کشف کتبیه‌ای پنهان روی صلیب قرن‌شانزدهمی به‌کمک تصویربرداری تراهرتزی
در سال ۱۸۴۳، باستان‌شناسان صومعه‌ی Remiremont Abbey را در لورن فرانسه کاوش کردند؛ صومعه‌ای که در قرن هفتم میلادی تأسیس شده است. رسم قرون وسطی این بود که متوفی را با پلاک‌های صلیب شکل بریده‌شده از ورقه‌های نازک سربی که روی سینه قرار داده شده بود، دفن می‌کردند. صلیب‌ها اغلب شامل دعاهای کتیبه‌ای می‌شدند؛ اما بسیاری از آن کتیبه‌ها در قرن‌های بعد به‌دلیل لایه‌های متعدد زنگ‌زدگی ناخواندنی شده‌اند.
طبق مقاله‌ی جدیدی که در مجله‌ی Scientific Reports منتشر شده است، گروهی بین‌رشته‌ای از دانشمندان با موفقیت یکی از این صلیب‌ها را تحت تصویربرداری تراهرتز (THz) قرار داده و کتیبه‌ی پنهان آن را آشکار کردهاند.
الکساندر لاکته از جورجیا تک-لورن در شهر متز فرانسه گفت:
تلاشمان این امکان را فراهم کرد تا متنی را بخوانیم که شاید برای صدها سال در زیر زنگ‌زدگی و خوردگی پنهان شده بود. واضح است رویکردهایی که به چنین اطلاعاتی بدون آسیب‌رساندن به شیء دسترسی پیدا می‌کنند، در کانون توجه باستان‌شناسان هستند.
آرس‌تکنیکا با استناد به گفته‌ی محققان می‌نویسد این روش برای مطالعه‌ی نقاشی‌های تاریخی، تشخیص سرطان پوست، اندازه‌گیری ضخامت رنگ‌های خودرو و اطمینان از چسبندگی مناسب پوشش‌های پره‌های توربین نیز مفید است.
در سال‌های اخیر، انواع روش‌های پیشرفته‌ی تصویربرداری غیرمخرب ثابت کردهاند که برای حافظان هنر و باستان‌شناسان بسیار کاربردی هستند. هر تکنیکی مزایا و معایب خود را دارد. به‌عنوان مثال، رادار نفوذ به زمین (امواج رادیویی) برای مکان‌یابی مصنوعات مدفون عالی است؛ درحالی‌که لایدار برای ایجاد نقشه‌های با وضوح زیاد از زمین‌های سطحی مفید به‌نظر می‌رسد.
همچنین، مادونقرمز برای آثار هنری خاصی مناسب است که مواد آن‌ها حاوی رنگ‌دانه‌هایی هستند که نور مادونقرمز زیادی را منعکس می‌کنند. نور ماوراء‌بنفش به لایه‌های رنگ نفوذ نمی‌کند؛ اما برای شناسایی لعاب‌ها و هرگونه روتوشی ایدئال خواهد بود که با رنگ‌دانه‌های سفید حاوی روی و تیتانیوم انجام شده است.
بسیاری از فناوری‌های تصویربرداری اشعه‌ی ایکس وجود دارند که برای آشکارکردن جزئیات جدید آثار هنری استفاده شده‌اند. ازجمله‌ی آن‌ها می‌توان به پرتره‌ی معروف آنتوان لاووازیه و همسرش در سال ۱۷۸۸ اثر ژاک لوئیس دیوید، نقاش نئوکلاسیک و بدنه‌ی مری رز، کشتی جنگی دلخواه هنری هشتم و غرق‌شده در سال ۱۵۴۵، اشاره کرد.
به‌گفته‌ی دیوید سیترین از Georgia Tech، تصویربرداری تراهرتز شکاف مهم فرکانس‌های بین ۱۰۰ گیگاهرتز تا ۱۰ تراهرتز را پر می‌کند. تکنیک مذکور به محققان کمک می‌کند تا از اشیای بزرگ با سرعت زیاد و با هزینه‌ی کم اطلاعات مفیدی استخراج کنند. حتی بهتر از آن، تابش تراهرتز می‌تواند بدون آسیب‌رساندن به اشیای تصویربرداری‌شده، به رنگ‌ها و لعاب‌ها نفوذ کند.
سیترین این تکنیک را با چگونگی شناسایی لایه‌های مختلف سنگ در زمین به‌وسیله‌ی زلزله‌شناسان با انتشار پالس‌های صوت و سپس اندازه‌گیری پژواک‌های برگشتی مقایسه کرده است. تصویربرداری تراهرتز از پالس‌های فرکانس بالای تابش الکترومغناطیسی تقریباً به همان روش استفاده و نحوه‌ی انعکاس تابش تراهرتز از لایه‌های مختلف رنگ را اندازه‌گیری می‌کند.
