Portable XRF analysis and MA-XRF imaging of Mycenaean wall-painting pigments from the Palace of Nestor at Pylos
Creators: name: Κοκιασμένου, Ελένη Αντωνίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Wall-paintings from the Palace of Nestor
X-ray fluorescence analysis (XRF)
Macroscopic XRF imaging (MA-XRF)
Τοιχογραφίες Ανακτόρου του Νέστωρα
Φθορισμομετρία ακτίνων Χ
Μακροσκοπική απεικόνιση φθορισμομετρίας

description: The aim of this work was the non-destructive elemental analysis of the inorganic pigments from the Nestor’s Palace wall-paintings, carried out by means of different X-ray fluorescence (XRF) techniques. The Palace of Nestor at Pylos, discovered by Carl Blegen and his colleagues in 1939 is located on the Ano Englianos Ridge in Western Messenia and is one of the most important and best-preserved Mycenaean palaces. The Palace is dated to the LH IIIB period (c. 1200 BC) and consists of four main buildings and some smaller ones. It reached the peak of its prosperity in 13th century B.C. The early years of the 12th century B.C. the palace was destroyed by fire. The wall-paintings from the interior and exterior of the palatial complex represent a unique corpus of the Late Bronze Age painting. For the first time, tempera and a secco techniques have been identified for such an early period in the history of ancient Greek painting. A few wall-painting fragments from the Palace are exhibited at the Archaeological Museum of Chora, however, approximately fifteen thousand fragments are located at the storage room of the museum. Since 2002, a project on the study and publication of this important pictorial corpus by a multidisciplinary working group has been supported by the Hora Apotheke Reorganization Project (HARP), including the scientific examination of the wall-paintings by portable and laboratory analytical techniques. Systematic in-situ milli-beam spot XRF analyses have identified a rich gamut of inorganic pigments with respect to the common Aegean “palette”, including different black pigments, iron-based ochres ranging from brown to orange, red to pinkish and yellow hues, manganese-based umbers, natural copper-based greens and Egyptian blue. For the quantitative characterization of the elemental composition and thickness of a manganese black colored paint layer, a new analytical methodology was developed based on the synergistic application of the XRF Monte Carlo simulation program XMI-MSIM and of the quantitative XRF analysis toolkit PyMca. Macroscopic X-ray Fluorescence (MA-XRF) imaging, although well-established for non-invasive analysis of historical or contemporary painted artworks has hitherto been applied in a few cases only regarding the study of ancient polychromy. The present thesis has investigated the application of the MA-XRF imaging on selected wall painting fragments from the Palace of Nestor and evaluated the capabilities of this technique in identifying the composition of pigments and their spatial distribution within heavily deteriorated pictorial layers, and in revealing invisible iconographic information to the naked eye. The results of the MA-XRF imaging allowed a critical re-consideration of previous artistic reconstructions, providing significant evidence on the painting techniques and materials used by Late Bronze Age painters.
description: Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτέλεσε η μη καταστρεπτική στοιχειακή ανάλυση των ανόργανων χρωστικών από τις τοιχογραφίες του Παλατιού του Νέστωρα στην Πύλο με την εφαρμογή τεχνικών φθορισμομετρίας ακτίνων Χ (XRF). Το Παλάτι του Νέστωρα, που βρίσκεται στον επιμήκη λόφο του Επάνω Εγκλιανού στη Δυτική Μεσσηνία, ανακαλύφθηκε από τον Carl Blegen και τους συναδέλφους του το 1939 και πρόκειται για το πιο καλά διατηρημένο μυκηναϊκό παλάτι που έχει ανακαλυφθεί έως τώρα. Το ανακτορικό συγκρότημα χρονολογείται στην Υστεροελλαδική Περίοδο ΙΙΒ (1200 π.Χ.) και αποτελείται από τέσσερα κύρια κτίρια και ορισμένα μικρότερα. Η ακμή του καλύπτει την περίοδο από το 1300 π.Χ. έως το 1200 π.Χ. περίπου, ενώ στις αρχές του 12ου αιώνα καταστράφηκε από πυρκαγιά. Οι τοιχογραφίες από το εξωτερικό και το εσωτερικό του Ανακτορικού συγκροτήματος αντιπροσωπεύουν ένα μοναδικό έργο της Ύστερη Εποχής του Χαλκού. Ορισμένα θραύσματα των τοιχογραφιών εκτίθενται στο Αρχαιολογικό Μουσείο της Χώρας στην Πύλο, ωστόσο περίπου 15.000 θραύσματα φυλάσσονται στον αποθηκευτικό χώρο του μουσείου. Από το 2002, κατέστη δυνατή η μελέτη και δημοσίευση αυτού του σημαντικού εικονογραφικού έργου από μια διεπιστημονική ομάδα, στο πλαίσιο του προγράμματος HARP (Hora Apotheke Reorganization Project), περιλαμβάνοντας και την επιστημονική εξέταση των τοιχογραφιών με την εφαρμογή φορητών και εργαστηριακών αναλυτικών τεχνικών. Οι συστηματικές επιτόπιες αναλύσεις με XRF, αποκάλυψαν μια εμπλουτισμένη γκάμα ανόργανων χρωστικών σε συμφωνία με την συνήθη Αιγιακή «παλέτα», που περιλαμβάνει διαφορετικές μαύρες χρωστικές, ώχρες με βάση το σίδηρο που ποικίλουν χρωματικά από καφέ έως πορτοκαλί, κόκκινο έως ροζ και κίτρινο, όμπρες με βάση το μαγγάνιο, πράσινες ορυκτές χρωστικές του χαλκού και Αιγυπτιακό μπλε. Επιπλέον, με σκοπό τον ποσοτικό χαρακτηρισμό της στοιχειακής σύνθεσης και του πάχους μαύρων χρωματικών στρωμάτων, πλούσιων σε μαγγάνιο, αναπτύχθηκε μια νέα μεθοδολογία, η οποία βασίστηκε στην συνδυασμένη εφαρμογή του προγράμματος προσομοίωσης XMI-MSIM, χρησιμοποιώντας υπολογισμούς Monte-Carlo και του προγράμματος ποσοτικής XRF ανάλυσης PyMca. Αν και η μακροσκοπική απεικόνιση με φθορισμό ακτίνων Χ (MA-XRF) έχει καθιερωθεί ως τεχνική για την μη επεμβατική ανάλυση ιστορικών ή σύγχρονων έργων τέχνης, η εφαρμογή της για τη μελέτη της αποκαλούμενης αρχαίας πολυχρωμίας είναι περιορισμένη. Η παρούσα εργασία μελέτησε την εφαρμογή της μακροσκοπικής απεικόνισης XRF σε επιλεγμένα θραύσματα των τοιχογραφιών από το Παλάτι του Νέστωρα και αξιολόγησε τις δυνατότητες που παρέχει αυτή η τεχνική στον προσδιορισμό της σύνθεσης των χρωστικών και της χωρικής τους κατανομής σε εκτεταμένα αλλοιωμένες ζωγραφικές επιφάνειες, καθώς και στην αποκάλυψη εικονογραφικών στοιχείων που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Τα αποτελέσματα της MA-XRF απεικόνισης επέτρεψαν μια επαναξιολόγηση των υφιστάμενων αναπαραστάσεων, καθώς παρείχαν σημαντικές πληροφορίες για τα υλικά και τις τεχνικές ζωγραφικής που χρησιμοποιήθηκαν από τους καλλιτέχνες της Ύστερης Εποχής του Χαλκού.