Horváth Zoltán András – Tóth Mária
A templom és a szobrok kõanyagának pusztulása
Jelenségek, okok és a helyreállítás elvi vázlata

---

A templom kvádereit és szobrait természetes kövekbôl faragták. Sajnos e kövek az idôk során jelentôsen megváltoztak: felületük erôsen megkopott, belsô szerkezetük fellazult, és számottevôen csökkent ellenállásuk a környezeti hatásokkal szemben. Ahhoz, hogy konzerválásukra a megfelelô módszereket és anyagokat válasszuk ki, minél pontosabb ismereteket kell szereznünk a kôanyagról, meg kell határoznunk jelenlegi állapotát, valamint meg kell ismernünk azokat a természetes és antropogén okokat, amelyek a ma látható elváltozásokhoz vezettek. Az utóbbiakra az egyes kôfajták elméleti és valóságos ásványos összetétele közötti különbségek vizsgálata alapján lehet következtetni. E vizsgálatok különbözô mûszaki és természettudományos ágazatok kutatóinak szoros együttmûködését igénylik. Adataik alapján kell elkészíteni a falfelületek és szobrok tisztítása és konzerválása elôtt a kártérképet és állapotleírást, valamint kidolgozni a szükséges beavatkozások módszerét.

1992-ben kezdett munkánk során eddig elsôsorban a templom nyugati homlokzatán és fôként nyugati kapuzatán volt alkalmunk szisztematikus mintavételre. Ennek legfôbb szempontja az volt, hogy minden eltérônek tetszô kéregbôl, kôanyagból, bevonatból és színbôl mintavétel történjék, s mind a kô felületérõl, mind belsejébôl a legkisebb sérülést elôidézô, de reprezentatívnak tekinthetô mennyiségû mintát vegyünk.

A mintákat az anyagtudományi vizsgálati módszerek lehetô legszélesebb körének alkalmazásával tanulmányoztuk. A vizsgálatok egy részét az Állami Mûemlékhelyreállítási és Restaurálási Központ laboratóriuma végzi (polarizációs mikroszkóp) és koordinálja. Az eredmények komplex tudományos feldolgozása is itt történik. A minták vizsgálatában részt vett az MTA Geokémiai Kutatólaboratóriuma (ásványkôzettani, röntgen-pordiffrakciós, infravörös spektroszkópiai és elemanalitikai vizsgálatok); az MTA Mûszaki Fizikai Kutatóintézete (elemanalitikai és pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálatok); a BME Ásvány- és Földtani Tanszéke (kôkonzerválási kísérletek); valamint a SZIKKTI Kft. (pásztázó elektronmikroszkópos és porozitás-vizsgálatok).

A vizsgálati eredmények értékelésével a következô kérdéscsoportokra kerestünk választ:

– milyen a kôfelületek és az átalakult zóna alatti kôrészek állapota (azaz milyen fokú a kômállás; mekkora a mállási kéreg vastagsága; milyen az ép kôrészek és a mállott kôanyag viszonya);
– milyen a mállási kéreg szerkezete, kristályos fázisösszetétele;
– milyen okokra vezethetôk vissza a templom kôfelületein látható színkülönbségek: véletlenszerû vagy szándékos, természetes vagy mesterséges eredetûek-e, azaz természetes mállás vagy festés, illetve felületkezelés eredményei-e? (Az utóbbiakkal, vagyis egykori festések és felületkezelések maradványaival Tóth Mária tanulmánya foglalkozik.)
 

A kôfelületek és a felületek alatti mélyebb kôrészek állapota

A templom kôfelületein és a szobrokon a kôpusztulás mértéke szélsôségek között ingadozik. Vannak jó állapotú, ép, tapintásra kompakt, kôfaragó szerszámok nyomát hordozó kôfelületek; sajnos nem ritka azonban az sem, hogy az egykor megmunkált felület mára teljesen eltûnt, sôt az egykori kôfelület már több centiméter mélyen hiányzik, mint például a J9-es apostolszobor jobb oldalán (150). Sok kôtömb felületén több milliméter vastag, helyenként lemezesen felváló mállási kéreg képzôdött.

