Monumental und scheinbar felsenfest stehen sie in der Wüste Ägyptens, errichtet vor mehr als 4.500 Jahren: die Pyramiden von Gizeh. Doch Messungen aus dem Inneren der Cheops-Pyramide legen nun nahe: An den Wänden lagert sich zunehmend Salz ab [externer Link] und macht dem Gestein, aus dem sie bestehen, zu schaffen.
„Die Originaloberflächen werden im Laufe von Jahren bis Jahrzehnten zerstört werden“, urteilt Baustoffchemiker Michael Steiger von der Universität Hamburg, der nicht an der Studie beteiligt war.
Weltkulturerbe erfordert materialschonende Analysen
Für die Studie hatten Forschende aus Ägypten und von der Technischen Universität München die Wände der Königs- und der Königinnenkammer der Cheopspyramide genauer untersucht. Ziel war es, herauszufinden, woher die Salzablagerungen an den dortigen Wänden stammen und um was für ein Salz es sich handelt.
Da es sich bei den Pyramiden von Gizeh um ein Weltkulturerbe handelt, nutzten sie dafür nicht-invasive Röntgenfluoreszenztechnik. Das Ergebnis der Wissenschaftler, die für ein Interview nicht zur Verfügung standen: Im Wesentlichen handelt es sich um Natriumchlorid, also Kochsalz.
Das Salz sei demnach unter anderem ein natürlicher Bestandteil des Gesteins. Allerdings gelte das nur bei konstantem Raumklima, erklärt Michael Steiger. Denn die meisten Salze in Bauwerken sind hygroskopisch. Das heißt, je nach relativer Luftfeuchtigkeit befinden sie sich in kristallinem, also festem Zustand. Oder sie nehmen Feuchtigkeit aus der Umgebung auf und gehen in Lösung, werden also flüssig.
Problematisch ist nach Ansicht von Michael Steiger, wenn das Raumklima wechselt und es immer wieder zu Wasseraufnahme, Wasserabgabe und Auskristallisieren kommt: „Wenn dieser Prozess zyklisch stattfindet, ist das die schlimmste Situation für so ein Bauwerk.“
Kritische Luftfeuchte fördert Salzverwitterung
Nach Angaben der Studienautoren liegt die relative Luftfeuchtigkeit in den untersuchten Räumen bei rund 75 Prozent. Für das Salz ist das ein kritischer Wert, urteilt Physiker Dario Camuffo vom Institut für Atmosphärenwissenschaften und Klima in Padua: „Das ist genau die Grenze zwischen fest und flüssig.“ Kleinste Änderungen am Mikroklima würden so dazu beitragen, dass das Salz seinen Zustand wechselt.
Diese Änderungen im Mikroklima zeigen sich symptomatisch, wie von den Forschenden aus Ägypten und von der TU München dokumentiert, in wachsenden Salzausblühungen am Gestein. Mittelfristig lässt das die Oberflächen abplatzen, erklärt Physiker Dario Camuffo: „Dem Inneren des Steins werden Salze entzogen. Infolgedessen wird das Innere geschwächt und außen kommt es zu einer Salzanreicherung, wobei das Salz nun vom flüssigen in den festen Zustand, die Kristallform, zurückkehrt.“ Dann wachse das Salz als Kristall weiter und drücke die Oberfläche des Gesteins ab.
Streitpunkt Lüftung: Mehr Schaden als Nutzen?
Eine Ursache für die Luftfeuchtigkeit sehen die Studienautoren in den hohen Besucherzahlen der Pyramide: In der Studie gehen sie von täglich rund 38.000 Besuchern auf dem Gizeh-Plateau aus. Deren Atem und Schweiß würden massiv Feuchtigkeit eintragen und so das Raumklima durcheinanderbringen.
Die Studienautoren schlagen daher unter anderem vor, die Luftzirkulation in der Cheopspyramide zu verbessern. Forscher wie Dario Camuffo sehen das jedoch kritisch: „Das ist sehr gefährlich: Ist die Luft feuchter, befeuchtet das die Wand. Ist sie trockener, entzieht das der Wand Wasser und beschleunigt ihr Austrocknen.“
Ähnlich urteilt Bauphysiker Michael Steiger. Häufig sei die Nutzung historischer Bauten nicht kompatibel mit den Empfehlungen, die Fachleute wie er angesichts der Salze abgeben: „Meistens sind die Nutzungen derart, dass sie zu zyklischen Variationen des Klimas führen, und das ist halt immer schlecht.“
Genauer Einfluss der Besucher soll geklärt werden
Unklar ist nach Angabe der Studienautoren bisher, wie sehr Besucher das Mikroklima in der Cheopspyramide genau verändern. Für wie viel Luftfeuchtigkeit beispielsweise ist eine einzelne Person im Schnitt verantwortlich? Deshalb werden Temperatur und Luftfeuchte in der Pyramide nun genau überwacht. Ziel soll sein, die Monumente bestmöglich zu erhalten und gleichzeitig ihren Besuch weiter zu ermöglichen.
