Исследование изображения иконы на стекле киота

Известно множество сообщений об удвоении образа иконы на стекле киота. До сих пор в Церкви нет общепринятого отношения к этому событию. Одна из причин – отсутствие ясного понимания сути события. В данной публикации приведены результаты исследования изображения на стекле иконы Царственных Мучеников из краснодарского храма Святого Александра Невского.

В августе 2002 г. в Комиссию по описанию чудесных знамений, происходящих в Русской Православной Церкви, была передана икона Царственных Мучеников вместе со стеклом киота, на котором возникло отчетливое подобие образа иконы. Икона была доставлена из храма Рождества Христова г. Екатеринодара. С сентября 2002 началось изучение изображения на стекле и поверхности иконы. Эта работа имела две цели: дать подробное объективное описание природы изображения на стекле киота, а затем предложить и проверить гипотезу о возможном процессе, ответственном за образование этого изображения.

Перенос образа на стекло киота

Событие переноса образа на стекло киота проявляется следующим образом. На внутренней поверхности стекла появляется монохромная копия образа иконы. Иногда это четкое и подробное, с воспроизведением множества мелких деталей изображение, иногда – смутный контур, повторяющий икону только в общих чертах. Осмотр некоторых стекол показал, что изображение создано тонкой пленкой, несколько напоминающей желатиновую пленку на поверхности фотопластинки. Часто бывает так, что изображение особенно хорошо видно при косом освещении и с трудом различимо на просвет. Четкость, подробность и даже само наличие изображения может сильно варьировать в пределах одного стекла. Пленка механически очень непрочная, легко стирается, может со временем сильно измениться (при этом качество изображения часто ухудшается) и даже исчезнуть.

Следует отметить, что в Церкви до сих пор нет устоявшегося, общепринятого отношения к подобного рода событиям. В одних случаях священники уверенно говорят о чудесном происхождении изображения, обсуждают их в контексте и других чудесных событий, которые, как известно, в настоящее время происходят в Русской Православной Церкви в удивительном изобилии. Но бывает и так, что настоятель храма не видит в событии удвоения ничего чудесного. Это всего лишь естественный феномен, хотя и редкий. В таких случаях происшедшее обсуждается весьма неохотно, нередко изображение на стекле утрачивается.

Известны также и случаи, когда отношение к событию изменялось. Так в одном из храмов первое изображение иконы на стекле поначалу было утрачено. После вторичного появления подобного же изображения на том же стекле настоятель благословил сохранить его, и теперь изображение могут видеть посетители храма.

Казалось бы, свое веское слово могут сказать искусствоведы, специалисты по реставрации икон. Ведь у них уникальный личный опыт работы с материалами, используемыми при написании икон. Но и здесь мнения резко расходятся. Одни – весьма квалифицированные, всемирно признанные эксперты убеждены, что удвоение образа на стекле нельзя объяснить никакими естественными процессами. Другие не менее авторитетные специалисты указывают, что многие краски, используемые в иконописи, химически весьма агрессивны и могут, взаимодействуя с лаковым слоем, сильно видоизменять и даже разрушать его. Продукты этих реакций переносятся с поверхности иконы на стекло и образуют на нем подобие образа.

Особенность ситуации еще и в том, что никаких научных публикаций, посвященных явлению удвоения, не существует. Правда, в одном фильме киевской телестудии, посвященном удвоении образа иконы Божией Матери «Призри на смирение» (Автор фильма А. Лесовой. Студия «Агат-LTD», 1995), сообщается, что стекло киота было исследовано киевскими учеными, в частности специалистами Института криминалистических экспертиз Министерства юстиции Украины. В самом фильме есть продолжительный по времени эпизод, где обсуждаются результаты проведенных исследований. Высказывания противоречивы, но некоторые ученые склоняются к мнению, что изображение возникло в результате адгезии (прилипания) красочного слоя в результате непосредственного контакта иконы со стеклом. О том, насколько это мнение обосновано, судить из материалов фильма весьма затруднительно. Как мы уже отмечали, через несколько месяцев изображение вновь появилось на стекле киота, причем, когда между стеклом и иконой существовал зазор. В таком случае об адгезии говорить нет смысла, но именно этот самый интересный вопрос в фильме никак не обсуждается. Результаты исследований киевских ученых не были оформлены в виде научного отчета или опубликованы. Поэтому представлялось весьма важным и интересным провести подробное объективное исследование стекла, на котором возникло подобие образа иконы.

С точки зрения Церкви такое исследование ценно именно потому, что, как мы уже говорили, даже в среде православного духовенства мнения о таких событиях различны. Поэтому важно получить хотя бы самое общее представление о том, что же объективно происходит при переносе образа иконы на стекло киота. Только тогда можно выдвигать и обсуждать гипотезы о причинах появления изображения. Решению этой задачи и было посвящено настоящее исследование.