150. A J9-es apostolszobor fülkéjében  (OMvH – Hack Róbert, 1990)	151–152. A B3-as, illetve a J11-es apostolszobor fülkéjében (OMvH – Hack Róbert, 1990)

A pusztulás mértékének e változatosságát részben az magyarázza, hogy az egyes kôfaragványok beépítésük helyétôl függôen jelentôsen eltérô igénybevételnek vannak kitéve. Mégis, az általános állapotromlásban a mechanikai sérülések jelentôsége általában alárendeltebb, mint a kémiai mállásé – eltekintve az olyan szélsôségektôl, mint a vízköpôk alatti két szoborra zúduló esôvíz lemosó hatásának szomorú következményei (151–152). Ezért tanulmányunkban a kémiai mállás jelenségeit és okait ismertetjük.

A kémiai kômállást gyorsíthatja, az állapotkülönbségeket fokozhatja a beépített kôanyag rossz megválasztása, a várható környezeti hatások figyelmen kívül hagyása és a kô felületének megmunkálása maga is, mert ez a kôszövet roncsolódásával járhat. Ugyancsak gyorsíthatja a mállást, ha rosszul választják meg a beépítés módját, vagy a beépítéskor figyelmen kívül hagyják a kôanyag rétegzôdését. Ugyanez lehet a következménye a nem megfelelôen megválasztott felületkezelô, kôszilárdító és konzerválószerek, illetve eljárások alkalmazásának.

A geológiai és történeti vizsgálatok eredményeit összegezve megállapíthatjuk, hogy a templom építéséhez már a 13. században is többfajta kôanyagot használtak. Az elôforduló kôtípusok száma a múlt század végi restauráláskor tovább nôtt. Az egyes (az elôzô tanulmányban ismertetett) kôtípusok nem csupán makroszkópos megjelenésükben, például színükben és struktúrájukban különböznek, hanem a környezeti hatásokra, antropogén beavatkozásokra is eltérôen reagálnak, ráadásul különbözôképpen mállanak. A degradálódási jelenségek általános jellemzôit elôször a mészköveken mint tipikus példán megfigyelhetô elváltozásokkal mutatjuk be.
 

A mállási kéreg szerkezete és fázisösszetétele

A templom kôfelületein és a szobrokon a mállás leggyakrabban megfigyelhetô jelensége a kéregképzôdés. A mállási kéreg elvi szerkezetét a XV. ábrán mutatjuk be: a külsô, felületi zóna a tulajdonképpeni kéreg, amelynek felszíne általában porral, korommal szennyezett és sötét színû. A felület szennyezôdése olyan mértékû lehet, hogy teljesen elfedi a kôzet eredeti színét és szövetét. A kéreg mögött degradálódott, porló kôanyag található. A porló anyag struktúrájára már nem jellemzô az eredeti szemcseszerkezet. A porló zóna alatt üde, átalakulást még nem szenvedett kôanyag következik, amely ôrzi a kôzet eredeti szövetszerkezetét és összetételi arányait.

XV. A mállási kéreg elvi szerkezete: 1. külsô kéreg 2. eredeti felszín  3. belsô kéreg  4. mállott zóna  5. átmeneti zóna  6. ép kôzet  7. szilárdsági profil

