Preliminary studies for the conservation of the Vienna Genesis: Material analysis of the parchment, the ink and the miniature paintings in direct comparison with artificially aged samples of parchment and silver inks

Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersSchriftstücke aus längst vergangenen Jahrhunderten, sei es aus der Antike, dem Mittelalter oder der Neuzeit, stellen einen maßgeblichen Bestandteil des kulturellen Erbes dar und vermögen es, auch Jahrhunderte bzw. Jahrtausende nach ihrer Entstehung Menschen in ihren Bann zu ziehen. Aufgrund dessen kommt der Sicherung und Instandhaltung dieser wertvollen Zeitzeugnisse eine besondere Bedeutung zu. Die Wiener Genesis, die unter der Bezeichnung „Cod. theol. gr. 31“ zum Bestand der Österreichischen Nationalbibliothek Wien (ÖNB) gehört, ist eine fragmentarisch erhaltene altgriechische Handschrift des alttestamentarischen Buches Genesis. Als Entstehungszeitraum wird das 6. Jhdt. angenommen und als Entstehungsort der syropalästinische Raum vermutet. Jedes der 24 erhaltenen beidseitig ausgeführten Blätter verfügt unterhalb des Textes über eine Illustration der beschriebenen biblischen Szene. Durch die deutlich fortgeschrittene Korrosion der Silbertinte wurde das Pergament teilweise stark beschädigt. Die vorliegende Diplomarbeit wurde im Rahmen des FWF-Projektes „Wiener Genesis: Materialanalyse und Konservierung“ (Projektnr. P 28898) des Instituts für Restaurierung der ÖNB, unterstützt vom Kunsthistorischen Museum Wien (KHM), durchgeführt. Die zentralen Themen der Arbeit stellten materialanalytische Untersuchungen des Pergaments, der Silbertinte sowie der Miniaturmalereien dar. Im Zuge dessen wurde eine Studie zur thermischen Alterung von Pergamentproben, die mit einem Flechtenfarbstoff der Spezies Roccella tinctoria gefärbt und mit 14 verschiedenen, nach historischen Rezepten hergestellten, Silbertinten beschriftet worden waren, durchgeführt. Mittels begleitender Untersuchungen der hydrothermischen Stabilität der Pergamentfasern der gealterten Proben, durch die Bestimmung der Schrumpfungstemperatur gemäß der Micro Hot Table-Methode (MHT), wurde der Grad der Alterung der Referenzproben überprüft. Die vergleichende Analyse des Abbaugrades zweier Faserproben des Originals zeigte gute Übereinstimmungen zwischen dem Zustand des Pergaments der Wiener Genesis und den künstlich gealterten Referenzproben. Die Ergebnisse wurden durch die Bestimmung der Fasermorphologien der Faserproben des spätantiken Pergaments und der künstlich gealterten Referenzproben vervollständigt. Die Silbertinte wurde sowohl hinsichtlich ihrer anorganischen Bestandteile mittels µ-Röntgenfluoreszenzanalyse (µ-RFA), als auch hinsichtlich des Bindemittels mittels Pyrolyse-Gaschromatographie/Massenspektrometrie (Py-GC/MS) untersucht. Die Ergebnisse der Messungen mittels µ-RFA zeichneten ein äußerst homogenes Bild der anorganischen Haupt-, Neben- und Spurenbestandteile der Silbertinte. Vergleichende Analysen der Referenztinten mittels µ-RFA ermöglichten es genauer auf Fragen zur Zusammensetzung der Silbertinte einzugehen. Für die Bestimmung des Bindemittels mittels Py-GC/MS wurden vorab geeignete Trenn-und Detektionsbedingungen anhand der Analyse entsprechen der Reinsubstanzen ermittelt. Die hierbei gewählten Bedingungen wurden anschließend zunächst auf die Referenztinten bekannter Zusammensetzung und schließlich auf eine Probe der Wiener Genesis angewandt. Röntgenfluoreszenzanalytische Untersuchungen sämtlicher Miniaturmalereien mittels µ-RFA ergaben ein umfangreiches Bild über die verwendeten Pigmente. Sie trugen zur Einschätzung der Anzahl der beteiligten Künstler bei und gaben somit weiteren Aufschluss zum Herstellungsprozess der Wiener Genesis.Historic documents, which can be dated to antique and medieval times or to the modern era, form a significant part of our cultural heritage and are able to fascinate people even centuries and decades after they were produced. Therefore, their restoration and conservation is very important. The Vienna Genesis, which is preserved at the Austrian National Library (ÖNB), is a fragmentary version of the Old Testament Book of Genesis written in ancient greek. It is dated to the 6th century and was probably produced in modern-day Syria. Each of the 24 remaining sheets, which are executed on both sides, contains an illustration of the biblical scene, described in the text above. The severe corrosion of the silver ink has led to a massive damage of the parchment. This diploma thesis is part of the FWF-project „Vienna Genesis: Material Analysis and Conservation“ (P 28898) of the Institute for Conservation at the Austrian National Library (ÖNB), supported by the Conservation Science Department of the Kunsthistorische Museum Vienna (KHM). The central topics of the thesis were the analysis of the parchment, the silver ink and the miniature paintings. In the course of the diploma thesis, a study of the thermal deterioration of a series of parchment samples, which were prepared with a lichen dye (Roccella tinctoria) and 14 silver inks, was carried out. In order to determine the degree of deterioration of the reference samples, the hydrothermal stability of parchment fibres was analysed by accompanying analysis of the shrinkage temperature with the Micro Hot Table-method (MHT). The comparative analysis of the degree of deterioration of two fibre samples from the original codex showed good agreement with the results for the reference samples. The results of the analysis of the shrinkage temperature were complemented by the determination of the fibre morphologies of the fibre samples of the original and the artificially aged reference samples. The inorganic compounds as well as the binding medium of the silver ink of the Vienna Genesis were analysed with x-ray fluorescence analysis (µ-XRF) and pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS), respectively. The results of the analysis with µ-XRF created a homogenous picture of the inorganic main, minor and trace components. A comparative analysis of the reference inks with µ-XRF made it possible to further study the composition of the original silver ink. In order to analyse the binding medium with Py-GC/MS, suitable conditions for the chromatographic separation and the spectroscopic detection had to be defined by the preliminary analysis of reference substances. The chosen conditions were then applied to the analysis of the reference inks and a sample of the silver ink of the Vienna Genesis, respectively. µ-XRF was additionally used to characterize the pigments, which were used for the miniature paintings. The results of the measurements provided an overview of the used materials and furthermore contributed to a proper assessment of the number of artists, who were involved in the production process of the illustrations of the Vienna Genesis.18

