"Náš přístup nám umožnil číst text, který byl skrytý pod korozí, možná po stovky let," řekl Alexandre Locquet, mimořádný profesor ECE a výzkumník na Georgia Tech-CNRS IRL 2958, společné mezinárodní výzkumná laboratoř v kampusu Georgia Tech-Lorraine v Metz ve Francii. "Je zřejmé, že přístupy, které přistupují k takovým informacím bez poškození objektu, jsou pro archeology velmi zajímavé."
Studie byla zveřejněna 2. března v časopise Scientific Reports.
Kříž, vyříznutý z listu olova, byl nalezen na pohřebišti v opatství v Remiremontu ve Francii – pár hodin jízdy od kampusu Georgia Tech-Lorraine. Známý jako croix d'absolution, je to typ pohřebního kříže, který pochází ze středověku a byl nalezen na místech ve Francii, Německu a Anglii.
"Tento typ kříže obvykle nese nápisy modliteb nebo informace o zesnulém," řekl Aurélien Vacheret, ředitel Musée Charles-de-Bruyères v Remiremontu a spoluautor studie. "Předpokládá se, že jejich účelem bylo usilovat o osvobození člověka od hříchu a usnadnit mu přechod do nebe."
Muzeum zapůjčilo kříž do Citrinovy laboratoře v naději, že tým dokáže pomocí zobrazovacích technik zviditelnit neviditelné. Citrin a jeho skupina se specializují na nedestruktivní hodnocení a vyvíjejí techniky, které umožňují detailní zkoumání skrytých vrstev objektu, aniž by se změnil nebo poškodil jeho původní tvar. Přestože jejich práce má často průmyslové aplikace, jako je zjišťování poškození trupů letadel, skupina přijala příležitost prohlédnout si kříž - šanci dále prozkoumat aplikace jejich technologie pro archeologické účely.
reklamaNahlédnutí pod závoj koroze
Tým použil komerční terahertzový skener ke zkoumání kříže každých 500 mikronů (asi každých půl milimetru) napříč objektem. Nejprve skener vyslal krátké pulsy terahertzového elektromagnetického záření – formy světla, které se šíří na malých vlnových délkách – přes každou část kříže. Některé vlny se odrazily od vrstvy koroze, zatímco jiné pronikly korozí a odrážely se od skutečného povrchu olověného kříže. To vytvořilo dvě odlišné ozvěny stejného původního pulzu.
Dále tým použil algoritmus ke zpracování časového zpoždění mezi dvěma echy na signál se dvěma vrcholy. Tato data odhalila, jak silná byla koroze v každém snímaném bodě. Poté byla shromážděna měření světelných paprsků, které se odrážely od podkladového kovu, aby se vytvořily obrazy povrchu olova pod korozí.
Interdisciplinární statistiky
Přestože během procesu skenování byla shromážděna klíčová data, nezpracované obrázky byly příliš zašuměné a neuspořádané a nápis zůstal v té době nečitelný. Ale Junliang Dong, tehdy Ph.D. student v Citrinově laboratoři měl možnost zpracovat snímky speciálním způsobem, aby eliminoval šum. Odečtením a poskládáním částí snímků získaných v různých frekvencích byl Dong schopen snímky obnovit a vylepšit. Zůstal překvapivě čitelný obrázek obsahující text.
reklamaPomocí zpracovaných obrázků dokázal Vacheret identifikovat více latinských slov a frází. Zjistil, že všichni byli součástí Pater Noster, běžně známého jako Otče náš nebo Modlitba Páně.
Tým také spolupracoval s památkářem na chemickém zvrácení koroze na kříži, což potvrdilo nápis Pater Noster. Při porovnání jejich obrázků s čistým křížem tým zjistil, že jejich obrázky odhalily části nápisu, které na původním kříži nebyly pozorovatelné. Odhalením dalších aspektů nápisů, které byly dříve nezdokumentované, byla jejich práce schopna nabídnout hlubší pochopení kříže a další vhled do křesťanství 16th-století v Lotrinsku ve Francii.
"V tomto případě jsme byli schopni následně zkontrolovat naši práci, ale ne se všemi olověnými předměty lze takto zacházet," řekl Citrin. "Některé objekty jsou velké, některé musí zůstat na místě a některé jsou prostě příliš choulostivé. Doufáme, že naše práce otevře studium dalších olověných objektů, které by také mohly poskytnout tajemství ležící pod korozí."
Skupina Citrin také použila terahertzové zobrazování, aby nahlédla pod povrch maleb ze 17.století, objasnila strukturu nátěrových vrstev a poskytla vhled do technik mistrů malířů. V současné době zkoumají povrchové povlaky na starověké římské keramice.
Křížový projekt ukazuje, že úspěch vyžaduje více než jen přesné měření, ale také pečlivé zpracování dat a spolupráci mezi výzkumníky z různých oborů. Přístup týmu otevírá nové perspektivy pro terahertzovou obrazovou analýzu a může přinést velké posílení v oblasti digitálních akvizic a dokumentace, stejně jako rozpoznávání znaků, extrakce a klasifikace.
"Navzdory třem desetiletím intenzivního vývoje je terahertzové zobrazování stále rychle se rozvíjející obor," řekl Locquet. "Zatímco ostatní se zaměřují na vývoj hardwaru, naše úsilí se soustředí na maximální využití naměřených dat."