Структура изображения на стекле

Первоначально была поставлена задача – изучить структуру изображения на стекле. Исследование поверхности стекла, проведенное с помощью стандартного оптического микроскопа, показало, что вся поверхность покрыта очень тонкой (менее 1 микрона) пленкой.

Пленка почти прозрачная, при косом освещении слегка белесоватая и внешне весьма похожа на желатиновую пленку на поверхности фотографических негативов. Механически весьма непрочная, о чем свидетельствуют многочисленные дефекты ее поверхности. На пленке заметны также многочисленные частицы прилипшей к ней микроскопической пыли.

Более детальное исследование показывает, что поверхность пленки крайне неоднородна. Там, где изображение наиболее точно соответствует иконе, поверхность пленки явно структурирована и при относительно небольшом (например, пятидесятикратном) увеличении выглядит как россыпь ярких точек, расстояние между которыми превышает размеры самих точек в несколько раз. Границы деталей изображения, как правило, расплывчаты, но часто бывают и весьма резкими. Наиболее подробно была исследована структура изображения нимбов, поскольку это давало надежные количественные результаты, интересные в качестве теста для проверки возможных гипотез.

Самый важный вывод этого этапа исследования состоит в том, что изображению соответствуют вторичные структуры, образовавшиеся на пленке в результате некоторого процесса. Свет рассеивается на структурах гораздо сильнее, чем на более тонкой и однородной пленке. (В чем состоит этот процесс и каковы причины, его вызывающие, - предмет особого обсуждения).

На втором этапе были подробно исследованы вторичные структуры. Были определены размеры пятен, рассеивающих свет (1-10 мкм). Они составляют несколько микрон. С применением методов интерференционной микроскопии были изучены формы пятен, рассеивающих свет. Они в большинстве своем представляют собой плоские, неправильные по форме образования.

Специалисты по тонким пленкам указывают на их сходство с пятнами, образующимися в результате конденсации вещества на плоской поверхности, о чем свидетельствует резкая граница пятен и крутизна склона их границы. При этом основная поверхность пятна выглядит плоской, без каких либо особенностей.

Таким образом, была опровергнута гипотеза о том, что яркие пятна на поверхности стекла образованы пылью, возникающей в результате разрушения лакового слоя на поверхности иконы. Можно было думать, что под воздействием некоторых факторов слой лака постепенно разрушается, а появляющиеся при этом мелкие частицы могут переноситься с иконы на внутреннюю поверхность стекла, например под действием электростатического поля, периодически возникающего при протирании материей внешней поверхности стекла киота. Первоначально именно эта гипотеза казалась наиболее правдоподобной, объясняющей многие особенности изображения. Эксперты по технике иконописи указывали, что лаковый слой подвергается изнутри химическому воздействию весьма активных красочных слоев поверхности иконы.

Эта гипотеза была окончательно опровергнута в результате сравнения веществ на поверхности лакового слоя иконы и поверхности стекла.

Для надежности это сравнение было проведено несколькими принципиально разными оптическими методами. Первый – с использованием весьма чувствительного метода комбинационного рассеяния, который позволяет достоверно устанавливать тождество или различие исследуемых веществ. Недостаток этого метода состоит в том, что он не всегда позволяет определить само вещество по его спектру.

Исследование показало полное тождество вещества самой пленки и вещества, из которого состоят сильно рассеивающие свет пятна. Исследование также показало, что спектры веществ на поверхности иконы и на поверхности стекла различны, и это позволяет с уверенностью говорить о том, что это разные вещества. Стало окончательно ясно, что изображение на поверхности стекла образовано веществами, не входящими в состав веществ на поверхности иконы - лака и красок.

Более детальное исследование химического состава вещества, формирующего изображение на стекле, проводилось методом инфракрасной микроспектрометрии. В результате было установлено, что основу вещества на поверхности стекла составляет металлическая соль жирной кислоты (стеарат натрия). Такие вещества составляют основу моющих веществ, например, мыла.

Изучение составов красочных покрытий изображений проводилось методами ИК-спектрометрии и рентгено-флуоресцентного анализа. При этом проводилось изучение отдельных фрагментов изображения. Было установлено, что в состав красной краски с боковых поверхностей иконы входят поливинилацетат (ПВА) и сульфат бария. Элементный состав красок изображения представлен большим набором элементов, основными из которых являются: кальций, титан, цинк, железо, кадмий, стронций, ртуть. Данные элементы, конечно, входят в состав красителей и пигментов различных цветов. Таким образом, можно предположить, что краски, использованные при исполнении изображения, по своему виду относятся к темперам поливинилацетатным.

Состав поверхности лакового слоя изучался методом ИК-спектроскопии. Установлено, что его основу составляют полиамиды природного (животного) происхождения, к которым можно отнести желатин, рыбный клей и др. Этот этап работ был выполнен в Институте криминалистики ФСБ РФ.

