Project 'Verborgen kaart': versmelten van de wetenschappen
Het Maritiem Museum Rotterdam heeft onlangs een intrigerende ontdekking gedaan. In een atlas genaamd "De nieuwe groote lichtende zee-fakkel", samengesteld door Johannes van Keulen in 1753 lijkt een geheim te schuilen. Wat deze atlas zo bijzonder maakt, is niet alleen zijn arseengroene kleur, maar ook het vermoeden dat hij een verborgen kaart bevat, verborgen in de kaft. Of het zo is zal binnenkort duidelijk worden.
Uit losgelaten hoekjes van de kaft is af te leiden dat er op de achterkant van de kaft een kaart moet zitten. Het sterke vermoeden is dat het een kaart van de Verenigde Oost-Indische Compagnie (VOC) betreft, gezien de karakteristieke lijnen die te zien zijn. Om dit mysterie te ontrafelen, heeft het museum besloten om het boek te onderwerpen aan een X-Ray fluorescence scan.
De inkt die in de 17e eeuw werd gebruikt, bestond voornamelijk uit ijzer (Fe) en zwavel (S), twee elementen die goed kunnen worden gedetecteerd met behulp van deze scanmethode. In dit geval gaat het specifiek om ijzergallusinkt (FeSo₄ met looizuur). Het verwachte resultaat van de scan is een negatief beeld waarbij de inkt als witte stipjes wordt weergegeven, waardoor de lijnen en details van de verborgen kaart zichtbaar zouden moeten worden.
Voor het project “Verborgen kaart” zijn we van plan gebruik te maken van een Macro X-Ray Fluorescentie (MA-XRF).
Bij deze methode wordt er röntgenstraling op een object gericht en wordt er gemeten hoe veel röntgenstraling het object daarna uitzendt. De uitgezonden straling heeft een unieke golflengte waardoor we het kunnen koppelen aan een chemisch element (denk bijvoorbeeld aan Fe (ijzer) of Cu (koper).
Deze data wordt vervolgens omgezet in een scan, waarbij per element de aanwezigheid ervan wordt weergegeven met een witte pixel op een zwarte achtergrond. Het resultaat bij ons zal dus, hopelijk, een kaart in witte lijnen op een zwarte achtergrond zijn.
Mogelijke uitdaging
Echter, het arseengroene pigment van de kaft kan een complicerende factor vormen vanwege mogelijk aanwezig ijzer. Om deze uitdaging aan te gaan, zal de atlas worden vervoerd naar de TU Delft, waar onder leiding van professor Matthias Alfeld de X-Ray fluorescence scan zal worden uitgevoerd.
De zoektocht naar de verborgen kaart zet twee vooraanstaande experts in Sjoerd de Meer en Dr. Matthias Alfeld in één team.
Deze opwindende ontwikkeling is het resultaat van het scherpe oog van Fleur Steeman, een stagiaire bij het Maritiem Museum Rotterdam. Haar observatie van kristalvorming op de inkt, wat wijst op de aanwezigheid van ijzer en zwavel, heeft geleid tot deze boeiende ontdekking. Fleur is verantwoordelijk voor de opzet en organisatie van dit project, dat in samenwerking met conservator Sjoerd de Meer verder is vormgegeven.
De eerste resultaten
Op 30 april 2024 hebben Sjoerd de Meer en Fleur Steeman de atlas "De nieuwe groote lichtende zee-fakkel" door Johannes van Keulen (1753) naar de TU Delft gebracht om Macro X-Ray fluorescente onderzoek te doen naar de kaft van de atlas. Aan de binnenkant van het perkament dat de kaft bekleed zijn kompas lijnen te zien in donkere inkt, wat erop wijst dat de perkamenten kaft waarschijnlijk een hergebruikte VOC-kaart is. Het doel van dit onderzoek was enerzijds het verifiëren dat de buitenkant van de kaft een hergebruikte kaart is en anderzijds of het maken van een XRF-scan van de kaft een nuttige onderzoeksmethode is voor eventueel verder onderzoek.
XRF: Methode en hypothese
Bij deze methode wordt er röntgenstraling op een object gericht en wordt er gemeten hoe veel röntgenstraling het object daarna uitzendt. De uitgezonden straling heeft een unieke golflengte waardoor we het kunnen koppelen aan een chemisch element (denk bijvoorbeeld aan Fe (ijzer) of Cu (koper). Deze data worden vervolgens omgezet in een scan, waarbij per element de aanwezigheid ervan wordt weergegeven met een witte pixel op een zwarte achtergrond. Het resultaat zal dus, hopelijk, een kaart in witte lijnen op een zwarte achtergrond zijn.
