Was verbirgt sich unter der sichtbaren Oberfläche eines Gemäldes? Hat der Künstler seine ursprüngliche Komposition verändert, eine Figur übermalt oder eine bereits bemalte Leinwand wiederverwendet? Die Röntgenuntersuchung von Gemälden kann solche Fragen beantworten. Sie macht Unterschiede in der Strahlenabsorption sichtbar und eröffnet damit Einblicke in Materialien, Malprozesse und frühere Restaurierungen, die bei der Betrachtung des Kunstwerks nicht erkennbar sind.
Für die Radiologie ist die Untersuchung von Kunstwerken ein besonders anschauliches Anwendungsgebiet der konventionellen Projektionsradiografie. Die physikalischen Grundlagen sind dieselben wie in der medizinischen Diagnostik, die Bildinterpretation folgt jedoch anderen Regeln: Nicht anatomische Strukturen, sondern Pigmente, Malschichten und Bildträger bestimmen den Kontrast. Entscheidend ist dabei die Unterscheidung zwischen dem tatsächlich sichtbaren radiografischen Befund und seiner kunsthistorischen Interpretation.
Inhaltsverzeichnis
Von der Entdeckung der Röntgenstrahlen zur Kunstuntersuchung
Wilhelm Conrad Röntgen entdeckte die nach ihm benannten Strahlen 1895. Schon wenige Jahre später wurde untersucht, ob sich damit auch Gemälde durchleuchten lassen. Im Verlauf des 20. Jahrhunderts entwickelte sich die Radiografie zu einer etablierten Methode der kunsttechnologischen Untersuchung und Restaurierungswissenschaft.
Besonders bei älteren Gemälden erwies sich die Methode als aufschlussreich. Viele traditionelle Malmaterialien enthalten Elemente mit hoher Ordnungszahl, beispielsweise Blei. Solche Pigmente können im Röntgenbild einen ausgeprägten Kontrast erzeugen. Dadurch lassen sich unter geeigneten Bedingungen frühere Malphasen, Veränderungen der Komposition oder konstruktive Besonderheiten des Bildträgers erkennen.
Die Digitalisierung hat die Untersuchung grosser Gemälde wesentlich erleichtert. Früher wurden zahlreiche einzelne Röntgenfilme aufgenommen und zu einem Gesamtbild zusammengesetzt. Heute können digitale Aufnahmen geometrisch angepasst und zu grossflächigen Bildmosaiken kombiniert werden. Allerdings bleiben Überlagerungen und Unterschiede in der Projektion auch bei digitaler Bildverarbeitung bestehen.
Wie entsteht das Röntgenbild eines Gemäldes?
Bei der konventionellen Kunstradiografie wird das Gemälde mit Röntgenstrahlen durchstrahlt. Ein Detektor registriert die nach Durchtritt durch das Untersuchungsobjekt verbleibende Strahlung. Das resultierende Projektionsbild bildet die gesamte durchstrahlte Materialstruktur überlagert ab.
Der Bildkontrast hängt insbesondere von der Elementzusammensetzung, Dichte und Dicke der Materialien sowie von der Energieverteilung der verwendeten Röntgenstrahlung ab. Stark absorbierende Bestandteile lassen sich bei üblicher radiografischer Darstellung hell abbilden, während schwächer absorbierende Bereiche dunkler erscheinen.
Warum ist Bleiweiss im Röntgenbild häufig besonders auffällig?
Historisches Bleiweiss enthält Blei und absorbiert Röntgenstrahlung deutlich stärker als viele organische Farbmaterialien. Dickere bleiweisshaltige Farbaufträge können deshalb helle Strukturen erzeugen. Dies gilt beispielsweise für Gewandpartien, Lichtreflexe oder andere Bereiche, in denen entsprechende Pigmente verwendet wurden.
Die Helligkeit einer Struktur erlaubt jedoch keine eindeutige Pigmentbestimmung. Auch andere Elemente und Materialien können eine hohe Strahlenabsorption verursachen. Umgekehrt kann eine dünne Schicht eines stark absorbierenden Pigments radiografisch weniger auffällig sein als eine dickere Schicht mit geringerer Absorption.
Die Röntgenaufnahme liefert daher zunächst eine Verteilung der Strahlenabsorption, keine direkte chemische Analyse der verwendeten Farben.
Besonderheiten der Aufnahmetechnik
Anders als bei einer medizinischen Untersuchung handelt es sich bei einem Gemälde um ein unbewegliches Objekt mit häufig geringer Gesamtdicke, aber komplexem Schichtaufbau. Die Aufnahmeparameter müssen auf Material, Grösse und Beschaffenheit des Kunstwerks abgestimmt werden.
