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Architektur:Stellenweise erreichten die Temperaturen mehr als 600 Grad

Ein weiteres Team kümmert sich um den Verbleib des Bleis vom Dach und dem Vierungsturm. Viele Pariser hatten Angst, dass sich verdampftes Blei in der Nachbarschaft der Kathedrale niederschlägt. Das aber verneinen Wissenschaftler um die Metallurgin Aurélia Azéma, die Leiterin der Metallabteilung des LRMH. Das Feuer habe längst nicht die 1700 Grad Celsius erreicht, bei der Blei verdampft. Der größte Teil des Bleis schmolz wohl einfach bei 300 Grad, floss die Dachrinnen hinunter und hängt jetzt an den Gewölben.

Stellenweise erreichten die Temperaturen jedoch mehr als 600 Grad Celsius. An diesem Punkt oxidiert Blei zu mikroskopisch kleinen Knötchen und kann sich als Aerosol verbreiten - "so wie ein Haarspray", sagt Azéma. Eine gelbe Wolke, die während des Feuers aus der Kathedrale waberte, zeigte, dass zumindest ein Teil des Bleis in die Luft gelangte.

Sophie Ayrault, Geochemikerin bei der französischen Kommission für alternative Energien und Atomenergie, möchte herausfinden, wo diese Wolke gelandet ist. Azéma stellte deshalb Bleistaubproben von zwei Oberflächen sicher, die noch kurz vor dem Brand gereinigt worden waren, der Orgelbank und einem Tuch, das eine Statue bedeckt hatte. Ayrault bestimmte dann die Isotopen-Signatur in dem Blei, eine Art chemischer Fingerabdruck, mit dem sich das Blei aus Notre-Dame von dem aus anderen Quellen unterscheidet.

Sie möchte Staubproben aus der ganzen Stadt vergleichen. Einige der Kathedrale nahegelegene Schulen wurden bereits dekontaminiert, nachdem die Proben bedenklich hohe Bleiwerte aufwiesen. Es ist jedoch nicht klar, ob das Blei aus dem Notre-Dame-Brand stammt oder aus anderen Quellen wie Farben, Autobatterien oder bleihaltigem Benzin.

Ayrault vermutet, dass auch die jahrhundertelange Korrosion durch Sonnenlicht und sauren Regen Blei aus dem Notre-Dame-Dach freigesetzt haben könnte. Über die Strebebögen der Kathedrale könnte zudem belastetes Wasser in die Seine geflossen sein. Ayrault sucht deshalb in Sedimentproben, die stromabwärts in der Normandie genommen wurden, nach Blei. Auch hier wird sie versuchen herauszufinden, was die Kathedrale zur Verschmutzung beigetragen hat. Der größte Teil des freigesetzten Bleis dürfte jedoch in Notre-Dame geblieben sein.

Im Juni 2019, als Azéma und ihre Kollegen ihre ersten Proben aus der Kathedrale ins Labor brachten, lag noch überall gelber Bleistaub. Aufgrund der Toxizität von Blei, gefährlich besonders für Kinder, hat die französische Gesundheitsbehörde einen Grenzwert 0,1 Mikrogramm pro Quadrat-zentimeter für die Oberflächen von Gebäuden festgesetzt. "Bei meiner ersten Probe war der Wert 70-mal so hoch", sagt Emmanuel Maurin, Holzwissenschaftler und Lei-ter der Holzabteilung von LRMH. Er analysierte die Oberflächen von Beichtstühlen und Chorsitzen aus Eichenholz.

Dabei sorgen sich die Wissenschaftler wenig um ihre eigene Gesundheit, Blutuntersuchungen haben keinen signifikanten Anstieg des Bleigehalts gezeigt. "Es ist ja nicht so, dass wir die Wände ablecken", sagt Zimmer. Trotzdem hat die nationale Arbeitsaufsichtsbehörde strenge Sicherheitsbestimmungen verhängt. Beim Betreten belasteter Bereiche müssen sich alle Personen nackt ausziehen und Einwegpapierunterwäsche und Sicherheitsanzüge anziehen sowie Schutzmasken mit Atemgerät aufsetzen. Nach maximal 150 Minuten Exposition ziehen sie die Papierkleidung ab, duschen und schrubben ihren Körper von Kopf bis Fuß. "Wir duschen fünf Mal am Tag", sagt Zimmer.