یکی از پروژه‌ی انجام‌شده به کار سیترین در سال ۲۰۱۷ باز می‌گردد که در آن از اسکنرهای تراهرتز و پردازش داده‌ها برای بررسی لایه‌های نقاشی قرن‌هفدهمی Madonna in Preghiera استفاده شده بود. نقاشی مذکور رو به پایین قرار گرفت و اسکنر پالس‌های تشعشع تراهرتز را هر ۲۰۰ میکرون در سراسر بوم منتشر و انعکاس‌ها را برای تشخیص لایه‌هایی با ضخامت بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ میکرون اندازه‌گیری می‌کرد.
مقاله‌ی مرتبط:تصاویر برنده مسابقه آثار تاریخی ۲۰۲۱
ترکیبی از فناوری تصویربرداری تراهرتز همراه با پیشرفت پردازش سیگنال برای حذف نویز (طراحی Junliang Dong) بود که به گروه مذکور کمک کرد لایه‌هایی را حتی با ضخامت ۲۰ میکرون تشخیص دهد.
این نقطه‌ی عطف مهمی است؛ زیرا بیشتر نقاشی‌هایی که قبل از قرن هجدهم خلق شده‌اند، لایه‌های بسیار نازکی از رنگ دارند و همین مسئله مطالعه‌ی آن‌ها را بسیار دشوار می‌کند. پیشرفت علم محققان را یاری می‌کند تا پنج لایه‌ی مجزا در بوم آثار هنری را بررسی کند: لایه‌ی اتصال (گسو)، لایه‌ی پایه‌ی ایمپریماتورا، لایه‌ی پایه‌ی زیر رنگ، نقاشی واقعی (لایه‌ی تصویری) و پوششی از ماده‌ی محافظ (جلا).
پس از مدتی که محققان به این فناوری دست پیدا کردند، اخبار مربوط به آن پخش شد؛ به‌همین‌دلیل، اورلین واچرت، مدیر موزه‌ی شارل دو برویر، ترتیبی داد تا croix d’absolution قرون وسطایی که زیر لایه‌هایی از آسیب و زنگ‌زدگی قرار داشت، به آزمایشگاه سیترین در Georgia Tech منتقل و برای مدتی در آن‌‌‌جا مستقر شود، به امید آنکه گروه او بتواند با این فناوری رازهای زیرخوردگی‌ها را کشف کند. واچرت گفت:
این نوع صلیب معمولاً کتیبه‌هایی از دعا یا اطلاعات مربوط به متوفی دارد. گمان می‌رود که هدف آن‌ها این بوده است که شخص را از گناه پاک و گذر او را به بهشت تسهیل کنند.
داده‌های جمع‌آوری‌شده از اسکن اولیه تصاویر خامی را تولید کردند که بسیار نویز دارند و جزئیات بیشتری نشان نمی‌دهند؛ اما محققان باردیگر توانستند راه‌حلی بیابند. آن‌ها داده‌ها را با فرکانس‌های مختلف پردازش کردند تا تصویر را بازیابی و بهبود بخشند. این کار درنهایت کتیبه‌ای لاتین را نشان داد که با خط شکسته‌ی کارولینگی ریز نوشته شده بود. واچرت گفت کلمات و عبارات کشف‌شده بخشی از Pater Noster هستند؛ یعنی دعای ربانی که حضرت عیسی تعلیم داد.
همچنین، حافظان منابع تاریخی توانستند زنگ‌زدگی و خوردگی‌ها را معکوس و صلیب را تمیز کنند. تصاویر ثبت‌شده از صلیب تمیزتر حتی نکات بیشتری از کتیبه را دراختیار محققان گذاشت. این روش تکنیکی عالی برای تصویربرداری مصنوعات مبتنی‌بر سرب (مانند سارکوفاژ و پلاک‌های یادبود) است. سیترین در‌این‌باره گفت:
در این نمونه‌ی خاص، توانستیم کارمان را مجدداً بررسی کنیم؛ اما همه‌ی اشیای سربی را نمی‌توان به این شکل ترمیم کرد. برخی از اشیاء بزرگ و بعضی بیش‌از‌حد ظریف هستند. همچنین، برخی باید در جای خود باقی بمانند. امیدواریم بتوانیم سایر اجسام سربی را نیز مطالعه کنیم که ممکن است اسرار نهفته در زیر خوردگی‌های آن‌ها پنهان شده باشد.
تصویربرداری تراهرتز کتیبه‌ای پنهان روی صلیبی متعلق به قرن شانزدهم را نمایان کرد.