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Im Jahr 1532 war das Grabtuch einem Großbrand ausgesetzt
Wenn wir das Prinzip der Radiocarbondatierung genauer betrachten, muss man wissen, dass dafür ein Stück Material erforderlich ist, das ausschließlich aus der ursprünglichen organischen Substanz in unverfälschter Form bestehen sollte. Schon in den 60er Jahren waren es Wissenschaftler, die die Meinung vertraten, das Grabtuch wäre alles andere als gut geeignet für die Altersbestimmung mit Kohlenstoff 14.
Im Dezember 1532 brach in der Kapelle in Chambery, Frankreich, ein Brand aus. Das Grabtuch befand sich zu diesem Zeitpunkt in einer silbernen Truhe hinter dem Hochaltar, gesichert durch eine eiserne Gittertüre. Diese Türe hatte vier Schlösser, jeden der Schlüssel hütete ein anderer Würdenträger. Es war unmöglich, alle Schlüssel in kurzer Zeit zu bekommen, also brach ein Schmied das Gittertor auf. Ein Teil des Silbers der Truhe war schon geschmolzen, verflüssigtes Silber tropfte auf das gefaltete Grabtuch und hinterließ acht nierenförmige Brandlöcher, die beim Betrachten des Tuches heute so dominant sind, dass der Abdruck des Körpers erst beim zweiten Blick erkennbar wird. Diese Brandlöcher wurden später mit einem unterlegten Tuch geflickt. Großflächige Flecken zeugen vom Löschwasser, welches das Tuch schwer beschädigte.
Obwohl sich Textilexperten schon Jahre vor der Untersuchung genau überlegten, von welcher Stelle die Probe entnommen werden sollte, änderte man diese Pläne kurzfristig und entschied sich für die Stelle, wo in unmittelbarer Nähe in viel späterer Zeit ein Seitenstreifen angenäht wurde, wo man annehmen kann, dass es zu einem Kohlenstoffaustausch zwischen den Molekülen des Materials gekommen war. Obwohl ursprünglich vorgeschlagen worden war, Proben von verschiedenen Stellen zu entnehmen, erfolgte die Entnahme nur von einer einzigen Stelle. Und noch dazu genau an einer solchen Stelle, wo das Tuch am meisten verschmutzt war, weil es dort unzählige Male im Laufe der Geschichte bei den Ausstellungen mit bloßen Händen angefasst wurde. Wahrscheinlich hätte man gar keine ungeeignetere Stelle zu einer Probenentnahme finden können als an der, von der sie entnommen wurde. Man war getragen von der Absicht, dem Tuch so geringen Schaden wie möglich zuzufügen, vergaß darüber hinaus aber die starken Verunreinigungen genau an dieser Stelle.
Das Tuch war also im Laufe der Geschichte vielerlei Einflüssen ausgesetzt gewesen, es lag nicht völlig unberührt in einer Grabhöhle (wie viele archäologische Fundstücke), so dass eine Altersbestimmung keine Verunreinigung berücksichtigen müsste. Unzählige Kerzen wurden im Laufe der Jahrhunderte davor abgebrannt, ebenso Weihrauch. Man kann also davon ausgehen, dass es zweifelsohne vielfach und mit verschiedenen Stoffen kontaminiert ist, welche, wie man weiß, zu einer Verfälschung der Altersbestimmung führen kann.