153. A mállási kérget alkotó gipsz- kristályok pásztázó elektronmik- roszkópos felvétele, 100-szoros nagyítás (MTA GKL)

Az ép, azaz üde mészkövet mintegy 90%-ban kalcit és néhány százaléknyi kvarc, illetve agyagásvány alkotja. A környezeti ártalmak hatására az eredeti kôzet szövete és ásványos összetétele jelentôsen megváltozik. A degradálódott, porló kôanyag az üde változathoz viszonyítva esetenként is eltérô fázisarányokat mutat (XVI). A karbonát aránya a kísérô ásványokhoz viszonyítva csökkenhet, illetve az oldódás, kristályosodás eredményeként a legkülönbözôbb méretû és kristályossági állapotú karbonátkrisztallitok találhatók egymás mellett a kôzetszövetben. Új fázisként megjelenik a gipsz, amely az eredeti kalcit átalakulásából képzôdött mállási termék. Közvetlenül a kôfelszínen a gipszesedés elôrehaladott állapota figyelhetô meg, a gipsztartalom itt már mintegy 25–30%, a kôromlásnak különösen kitett helyeken pedig akár a 90%-ot is elérheti. Az apró gipszkristályok halmaza (153) nagy fajlagos felületet hoz létre, amelybe a legkülönfélébb szennyezôk jobban beletapadnak, mint az ép kôfelületbe, és ezért az elgipszesedett kéreg további mállási gócok kiindulási pontjává válik. A kéregben a kalcit és gipsz változó arányú túlsúlya mellett megnövekszik a járulékos fázisok száma és mennyiségi aránya: kvarc, plagioklász földpát, káliföldpát, dolomit, hematit és agyagásványok (klorit, kaolinit, szmektit) találhatók benne. Az akcesszorikus fázisok részben a felületre tapadt porból, külsô szennyezésbôl származtathatók, részben a kôanyag természetes komponenseinek maradványai.

 XVI. Lajtamészkô röntgendiffraktogramjai (CuKa; 45 kV; 35 mA). A gipsz mennyisége a kôfelszín közelében, azaz a mállottabb zónában nagyobb.

A mállás folyamata

Az intenzív mállás tehát lényegében a karbonátok bomlásának, illetve új kristályos fázis, a gipsz képzôdésének folyamataként írható le. A kôzet pórusaiba bekerülô csapadékvízbôl és a biológiai szennyezôdésbôl savas oldatok képzôdnek, amelyeknek hatására a kôzetben kalcium-szulfát-oldat és kalcium-hidrogén-karbonát-oldat keletkezik, amely a kôzet belsejébôl a felület felé áramlik. A felületen a párolgás miatt az oldatok koncentrációja megnövekszik, kalcium-szulfát, azaz gipsz és kalcium-karbonát, azaz kalcit keletkezik, kristályosodik ki és rakódik le. Ez a lerakódás egyre vastagszik: kérget alkot.

154. A kapubéllet faragványai  mállási kéreggel (alul) és a mállási kéreg leválása után (fönt)  (Szentesi Edit, 1993)

A kéregben a gipsz és a kalcit mennyiségi aránya nem állandó. A csapóesônek kitett helyeken a gipsz komponens, jobb oldhatósága miatt, kimosódik, a kéreg kalcitban relatíve dúsul, porozitása csökken. Ez a kalcitdús zóna azonban nem védi a felületet, ugyanis a kéreg keményebb, tömött szövetû zónája mögött a kôzetben levô és a felszín felé vándorló víz feltorlódik. A pangó víz híg savas oldat, amely fagyási, oldási és kristályosodási folyamatokat indít el; a kéreg mögötti anyag kötôanyagát veszti, elemi szemcséire esik szét; s ha a fellazult zónát fedô kemény kéreg felhasad, a "nyílt sebeken" keresztül kihullanak a fellazult kôrészek; a kéreg egyre nagyobb felületen felválik, végül pedig leesik. Ez a folyamat szélsôséges esetben a kô teljes pusztulásához vezethet.

Ez a kéregképzôdés a templomon helyenként eltérô intenzitással zajlik: helyrôl helyre változik a kéreg vastagsága, s eltérô a "nyílt sebek" mennyisége és mélysége. A kéreg ledobódása után frissen szabaddá vált üde felületektôl, az új mállási kéreg képzôdésén át, a kompakt, leválás állapotában lévô kérgekig minden mállási stádium megfigyelhetô (154). A kéreg alatti porló, szövetében gyengébb zóna is más és más vastagságú lehet az eltérô minôségû mészkövek szöveti, szemszerkezeti és porozitási tulajdonságainak függvényében.
A templom építéséhez használt többi kôtípus esetében a mállási folyamat hasonlóan megy végbe, legfeljebb a mállástermékek mennyisége és anyagi minôsége változik, és a kôpusztulás mértéke mutat kisebb-nagyobb ingadozást. Az egyik végletet a szürke homokkôbôl faragott kváderek és szobrok képviselik, melyekrôl a mállott rétegek néha már többszörösen lepusztultak (144; 151–152); míg a századfordulón kemény édesvízi mészkôbôl készült faragványok teljesen épnek mondhatók (149).