В процессе этих исследований некоторые эксперты выдвинули гипотезу, что сама пленка на стекле представляет собой следы моющих веществ, применявшихся при очистке стекла, а последующее изменение ее структуры происходит под воздействием веществ, входящих в состав лака. Благодаря диффузии молекулы таких веществ подходят к стеклу и взаимодействуют со стеаратом натрия. Эти же эксперты и провели прямой эксперимент с целью подтвердить свое предположение. На поверхность стекла был нанесен слой стеарата натрия и на некотором расстоянии от него помещены структуры, пропитанные веществами, входящими в состав лака (в частности уксусная кислота, иногда добавляемая в лак в качестве отвердителя). Тщательно проведенный эксперимент не подтвердил эту гипотезу.

Выводы

1. Проведенное исследование позволяет с уверенностью говорить о наличии тонкой (порядка 1 микрона) пленки, покрывающей внутреннюю поверхность стекла, ее химическом составе (стеарат натрия) и структуре вещества на внутренней поверхности стекла киота. Однако само изображение состоит из микроскопических пятен размером несколько микрон.

2. Можно также с уверенностью опровергнуть весьма достоверную, на первый взгляд, гипотезу о том, что изображение на стекле возникает в результате деструктивных процессов на поверхности лакового или красочного слоя иконы.

Изображение возникло там, где тонкий слой стеарата натрия на поверхности стекла претерпел радикальные структурные изменения. Какова причина этих изменений, остается неясным.

3. Представляются правдоподобным две гипотезы о возможных механизмах возникновения изображения. Первая предполагает образование пленки на поверхности стекла независимо от процессов, связанных с поверхностью иконы. Последующие структурные изменения пленки связаны с воздействием, исходящим с поверхности иконы. Механизм такого воздействия неясен. Однако можно было бы предположить, например, что изображение возникает вследствие неравномерной конденсации паров, содержащих молекулы стеарата натрия, на участки поверхности стекла с разной температурой. Если стекло находится достаточно близко к поверхности иконы, то распределение температуры по поверхности стекла обусловлено зависимостью температуры излучения, отраженного поверхностью иконы, от цвета и яркости красок изображения. Вторая гипотеза предполагает, что вся пленка (вместе с изображением) перенесена на стекло с поверхности иконы. Эта гипотеза встречает затруднение в различии спектров люминесценции стекла и соответственных мест поверхности иконы.

4. Проведенное исследование не подтвердило возможную гипотезу о причинах изменений под воздействие веществ, входящих в состав лака.

Благодарности

Работу выполняли и координировали сотрудники Экспертной группы по описанию чудесных знамений, происходящих в Русской Православной Церкви: А.В. Московский и С.А. Сошинский.

В работу также внесли неоценимый вклад (как в качестве консультантов, так и непосредственных ее исполнителей) научные сотрудники и эксперты Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, Института общей физики РАН, Института криминалистики ФСБ РФ, Экспертно-криминалистического центра МВД РФ, физического факультета МГУ, НИИ ядерной физики МГУ, Лаборатории научной фотографии биофака МГУ, Института атомной энергии им. И.В. Курчатова, Центральных реставрационных мастерских им. Грабаря.

Особая благодарность А.В. Фесенко, директору Института криминалистики ФСБ РФ и его сотрудникам за неоценимую помощь в исследовании химического состава поверхности иконы и стекла.

Мы искренне благодарим за плодотворное обсуждение проблемы старшего научного сотрудника ИАЭ им. Курчатова С.В. Худякова, профессора Физического факультета МГУ Р.H. Кузьмина, старшего научного сотрудника НИИЯФ МГУ А.Н. Васильеву, ведущего научного сотрудника ГНИИ органической химии и технологии Т.Н. Новожилову, старшего научного сотрудника ФИАН им. П.Н.Лебедева О.И. Носача, старшего научного сотрудника ФИАН им. П.Н.Лебедева И.П. Ревокатову, главного эксперта Центральных реставрационных мастерских им. Грабаря профессора А.Н. Овчинникова, главного научного сотрудника Всероссийского института реставрации, заслуженного деятеля искусств РФ академика РАЕН СВ. Ямщикова.

Работа велась по благословению Его Высокопреосвященства митрополита Екатеринодарского и Кубанского Исидора.

Фотографии выполнили: 1,2 – полковник Б.Н. Антропов (Экспертно-криминалистический центр МВД РФ), 3 – профессор В.Н. Бинги (ИОФАН РФ), 4 – профессор Н.Н. Мельник (ФИАН им. Лебедева). Компьютерная обработка и анализ изображений – доцент В.В. Низовцев (лаборатория научной фотографии МГУ) и А.Н. Панов (физфак МГУ).

Публикуется с незначительными сокращениями с разрешения авторов. Опубликовано впервые в сборнике «Физика взаимодействия живых объектов с окружающей средой» // Труды международного совещания «Новые результаты в биофизике взаимодействия живых объектов с окружающей средой». Москва, 7 декабря 2002 года. М., 2004. С. 216-227.