Das Kulturministerium hat das LRMH beauftragt, einen Weg zu finden, die Kathedrale möglichst ohne Beschädigungen vom Blei zu reinigen. Claudine Loisel, Leiterin der LRMH-Glasabteilung, hat zahlreiche Techniken für die Dekontamination jener 113 Buntglasfenster getestet, die den Brand überstanden haben. Bereits geschwärzt und klebrig von Ruß, Staub und Rückständen von Millionen Touristen, Gläubigen und Votivkerzen, fällt auf ihnen das gelbe Bleipulver kaum auf. Unter dem Mikroskop hat Loisel jedoch Bleioxidknoten auf drei Scheiben gefunden.

Dennoch möchten die Forscher nicht die gesamte Kathedrale mit Babytüchern reinigen

Das nationale Gesundheitsamt empfiehlt normalerweise handelsübliche Feuchttücher, um Oberflächen zu untersuchen und auf Blei zu testen. Da die Tücher jedoch geringe Mengen an Säure enthalten, die die Fensterfarben beschädigen könnten, hat Loisel das Amt von "chemikalienfreien" Babytüchern aus dem Supermarkt überzeugt. Dennoch möchten die Wissenschaftler nicht die gesamte Kathedrale mit Babytüchern reinigen. Es hat sich gezeigt, dass sich die meisten glatten Oberflächen - Glas, Metall, gewachstes Holz und sogar Farbflächen - mit einem Nassauger sowie angefeuchteten Wattepads gut reinigen lassen.

Die porösen Steine erfordern einen anderen Ansatz. Eine Möglichkeit besteht darin, sie mit einem Latex-Kitt zu bestreichen, der dann zusammen mit dem Bleistaub abgezogen werden kann. Bei einer weiteren Methode wird eine Kompresse auf Tonbasis verwendet, die trocknet und sich zusammenzieht und bleihaltige "Chips" erzeugt, die aufgesammelt und entsorgt werden können. Auch Laser könnten eingesetzt werden. "Wahrscheinlich werden wir eine Kombination dieser Techniken verwenden", sagt Vergès-Belmin.

Nach dieser ersten Notfallphase öffnet sich Notre-Dame nun langsam für Wissenschaftler, die sich mit Geschichte und Architektur beschäftigen, schließlich hat das Feuer zuvor unbekannte Strukturen in dem Bau freigelegt.

Das Kulturministerium und das CNRS haben ein Team von etwa hundert Forschern aus verschiedenen Institutionen zusammengestellt. Die neuen Möglichkeiten verursachen bei Wissenschaftlern und Historikern Aufregung. "Wir sortieren Tausende Fragmente - einige aus unserer Welt, einige aus einer anderen und älteren Welt - es ist, als würden wir mit dem Mittelalter kommunizieren", sagt Dillmann.

Yves Gallet etwa, Kunsthistoriker an der Université Bordeaux Montaigne, untersucht Steine, die noch an ihrem Platz sitzen, etwa die Umhüllungen der riesigen Rosettenfenster. Durch detaillierte fotografische Analysen möchte er verstehen, wie Steinmetze aus dem 13. Jahrhundert diese Meisterwerke hinbekommen haben. Ihre Analysen könnten bestätigen, was die Historiker zur Baugeschichte bislang nur vermuten. "Der Mörtel kann uns viel darüber erzählen, welche Steine gleichzeitig platziert wurden und welche Kräfte in diesen Bereichen gewirkt haben", sagt er.

Mit einem Bodenradar möchte Gallet zudem untersuchen, was sich unter der Kathedrale befindet. Anhand von Radarwellenechos könnte er bislang unbekanntes Mauerwerk identifizieren, das vor dem Bau von Notre-Dame errichtet wurde. Vielleicht findet er Überreste früherer Kirchen, die möglicherweise einst an dieser Stelle standen. Im Normaltrieb der Kathedrale waren solche Untersuchungen nicht möglich.

In der Zwischenzeit fahndet die Geologin Lise Leroux nach der Herkunft der Gewölbesteine. Viele sollen in Montparnasse, einem nahegelegenen Pariser Stadtteil, abgebaut worden sein, aber sie vermutet weitere Herkunftsorte. "Sehen Sie diese Planktonfossilien, gemischt mit Ton und Quarz?" fragt sie und zeigt einen Stein. "Der ist nicht aus Montparnasse!" Sie zieht eine Archivschublade auf und holt einen steinigen Splitter mit der Aufschrift "Pont d'Iena" heraus - die Pariser Brücke neben dem Eiffelturm. "Dies ist eine perfekte Übereinstimmung", sagt sie. Die Brücke und die Gewölbesteine stammen beide aus einem Steinbruch im französischen Vexin, einem Wald eine Stunde nordwestlich von Paris.

