu acht Prozent gemessen“, berichtet Philippe Malaurent, der zu den renommiertesten technischen Experten für Höhlenmalereien in Europa zählt. Malaurent, Forschungsingenieur an der Universität Bordeaux, verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung auf diesem Gebiet. „Zum Vergleich: die normale Kohlendioxid-Konzentration der Luft beträgt um die 0,04 Prozent“, fügt er hinzu.

Vaisala hat verschiedene Messgeräte für das Luftüberwachungssystem in der Höhle von Lascaux geliefert. „Die Umgebungsbedingungen sind rau, aber die CO2-Sonden von Vaisala funktionieren tadellos“, ergänzt Malaurent. Die Messungen werden von der Firma PTS Mesures aus Marseille durchgeführt, die über umfassende Erfahrungen im Bereich Messtechnik und Überwachungssysteme verfügt. „Messgeräte von Vaisala eignen sich hervorragend für anspruchsvolle Anwendungen, wobei ich vom WXT520 besonders überzeugt bin“, sagt Firmenchef Thierry Simon über den Wettertransmitter WXT520, eine Multiparameter-Wetterstation. In Lascaux liefern die Messungen mit dem Gerät auch wertvolle Daten in Bezug auf das Eindringen von Grundwasser. Kaltes Wasser enthält unter Umständen mehr Gase und kann so ebenfalls die CO2-Konzentration erhöhen.

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Warum die CO2-Konzentration messen?

„In der Dordogne bestehen die meisten Höhlen aus Kalkstein. Die Überwachung der CO2-Konzentration ist für uns unerlässlich, um das Kalk-Kohlensäuregleichgewicht genau im Auge zu behalten“, sagt Malaurent. Wenn CO2 mit kondensiertem Wasserdampf reagiert, bildet sich Kohlensäure nach der Formel CO2 + H2O <–> H2CO3.

Die Malereien in der Höhle werden von dieser Verbindung angegriffen und verlieren ihre Farbpigmente. Im schlimmsten Fall führt die Belastung des Untergrunds der Malereien zu einer Abbröckelung des Gesteins.

Um dem vorzubeugen, wurden auch in anderen Höhlen in der Nähe von Lascaux Messsysteme installiert. So zum Beispiel die Font de Gaume, eine der letzten Höhlen mit Malereien, die in Europa noch für die Öffentlichkeit zugänglich sind. Auch hier trägt Vaisala zum Schutz der Kunstschätze mit drei Vaisala-Carbocap-Kohlendioxid-Messwertgebern GMT221 innerhalb der Höhle und einem Vaisala-WXT520-Wettertransmitter im Außenbereich bei. Der Eingang der Höhle ist gesichert. Die Anzahl der Besucher sowie ihre Aufenthaltsdauer werden genau erfasst und aufgezeichnet. „Wenn der CO2-Gehalt die Höchstgrenze übersteigt, müssen wir den Zutritt zur Höhle sperren, um die Malereien darin zu schützen“, erklärt Malaurent. Auch Wind- und Niederschlagsdaten werden aufgezeichnet. Die Font de Gaume ist kein komplett geschlossenes System, sondern weist einige Löcher im oberen Teil der Höhle auf. Dies ermöglicht einen Luftaustausch zwischen dem Innern der Höhle und ihrer äußeren Umgebung. Windgeschwindigkeit und -richtung werden überwacht, da sie die höhleninternen Parameter verändern können. Die Beispiele der Höhlen von Lascaux und Font de Gaume zeigen eindrucksvoll, wie modernste Technik Einsatz findet, um Schätze aus der Vergangenheit noch lange Zeit zu bewahren.

* A. Knop : Vaisala GmbH, 53111 Bonn

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