Det är järn som orsakar nedbrytning av trä i Vasa

Träet i regalskeppet Vasa har påverkats kraftigt av de biologiska och kemiska processer skrovet utsatts för under tiden i vattnet (1628–1961), under konserveringsperioden (1962–1989) och därefter i den moderna museimiljön. Järn- och svavelföreningar (totalt 5–10 ton) har införlivats i träet genom naturliga processer under den tid skeppet låg på bottnen i Stockholms hamn.

Svavlet härstammar från nedbrytningen av stockholmarnas orenade avlopp på den syrefria bottnen medan järnet främst kommer från de bultar som höll samman skrovet och andra järnföremål ombord såsom kanonkulor. Vid den efterföljande konserveringen behandlades träet med stora mängder polyetylenglykol (PEG) och svampgifter.

Under den regniga sommaren 2000 varierade luftfuktigheten kraftigt inne i museet och samtidigt upptäckte man vita och gula utfällningar på skeppet. Utfällningarna visade sig vara sura svavel- och järnföreningar, och slutsatsen var att svavlet i träet hade omvandlats till svavelsyra. Oron för vad som höll på att hända med Vasa ledde till en satsning på forskning kring orsakerna, och hur dessa kunde förbyggas.

Gunnar Almkvist och hans kollegor har nu gjort en grundlig undersökning av de kemiska nedbrytningsprocesserna i virket och det visade sig att det är järnet som är den stora boven i dramat, inte svavlet.

Det mest allvarliga är att vedämnena har börjat brytas ned en bit in virket, och att nedbrytningen också har drabbat konserveringsmedlet (PEG). Analyser visar att träet är mycket surt där forskarna fann nedbrytning.

Det låga pH-värdet beror på att det bildats organiska syror såsom myrsyra och oxalsyra vid nedbrytning av träkomponenter och PEG. I dessa områden finns det bara små mängder svavel. Vissa typer av svavelföreningar verkar ha en skyddande effekt då träet är i mycket bättre skick där det finns mycket svavel.

Överallt där det skett nedbrytning finns det i stället gott om järn, och detta järn visar sig vara i en form som är lättrörlig och kemiskt aktiv. Järn kan växla mellan sina oxidationstal och får då speciella egenskaper och kan ingå i speciella reaktioner.

Järnjoner kan vid närvaro av syrgas eller andra ”oxidationsmedel” bilda så kallade radikaler. Dessa är mycket kortlivade men kraftigt reaktiva och kan attackera de flesta biologiska ämnen. Teorin är därför att järnet katalyserar (påskyndar) bildningen av radikaler i Vasas trä. Svavlet däremot kan fungera som en antioxidant som fångar upp radikalerna och hindrar dem från att reagera med veden eller med PEG. Det ämne man först trodde var ett hot tycks alltså vara ett skydd.

I avhandlingen redovisas också försök att extrahera bort järnföreningar från Vasaträ. Resultaten visar att detta är möjligt, men mycket tidskrävande. I processen extraheras även andra vattenlösliga föreningar och syror neutraliseras. Metoden kan med framgång användas på mindre föremål och även utvecklas för behandling och konservering av vattendränkt arkeologiskt trä.

Agronom Gunnar Almkvist, institutionen för kemi, SLU, försvarar sin avhandling The Chemistry of the Vasa – Iron, Acids and Degradation.

Tid: Fredag den 26 september 2008 kl. 10.15

Plats: Sal L, Undervisningshuset, SLU, Ultuna, Uppsala.

Opponent: Professor Bjarne Holmbom, Laboratoriet för trä- och papperskemi, Åbo Akademi, Åbo, Finland.

Länk till pdf med den fullständiga avhandlingen (med en svensk sammanfattning på s 75–76): http://diss-epsilon.slu.se/archive/00001809/  

Kontaktinformation
Mer information:
Gunnar Almkvist, tel. 018-67 15 49, Gunnar.Almkvist@kemi.slu.se