Bereits Generationen vor Baubeginn haben die Menschen das Gebäude geplant

Mit den verkohlten Überresten der Dachbodenhölzer beschäftigt sich Alexa Dufraisse, die CNRS-Forscherin leitet die Holzabteilung. Variationen in Dicke, Dichte und chemischer Zusammensetzung von Wachstumsringen dokumentieren Jahr für Jahr die klimatischen Bedingungen. "Holz registriert absolut alles, während es wächst", sagt sie. Die Eichenbalken von Notre-Dame wuchsen im 12. und 13. Jahrhundert, einer warmen Zeit, die als mittelalterliches Klimaoptimum bekannt ist. Wenn man Wachstumsringe und Wirtschaftsdaten miteinander verknüpft, können die Forscher analysieren, wie sich Klimaschwankungen auf die mittelalterliche Gesellschaft ausgewirkt haben.

Selbst die Form der Balken liefert Informationen: Da sie lang und schmal sind, sind sie eindeutig in einem dichten, wettbewerbsorientierten Wald gewachsen, sagt Dufraisse. Dies stützt die Hypothese, dass die Bäume gezielt für die Kathedrale kultiviert wurden. Und da sie ungefähr im Alter von 100 Jahren gefällt wurden, lässt sich vermuten, dass die Menschen bereits Generationen vor Baubeginn mit der Planung von Notre-Dame begonnen hatten. Und wiederum eine chemische Signatur liefert Hinweise auf die Lage der Wälder. Das Verhältnis von Strontium- und Neodym-Isotopen in dem Holz variiert nämlich je nach Region.

Holzwissenschaftler Emmanuel Maurin untersucht Markierungen, die von den Baumeistern auf den Balken angebracht wurden. Sie waren als Anweisungen für das Montageteam gedacht, das mehr als 30 Meter über dem Grund arbeitete. "Wie in einem Ikea des Mittelalters", sagt er.

Jenseits der Bauschäden hat das Feuer auch die Seelen vieler Menschen berührt. Sylvie Sagnes, eine CNRS-Ethnologin am Interdisziplinären Institut für zeitgenössische Anthropologie in Paris, analysiert die emotionalen Auswirkungen des Feuers, sie interviewt mit ihrem Team Einheimische, Touristen, Stadtführer, Journalisten, Spender und Kirchenmitglieder. Sie weiß, dass Menschen häufig starke Bindungen zu historischen Stätten entwickeln. Deshalb gibt es bei Notre-Dame so heftige Emotionen in der Öffentlichkeit, etwa bei der Frage, ob sie genauso aufgebaut werden soll, wie sie vor dem Brand aussah. "Notre Dame ist nicht irgendein Denkmal", sagt Sagnes. "Die Menschen sind emotional verstrickt mit dem Bau."

Valérie Tesnier, eine Café-Besitzerin in der Nähe von Notre-Dame, berichtet über ein verändertes Verhalten der Touristen. Sie beobachten jetzt feierlich die Restaurierungsarbeiten, ziehen dann aber weiter. "Sie wollen nicht bleiben und ihre Trauer verlängern", sagt Tesnier.

Notre-Dame hat über die Jahrhunderte Zyklen des Niedergangs und der Erneuerung erlebt. Die LRMH-Wissenschaftler hoffen, dass Freude und Dankbarkeit zurückkehren, wenn die Gewölbe und Strebepfeiler wieder trocken und stabil sind, das Blei unter Kontrolle ist, und die große Kathedrale besser verstanden wird als zuvor.

"Notre-Dame wird wiederhergestellt", sagt Aline Magnien. "Ihre Kunstwerke, der Stein und das Buntglas werden gereinigt. Sie wird leuchtender und schöner sein als zuvor."

Dieser Beitrag ist im Original im Wissenschaftsmagazin Science erschienen, herausgegeben von der AAAS. Deutsche Bearbeitung: fehu/cwb

© SZ vom 04.07.2020
Austria Mondsee silhouette of man sitting on car roof under starry sky model released Symbolfoto P

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