Spectral Features Differentiate Aging-Induced Changes in Parchment—A Combined Approach of UV/VIS, µ-ATR/FTIR and µ-Raman Spectroscopy with Multivariate Data Analysis

From the moment of production, artworks are constantly exposed to changing environmental factors potentially inducing degradation. Therefore, detailed knowledge of natural degradation phenomena is essential for proper damage assessment and preservation. With special focus on written cultural heritage, we present a study on the degradation of sheep parchment employing accelerated aging with light (295–3000 nm) for one month, 30/50/80% relative humidity (RH) and 50 ppm sulfur dioxide with 30/50/80%RH for one week. UV/VIS spectroscopy detected changes in the sample surface appearance, showing browning after light-aging and increased brightness after SO2-aging. Band deconvolution of ATR/FTIR and Raman spectra and factor analysis of mixed data (FAMD) revealed characteristic changes of the main parchment components. Spectral features for degradation-induced structural changes of collagen and lipids turned out to be different for the employed aging parameters. All aging conditions induced denaturation (of different degrees) indicated by changes in the secondary structure of collagen. Light treatment resulted in the most pronounced changes for collagen fibrils in addition to backbone cleavage and side chain oxidations. Additional increased disorder for lipids was observed. Despite shorter exposure times, SO2-aging led to a weakening of protein structures induced by transitions of stabilizing disulfide bonds and side chain oxidations

The Vienna Genesis: An Example of Late Antique Purple Parchment

The investigation and conservation of the Vienna Genesis, a Late Antique manuscript on purple parchment, included the study of parchment production and purple dyeing in the sixth century. The process of parchment making and of purple dyeing was recreated and compared with the Vienna Genesis and other manuscripts from the sixth and eighth centuries. Parchment made from the hides of young lambs and dyed with orchil resembled the folios of the Vienna Genesis. The results of material analysis and the study of parchment technology influenced decisions for the conservation and storage of the manuscript. Fragile areas of ink and parchment were stabilised with strips of adhesive coated Japanese tissue paper. The single folios are stored in folders of Japanese paper and museum matboard within a sink mat