Röntgenmessungen an Palmblattmanuskripten Zwischen den Zeilen antiker Schriften: zerstörungsfreie Materialanalyse

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Historische Schriftstücke zu untersuchen erfordert besonders schonende Methoden. Mithilfe von Synchrotron-Röntgenstrahlung hat ein Forschungsteam nun Materialmerkmale wertvoller Kulturgüter analysiert. Die Studie liefert wichtige Daten für die Materialanalyse und unterstützt die Handschriftenforschung.

Was heute auf dem Smartphone oder in der Cloud gespeichert wird, wurde früher zu Papier gebracht. Über Jahrhunderte hinweg hielten Menschen in Süd- und Südostasien religiöse Lehren, literarische Werke, rechtliche Regelungen und wissenschaftliche Erkenntnisse auf Palmblättern fest. Bevor die Blätter beschrieben oder mit einem Griffel beschriftet werden konnten, mussten sie aufwendig vorbereitet werden. Die Verarbeitungstechniken unterschieden sich dabei je nach Region und könnten charakteristische Spuren im Material hinterlassen haben. Wie die Blätter verarbeitet wurden und woher sie stammten, lässt sich heute oft nur schwer rekonstruieren.

Ein internationales Forschungsteam hat untersucht, welche Hinweise sich aus der Struktur und chemischen Zusammensetzung des Materials gewinnen lassen. Dafür kombinierte es Röntgenanalysen an der Synchrotronstrahlungsquelle PETRA III beim deutschen Elektronen-Synchrotron DESY und an der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) mit maschinellem Lernen.

Keilschrifttafeln im Computertomographen

Forscher lüften 4.000 Jahre altes Briefgeheimnis mittels Röntgenstrahlung

160 Materialeinträge im Vergleich

Die untersuchte Materialbasis umfasst 85 Manuskripte und 75 moderne Vergleichsmaterialien. Die Materialien stammen aus unterschiedlichen Sammlungen und Regionen Süd- und Südostasiens. Das Forschungsteam prüfte, ob sich anhand ihrer Eigenschaften die verwendeten Palmengattungen, verschiedene Stadien der Blattverarbeitung und mögliche Zusammenhänge mit der geografischen Herkunft unterscheiden lassen.

Ein Vorteil der Methode: Die Analysen erfolgen zerstörungsfrei. Es müssen keine Proben aus den empfindlichen historischen Objekten entnommen werden. Stattdessen liefern verschiedene Röntgenverfahren Informationen über die innere Struktur und die chemische Zusammensetzung der Blätter.

Laura Gallardo, Erstautorin der Studie und Wissenschaftlerin an der Technischen Universität Hamburg (TU Hamburg), betont die Bedeutung des zerstörungsfreien Ansatzes: „Bei seltenen und empfindlichen Kulturgütern ist es entscheidend, umfangreiche strukturelle und chemische Informationen zu gewinnen, ohne Proben entnehmen zu müssen. Durch die Kombination verschiedener Synchrotronmethoden können wir unterschiedliche Ebenen der Materialgeschichte eines Manuskripts untersuchen und zahlreiche Objekte systematisch vergleichen.“

Röntgenstrahlung gewährt schonend Einblick ins Material

Die Forschenden kombinierten drei Verfahren, die unterschiedliche Eigenschaften der Palmblätter erfassen. Die Kleinwinkel-Röntgenstreuung (SAXS) liefert Informationen über die Struktur und Ausrichtung von Faserverbänden. Die Weitwinkel-Röntgenstreuung (WAXS) gibt Aufschluss über die relativen Anteile kristalliner Zellulose und amorpher Bestandteile. Die Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) erfasst die Verteilung chemischer Elemente im Material.

Mithilfe maschinellen Lernens wertete das Team die Messdaten gemeinsam aus. Entscheidend war dabei nicht ein einzelner Messwert, sondern das Zusammenspiel verschiedener struktureller und chemischer Merkmale.

Unterscheidung nach Palmengattung, aber (noch) nicht nach Herkunft

Die Ergebnisse zeigen, dass sich die beiden untersuchten Palmengattungen anhand ihrer Materialmerkmale vergleichsweise zuverlässig unterscheiden lassen. Nach der Behandlung der Blätter traten die Unterschiede zwischen den Palmengattungen deutlicher hervor. Die messbaren Eigenschaften spiegeln somit nicht nur die botanische Herkunft wider, sondern auch die unterschiedlichen Auswirkungen der Verarbeitung auf das Material.

Bei der geografischen Herkunft ist das Bild weniger eindeutig. Die untersuchten Proben aus Sri Lanka und Südindien zeigten deutliche materielle Gemeinsamkeiten, die mit verwandten Verarbeitungstraditionen zusammenhängen könnten. Die thailändischen Proben wiesen im untersuchten Datensatz ein vergleichsweise eigenständiges Materialprofil auf, was möglicherweise mit den besonderen Verarbeitungstraditionen in einigen Regionen Thailands zusammenhängt. Die systematischen Unterschiede zwischen den Gruppen deuten auf materialspezifische Fingerabdrücke regionaler Verarbeitungstraditionen hin. Eine zuverlässige geografische Zuordnung ist bislang jedoch nicht möglich: Einige Herkunftsgruppen sind nur durch wenige Proben vertreten, und der Einfluss von Alterung und Erhaltungsbedingungen auf die Materialeigenschaften konnte bislang nur teilweise beurteilt werden.

Materialanalyse unterstützt die Handschriftenforschung

Die Materialanalyse eröffnet der Handschriftenforschung einen zusätzlichen Zugang zu historischen Objekten. Giovanni Ciotti, Handschriftenforscher an der Universität Bologna und am Centre for the Study of Manuscript Cultures, erklärt: „Für die Handschriftenforschung ist besonders spannend, dass Materialanalysen Beziehungen sichtbar machen können, die sich allein anhand der Schrift, der Form oder der Kataloginformationen nicht erkennen lassen. Zusammen mit historischen Befunden können diese Spuren helfen, gemeinsame Herstellungstraditionen oder Wege der Wissensüberlieferung zu untersuchen.“

Die Studie zeigt, wie die Kombination verschiedener Röntgenverfahren ergänzende Einblicke in die Materialeigenschaften von Palmblattmanuskripten ermöglicht. Zusammen machen die Messungen Unterschiede sichtbar, die mit der Pflanzengattung und der Verarbeitung zusammenhängen, und helfen zu untersuchen, wie solche Merkmale unterschiedliche Herstellungstraditionen widerspiegeln können.

Werden die analytischen Ergebnisse mit historischen und kodikologischen Befunden zusammengeführt, eröffnen sie neue Möglichkeiten, die Herstellung, Bearbeitung und Nutzung der Manuskripte zu erforschen – und nachzuvollziehen, wie sich Herstellungstraditionen im Laufe der Zeit und über Süd- und Südostasien hinweg verändert und ausdifferenziert haben.

Die Arbeit entstand im Rahmen des Hamburger Exzellenzclusters „Understanding Written Artefacts“ (UWA) an der Universität Hamburg.

Originalpublikation: Laura Gallardo, Mark Busch, Anastasia Poliakova, Giovanni Ciotti und Patrick Huber: Multimodal synchrotron X-ray analysis of palm-leaf manuscripts: structural and compositional signatures of botanical genus, manufacture, and provenance. npj Heritage Science, 14, Article number: 527 (2026); DOI: 10.1038/s40494-026-03023-3