De hypothese voorafgaand aan het onderzoek was dat met de XRF, de ijzer elementen in de ijzergallusinkt (FeSo₄ met looizuur) waarmee de kaart waarschijnlijk was getekend in beeld konden brengen. Eventuele complicaties die zouden kunnen voorkomen was dat de elementaire compositie van de “Parijs groen” (Cu(C2H3O2)2 · 3 Cu(AsO2)2) verf waarmee de buitenkant was beschilderd een te hoog gehalte van ijzer zou bevatten, waardoor de scans niet duidelijk de ijzergallusinkt zou kunnen weergeven. En de mogelijkheid dat er een andere inkt was gebruikt voor het tekenen van de kaart.
Het onderzoek
De dag van het XRF-onderzoek naar de Van Keulen atlas begon toen Sjoerd en Fleur op de ochtend van 30 april de atlas bij het Maritiem Museum uit het depot ophaalden om de atlas te vervoeren naar een van de laboratoria van de TU Delft. Hier aangekomen werden ze ontvangen door Matthias Alfeld, Assistant Professor for X-rays in Art and Archaeology aan de TU Delft en zijn PhD student Luis de Almeida Nieto. Zij hebben de eerste MA-XRF machine voor de TU Delft gebouwd, die gelukkig net op tijd klaar was voor het onderzoek. Sterker nog, dit zou het eerste onderzoek zijn dat de MA-XRF machine zou uitvoeren.
Het eerste obstakel was dat de atlas net iets te groot was om horizontaal in de machine te liggen. Echter bleek het dat Luis de Almeida Nieto de machine had ontworpen zodat hij ook verticaal kon scannen met een aantal kleine aanpassingen. Nadat De Almeida Nieto de machine snel had omgebouwd paste de Van Keulen atlas perfect verticaal erin en kon de scan beginnen. Aangezien we de scans in een enkele dag wilde doen konden we niet de volledige kaft scannen, dus hadden we besloten een aantal plekken van de kaft uit te kiezen om te kijken of we inderdaad stukken van een kaart konden blootleggen.
Terwijl de Atlas in de machine werd gescand onder het toezicht van De Almeida Nieto, zette Alfeld de rouwe data van de XRF om in afbeeldingen. Het werd snel zichtbaar dat het ijzer (FeK) gehalte in de arseen groene verf aan de buitenkant van de kaft te hoog was om een duidelijke lezing te krijgen op de ijzergallusinkt aan de binnenkant, waardoor de ijzer scans korrelig en onleesbaar zijn. Deze zelfde resultaten zijn zichtbaar op de scans van lood (PbL), arseen (AsK) en calcium (CaK). Dit bood een groot contrast met de scherpe en duidelijke scans van koper (CuK) en kwik (HgL).
Dat de koper scan resultaten zou opleveren was dan ook verwacht, aangezien koper vaak werd gebruikt in verf en inkt om deze dikker te maken. Er wordt gedacht dat de ijzergallusinkt op de kaart is gemengd met koper en dat de lijnen op deze scan corresponderen met de donkerbruine inkt die zichtbaar is wanneer men de hoeken van de perkamenten kaft om hoog doet.
De echte verrassing van dit onderzoek was dat de kwik scans duidelijke kompaslijnen en mogelijk woorden lieten zien. Kwik is namelijk geen standaard element en wordt gebruikt voor het maken van rode pigmenten. Dit betekent dat er dus twee verschillende kleuren inkt zijn gebruikt om de kaart te illustreren, een donkerbruine en (hoogstwaarschijnlijk) een rode. Toen Fleur de aanwezigheid van kwik, en dus een rode inkt, doorvertelde aan De Meer opperde hij dat rode inkt soms werd gebruikt om kustlijnen en plaatsnamen daarlangs aan te geven, wat een extra bevestiging zou kunnen zijn dat op de scans van kwik teksten te zien zijn.
Vervolgonderzoek
Het is van belang om te melden dat dit een voorbarig onderzoek was, dat diende om te kijken of er met de onderzoeksmethode van XRF nuttige resultaten te behalen waren. Hierin is dit onderzoek succesvol gebleken, aangezien er duidelijke resultaten behaald zijn die verifiëren dat er een kaart aan de binnenkant van de kaft te zien is. Echter is er verder onderzoek nodig om een hogere kwaliteit scan te maken van de atlas in zijn volledigheid. Bij het voorbarige onderzoek is een MA-XRF gebruikt, die in een relatief snelle tijd van grote gebieden scans maakt van een lagere kwaliteit. Voor een vervolgonderzoek naar de atlas zouden gebruik kunnen worden gemaakt van de MI-XRF van het Rijksmuseum, die langzamer werkt, maar veel scherpere scans produceert. De hoop is dat met MI-XRF de tekst op de kaart te lezen zal zijn, en deze zo in de context van een plaats of tijd kan worden geplaatst.
Alfeld heeft benoemd dat hij graag verder zou willen gaan met dit onderzoek en is van plan om met het Rijksmuseum te bespreken of hun MI-XRF te gebruiken is voor dit onderzoek.