Versunkene Kulturgütern per „Laser Induced Breakdown Spectroscopy“ untersuchen

Im Meer versunkene Denkmäler, Schiffswracks oder andere Artefakte wie Statuen oder Mosaike zu untersuchen, ist aufwändig und teuer. Im Rahmen des EU-Projekts NERITES suchen europäische Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus fünf Staaten nach einem neuen Weg zur Untersuchung des Unterwasser-Kulturerbes: Die Projektpartner wollen ein System zur Fernmessung von chemischen, ökologischen und geophysikalischen Indikatoren entwickeln. Dieses soll autonom unter Wasser arbeiten und damit die hohen Kosten für Taucher einsparen.

Forscher am Laser-Zentrum Hannover entwickeln dafür ein kompaktes System, das auf der Laser Induced Breakdown Spectroscopy LIBS basiert. LIBS ist ein berührungslos arbeitendes und nahezu zerstörungsfreies Verfahren zur Analyse von chemischen Elementen. Dabei wird ein laserinduziertes Plasma erzeugt, mit dem sowohl Feststoffe, Flüssigkeiten als auch Gase untersucht werden können. Das LZH kann hier auf die Erfahrungen aus dem EU-Projekt ROBUST zurückgreifen, indem ein LIBS-System entwickelt und erfolgreich getestet wurde, mit dem sich Proben in der Tiefsee bis zu sechstausend Metern untersuchen lassen.

Das LIBS-System für das Projekt NERITES soll messen können, ob und in welcher Konzentration Metalle wie Eisen, Aluminium oder Zink vorhanden sind. Die Messung soll in einer Wassertiefe bis zu hundert Metern und auf einer Entfernung von etwa zwanzig Zentimetern stattfinden. Dazu werden die Wissenschaftler einen grünen 532 Nanometer-Doppelpulslaser sowie einen Linienscanner verwenden.

Die Partner ergänzen das System mit weiteren Messtechnologien: ein Quantenkaskadenlaser-Sensor wird Kohlenwasserstoffe und Karbonate kartierten, Bildmesssysteme sollen Aufschluss über Texturen oder Farben geben. Gemeinsam sollen sie einen umfassenden Überblick über den Zustand der Unterwasser-Artefakte ermöglichen. Ein Ziel ist es, die Messsysteme auf eine transportable Plattform zu integrieren. Diese wird von einer Energie- und Daten-Dockingstation mit Strom versorgt, und kann so autonom arbeiten und kommunizieren.

Küsten- und Meeresregionen bergen eine reiche, aber verborgene kulturelle Vielfalt, die ein wichtiges Wissensgut für die menschliche Zivilisation darstellt. Dieses Erbe ist durch anthropogene und natürliche Einflüsse gefährdet. Obwohl einige Länder rechtliche Schutzmaßnahmen eingeführt haben, bleibt die Überwachung und Erhaltung archäologischer Unterwasserfunde eine Herausforderung. Die Verbesserung der Überwachungstechnologien und innovative Ansätze zur Bewertung von Zuständen und Einflüssen sind entscheidend für eine nachhaltige Bewahrung.

LZH / RK