Bei grossformatigen Gemälden sind mehrere Teilaufnahmen erforderlich. Ihre Zusammensetzung zu einem Mosaik kann durch geometrische Verzerrungen erschwert werden. Auch Keilrahmen, Nägel, Holzverstärkungen und frühere konstruktive Eingriffe können die Darstellung beeinflussen.
Was zeigt die Röntgenaufnahme eines Gemäldes?
Frühere Kompositionen und Pentimenti
Ein besonders interessanter Befund ist der Nachweis einer früheren Bildfassung. Künstler veränderten während des Malprozesses häufig die Position von Figuren, die Haltung einer Hand oder den Verlauf von Gewändern. Solche Veränderungen werden als Pentimenti bezeichnet.
Wenn die frühere und die spätere Fassung unterschiedliche röntgenabsorbierende Materialien enthalten, können beide Kompositionen im Projektionsbild erkennbar werden. Beispielsweise kann eine ursprünglich anders positionierte Hand als zusätzliche helle Struktur erscheinen, obwohl sie an der Gemäldeoberfläche vollständig übermalt wurde.
Nicht jede Übermalung ist jedoch radiografisch nachweisbar. Haben frühere und spätere Farbschichten eine ähnliche Strahlenabsorption oder ist die darunterliegende Schicht sehr dünn, kann die Veränderung im Röntgenbild unsichtbar bleiben.
Unterzeichnungen: eine wichtige Einschränkung
Vorzeichnungen gehören zur Entstehung vieler Gemälde. Sie wurden beispielsweise mit Kohle, Kreide, Pinsel oder anderen Zeichenmaterialien ausgeführt.
Entgegen einer verbreiteten Vorstellung sind solche Unterzeichnungen im konventionellen Röntgenbild keineswegs regelmässig sichtbar. Kohlenstoffhaltige Zeichenmaterialien erzeugen häufig nur einen geringen radiografischen Kontrast. Für ihren Nachweis ist die Infrarotreflektografie oftmals besser geeignet, sofern das Zeichenmaterial im verwendeten Spektralbereich ausreichend absorbiert und die darüberliegenden Farbschichten hinreichend durchlässig sind.
Eine fehlende Unterzeichnung im Röntgenbild bedeutet deshalb nicht, dass der Künstler ohne vorbereitende Zeichnung gearbeitet hat.
Materialverteilung und Maltechnik
Die Verteilung stärker absorbierender Pigmente kann Hinweise auf die Arbeitsweise eines Künstlers geben. Sichtbar werden beispielsweise unterschiedlich dicke Farbaufträge, einzelne Pinselstrukturen oder Bereiche, in denen bleiweisshaltige Materialien verwendet wurden.
Aus diesen Befunden können sich Hinweise auf die Abfolge einzelner Arbeitsschritte ergeben. Die sichere Zuordnung einer Struktur zu einer bestimmten Malschicht ist jedoch schwierig, weil die konventionelle Radiografie alle durchstrahlten Schichten überlagert.
Schäden und Restaurierungsspuren
Auch der Bildträger kann im Röntgenbild beurteilt werden. Bei Holztafeln lassen sich unter geeigneten Bedingungen beispielsweise Fugen, Nägel, Dübel, Frassgänge oder frühere Verstärkungen erkennen. Bei Leinwandgemälden können Veränderungen des Trägers, Reparaturen und bestimmte Ergänzungsmaterialien sichtbar werden.
Restaurierungen sind insbesondere dann radiografisch auffällig, wenn sich die verwendeten Materialien in ihrer Strahlenabsorption von der ursprünglichen Substanz unterscheiden. Ein unauffälliges Röntgenbild schliesst frühere Restaurierungsmassnahmen allerdings nicht aus.
Wie interpretiert man das Röntgenbild eines Kunstwerks?
Für Radiologinnen und Radiologen ist die Bildinterpretation besonders interessant, weil vertraute Prinzipien der Projektionsradiografie in einem ungewohnten Zusammenhang angewendet werden.
Eine helle Struktur kann beispielsweise durch einen bleiweisshaltigen Farbauftrag, ein metallisches Element oder eine andere stark absorbierende Substanz verursacht sein. Ihre Form und Lage allein erlauben nicht immer eine eindeutige Zuordnung.
Bei der systematischen Analyse sind folgende Fragen hilfreich:
- Welche Strukturen gehören zur sichtbaren Bildkomposition und welche weichen davon ab?
- Gibt es Hinweise auf eine frühere Figurenposition oder eine übermalte Kontur?
- Entspricht die radiografische Helligkeit einem dickeren Farbauftrag oder möglicherweise einem anderen Material?
