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Unsichtbarer Kalkfilm hat 37.000 Jahre alte Höhlenbilder geschützt
Manche der rund 37.000 Jahre alten Tierzeichnungen der Chauvet-Höhle sind von einem fast unsichtbaren Kalkfilm überzogen. Das enthüllt eine Untersuchung mit UV-Licht, die natürliche Ablagerungen auf bemalten Felsflächen erkennen kann, ohne diese zu berühren. Der mineralische Überzug könnte wie ein Schutzlack gewirkt haben, doch wie stark er zur Erhaltung beitrug, ist noch offen.
Paris (Frankreich). Die Chauvet-Höhle im Südosten Frankreichs bewahrt rund 37.000 Jahre alte Darstellungen von Pferden, Löwen und anderen Tieren. Viele der Figuren wurden mit Holzkohle auf den Kalkstein gezeichnet und gehören zu den ältesten bekannten Zeugnissen der Höhlenkunst. Erhaltene Fußspuren und empfindliche Böden machen jede Untersuchung direkt an den Wänden schwierig.
Nicht nur die Bilder selbst, sondern auch Veränderungen des Gesteins beeinflussen, was heute von diesen Werken zu sehen ist. Über einzelnen Motiven wachsen mineralische Krusten, die Zeichnungen verbergen, als transparente Schicht möglicherweise aber auch vor Veränderungen schützen können. Solche Kalkablagerungen helfen unter bestimmten Bedingungen sogar bei der Datierung von Höhlenbildern. Doch dünne Schichten lassen sich mit bloßem Auge kaum vom Untergrund unterscheiden.
Forscher der Sorbonne Université (SU) um Philippe Walter haben dafür nun die UV-Fluoreszenzspektroskopie in der Chauvet-Höhle eingesetzt. Bei diesem Verfahren regen ultraviolette Lichtstrahlen bestimmte Stoffe zum Leuchten an, deren Farbspektrum Rückschlüsse auf das Material erlaubt. Die Messsonde wurde mithilfe einer langen Stange bis auf etwa fünf Zentimeter an die Felswand geführt, während die Bediener auf dem Steg bis zu 2,5 Meter entfernt blieben.
Insgesamt erfasste das Team 60 Fluoreszenzspektren und verglich sie mit Referenzproben von Höhlenkalk und Kalkstein. Obwohl beide Materialien aus dem Mineral Kalzit bestehen, zeigen sie unterschiedliche Lichtsignale. Höhlenkalk leuchtet vor allem blau bei etwa 450 Nanometern, während der anstehende Kalkstein zusätzlich ein Signal um 580 Nanometer besitzt. Organische Spurenstoffe tragen zum blauen Leuchten bei, die Ursache des zweiten Signals ist dagegen noch nicht eindeutig geklärt.
„Unsere Methode ähnelt einer forensischen Untersuchung: Wir prüfen jedes Beweisstück, um die Techniken prähistorischer Künstler zu entschlüsseln und zu verstehen, wie ihre Malereien überdauerten“, erklärt Philippe Walter.
Am Pferdepaneel erschienen viele Holzkohlezeichnungen in UV-Aufnahmen zunächst dunkel, weil das schwarze Pigment selbst nicht fluoresziert und Licht absorbiert. Die empfindlichere Spektroskopie registrierte trotzdem schwache Signale, die über manchen Linien vor allem von Höhlenkalk stammen. Die Auswertung deutet darauf hin, dass eine transparente Kalzitschicht die Kohlezeichnungen überzieht, obwohl sie bei normalem Licht kaum auffällt.
In der sogenannten Löwennische zeigte sich dagegen eine ausgeprägte räumliche Vielfalt. Dort hat einsickerndes Wasser stellenweise deutlich erkennbare Kalkablagerungen hinterlassen, während andere schwarze Linien oder sogar Abschnitte derselben Zeichnung frei davon blieben. Das könnte darauf hindeuten, dass die Pigmente und lokale Wasserwege die Bildung der mineralischen Krusten beeinflussen.
An einigen schwarzen Linien entdeckte das Team außerdem orangefarbene Fluoreszenz, die unmittelbar unterhalb der Kohlespuren auftrat. Bei Laborversuchen entwickelten erhitzte Kalkproben ein ähnliches Signal, während untersuchte Abbauprodukte von Holzkohle die Beobachtung nicht erklärten. Auch an Fackelspuren fanden sich solche Leuchtbereiche, was für einen Wärmeeinfluss durch glühende Zeichenkohle sprechen könnte.
Bewiesen ist diese Deutung noch nicht, denn die orange Fluoreszenz kann von unterschiedlichen chemischen und strukturellen Eigenschaften des Kalks abhängen. Auch die Dicke des natürlichen Überzugs lässt sich bislang nicht zuverlässig in absoluten Werten bestimmen, weil seine Leuchtstärke ebenso von eingeschlossenen fluoreszierend