古城龐貝位於現代義大利，在維蘇威火山爆發噴出的火山灰和岩石下被掩埋了 1500 多年，之後才被發現並開始挖掘。大多數考古學家預計，火山碎屑將安全地儲存剩餘的遺址。但新的研究表明，這些被稱為火山碎屑的物質本身在某些條件下也會造成損害。
研究人員在《應用化學國際版》中報告稱，當暴露於水時，火山碎屑會浸出氟離子——帶電粒子，可以與其他離子結合，在龐貝著名的生動壁畫上形成鹽殼。當鹽溶解並再結晶時，它們會改變顏料顏色、產生裂縫等等。
當巴斯克大學化學家邁特·馬古雷吉和她的同事在先前出土的龐貝壁畫上檢測到氟化物鹽時，他們懷疑問題出在火山碎屑上。“對我們來說，氟化物是火山碎屑物質影響的標誌，”馬古雷吉說。氟離子在大氣中很少見，但火山會在火山灰和碎屑中噴出氟離子。
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為了證明氟化物來自龐貝的火山碎屑，研究人員對來自不同深度的火山灰和岩石碎片進行了實驗室測試。當這些碎片暴露在水中時，作者觀察到氟離子滲出。他們計算出釋放的離子濃度可以形成類似於壁畫上的鹽。
馬古雷吉說，如果龐貝被埋的畫作保持乾燥，則相對安全。但是地下水和雨水會讓離子形成有害的鹽，即使在地下也是如此。當畫作暴露在空氣中時，這種危害會急劇惡化，加速鹽的形成。
“我認為這會發出一些警報，因為如果出土的畫作處理不當，可能會迅速劣化，”倫敦科陶德藝術學院保護負責人奧斯汀·內文說，他沒有參與這項研究。他補充說，考古學家必須在挖掘後立即評估畫作中是否存在氟化物等離子，以便他們可以採取正確的保護措施。
來自氟離子及其對應原子氟的訊號太弱，無法用標準行動式裝置檢測到。因此，馬古雷吉的團隊開發了一種新的現場檢測技術：一種行動式雷射儀器分解出土畫作表面微量的石灰石，釋放出鈣。鈣與附近的任何氟相互作用形成氟化鈣，然後發出特徵波長的光。
這種測量可以提供早期預警，但研究人員表示，他們尚未找到治療畫作以減輕這些鹽損害的最佳方法。內文說，在他們找到方法之前，如果在新出土的壁畫上檢測到氟化物，最好的辦法可能是簡單地將其重新埋葬。