- Welche Strukturen stammen vom Bildträger, von Befestigungselementen oder von Restaurierungen?
- Welche Beobachtungen lassen sich durch andere Untersuchungsverfahren überprüfen?
Die wichtigste Grenze ist die fehlende Tiefenauflösung der Projektionsaufnahme. Zwei helle Strukturen können aus unterschiedlichen Malschichten stammen und dennoch deckungsgleich abgebildet werden. Ihre zeitliche Reihenfolge lässt sich aus dem Röntgenbild allein häufig nicht sicher rekonstruieren.
Die Befundung erfordert deshalb den Abgleich mit der sichtbaren Oberfläche, kunsthistorischen Informationen und gegebenenfalls ergänzenden Untersuchungen.
Konventionelle Radiografie und ergänzende Untersuchungsverfahren
Die Röntgenaufnahme ist nur eine von mehreren Methoden, mit denen Kunstwerke untersucht werden. Besonders wichtig ist die Unterscheidung zwischen bildgebenden Verfahren, die Unterschiede in der Strahlenabsorption darstellen, und analytischen Verfahren, die Informationen über die chemische Zusammensetzung liefern.
| Verfahren | Besondere Stärke | Wichtige Grenze |
|---|---|---|
| Röntgenradiografie | Materialbedingte Absorptionsunterschiede, übermalte Strukturen und Bildträger | Überlagerung aller Schichten; keine eindeutige Elementanalyse |
| Infrarotreflektografie (IRR) | Bestimmte Unterzeichnungen und vorbereitende Veränderungen | Abhängig vom Zeichenmaterial und der IR-Durchlässigkeit der Farbschichten |
| Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) | Nachweis und räumliche Kartierung chemischer Elemente | Elementnachweis ist nicht gleich eindeutige Pigmentbestimmung; Tiefenüberlagerung |
| Schichtquerschliff / Mikroskopie | Direkte Untersuchung von Schichtaufbau und Schichtfolge an einer Probe | Mikroprobenentnahme erforderlich; nur punktuelle Aussage |
Bei der Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) wird das Kunstwerk mit Röntgenstrahlung angeregt. Die dabei entstehende charakteristische Fluoreszenzstrahlung liefert Informationen über vorhandene chemische Elemente. Mit der makroskopischen XRF-Kartierung (MA-XRF) lassen sich beispielsweise die räumlichen Verteilungen von Blei, Quecksilber oder Kupfer darstellen.
Das Verfahren erzeugt somit keine gewöhnliche Transmissionsaufnahme. Eine Bleiverteilungskarte zeigt, wo Blei nachgewiesen wurde, während eine konventionelle Röntgenaufnahme die gesamte Strahlenabsorption entlang des Strahlengangs abbildet.
Was die Radiologie über berühmte Gemälde verraten hat
Peter Paul Rubens: Das Urteil des Paris
Ein gut dokumentiertes Beispiel für den Erkenntnisgewinn der konventionellen Röntgenradiografie ist das Gemälde Das Urteil des Paris von Peter Paul Rubens in der National Gallery in London.
Radiografische Untersuchungen zeigten umfangreiche Veränderungen der Komposition unter der heute sichtbaren Oberfläche. Ergänzend wurden Infrarotaufnahmen, Untersuchungen von Farbschichtquerschnitten und Pigmentanalysen herangezogen.
Die kunsttechnologische Untersuchung unterschied drei Entwicklungsphasen der Komposition. Sie zeigte zugleich, dass nicht jede Veränderung zwangsläufig vom ursprünglichen Künstler stammen muss. Für die Rekonstruktion der Entstehungsgeschichte waren deshalb die Kombination verschiedener Untersuchungsverfahren und der kunsthistorische Kontext entscheidend.
Rembrandt: Die Nachtwache
Ein weiteres Beispiel ist Rembrandts Nachtwache von 1642. Im Forschungsprojekt Operation Night Watch des Rijksmuseums in Amsterdam wird das Gemälde mit verschiedenen bildgebenden und analytischen Verfahren untersucht.
2021 berichtete das Museum über den Nachweis einer bislang verborgenen vorbereitenden Skizze. 2023 wurde ausserdem eine bleihaltige Imprägnierung der Leinwand beschrieben, die unterhalb der Grundierung liegt.
Besonders aufschlussreich war die Kartierung der Bleiverteilung durch makroskopische Röntgenfluoreszenzanalyse. Sie zeigte unter anderem grossflächige, bogenförmige Auftragsspuren. Ergänzende Untersuchungen einer Materialprobe waren für die Einordnung des Schichtaufbaus wesentlich.
Dieses Beispiel verdeutlicht zugleich eine wichtige methodische Unterscheidung: Die Erkenntnisse beruhen auf der Kombination mehrerer Verfahren. Sie dürfen nicht pauschal als Ergebnisse einer konventionellen Röntgenaufnahme bezeichnet werden.
Kann eine Röntgenaufnahme die Echtheit eines Gemäldes beweisen?
Die Radiografie kann wichtige Hinweise zur Entstehung und Bearbeitung eines Kunstwerks liefern. Werden beispielsweise ältere Bildfassungen, ungewöhnliche Materialkombinationen oder nachträgliche Veränderungen sichtbar, können diese Befunde für die kunsthistorische Einordnung relevant sein.
Ein Pentimento ist jedoch kein Beweis für die Echtheit eines Gemäldes. Auch Kopien, Werkstattarbeiten und spätere Bearbeitungen können Veränderungen aufweisen. Umgekehrt kann ein authentisches Werk ohne erkennbare Pentimenti entstanden sein.
Ebenso wenig lässt sich ein Kunstwerk allein aufgrund einer bestimmten radiografischen Struktur einem Künstler zuordnen. Dafür müssen die Ergebnisse mit Provenienz, Stil, Maltechnik, Materialanalysen und historischen Quellen verglichen werden.
Die Röntgenuntersuchung ist damit ein wertvolles Instrument der Authentizitätsforschung, aber kein eigenständiger Echtheitsnachweis.
Fazit: Der radiologische Blick unter die Oberfläche
Die Röntgenuntersuchung von Gemälden verbindet die physikalischen Grundlagen der medizinischen Radiologie mit kunsthistorischer und restauratorischer Forschung. Sie kann verborgene Kompositionen, materialbedingte Kontraste, Besonderheiten des Bildträgers und bestimmte Restaurierungsspuren sichtbar machen.
Ihr diagnostischer Wert liegt jedoch nicht allein in der Darstellung bislang unbekannter Strukturen, sondern vor allem in deren korrekter Interpretation. Die konventionelle Radiografie bildet Unterschiede in der Strahlenabsorption ab, keine unmittelbare Schichtchronologie und keine eindeutige chemische Zusammensetzung.
Gerade darin besteht die Parallele zur medizinischen Radiologie: Ein Bildbefund ist zunächst eine Beobachtung. Seine Bedeutung ergibt sich erst aus der sorgfältigen Analyse und dem Zusammenhang mit weiteren Informationen.
Glossar
- Pentimento: Während der Entstehung eines Gemäldes vorgenommene Veränderung einer ursprünglich angelegten Bildpartie.
- Unterzeichnung: Vorbereitende Zeichnung auf dem Bildträger oder einer Grundierung, die später übermalt werden kann.
- Infrarotreflektografie (IRR): Bildgebendes Verfahren zur Untersuchung bestimmter unter der sichtbaren Oberfläche liegender Strukturen mittels reflektierter Infrarotstrahlung.
- Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF): Analytisches Verfahren zum Nachweis chemischer Elemente anhand ihrer charakteristischen Röntgenfluoreszenzstrahlung.
- MA-XRF: Makroskopische Röntgenfluoreszenz-Kartierung zur räumlichen Darstellung von Elementverteilungen.
- Imprimitur: Dünne, häufig farbige vorbereitende Schicht auf der Grundierung eines Gemäldes.
Bildhinweis: Die im Beitrag verwendeten Illustrationen dienen der Veranschaulichung. Sie ersetzen keine dokumentierten Originalaufnahmen der beschriebenen Kunstwerke und dürfen nicht als radiografische Befundbilder interpretiert werden.
Literatur und weiterführende Fachquellen
- Padfield J, Saunders D, Cupitt J, Atkinson R. Improvements in the Acquisition and Processing of X-ray Images of Paintings. National Gallery Technical Bulletin. 2002;23:62–75.
- Oliver L, Healy F, Roy A, Billinge R. The Evolution of Rubens’s ‚Judgement of Paris‘ (NG194). National Gallery Technical Bulletin. 2005;26:4–22.
- Rijksmuseum. Preparatory Sketch Discovered Beneath The Night Watch. Pressemitteilung vom 7. Dezember 2021.
- Rijksmuseum. Rembrandt Used a Lead-Containing Layer to Protect The Night Watch from Moisture. Forschungsbericht vom 15. Dezember 2023.
- National Gallery, London. Technical Bulletin, Band 36: Titian after 1540 – Catalogue. 2015/2016. Kunsttechnologische Untersuchungen mit Röntgenradiografie, Infrarotreflektografie und Materialanalytik.
