The rock-cut monuments of Naqsh-e Rustam : a contribution to understanding the site evolution and the decay phenomena through historical and present surveys

The research presents an attempt to study the evolutions of decay mechanisms of stone material in architectural heritage. Such evolutions resulting from human-induced changes in climatic and environmental conditions have manifested themselves in the visible forms of increased and intensified decay patterns which imposed a new challenge in architectural conservation. While the historical resources have a considerable potential to assist the research about this challenge, there is still a gap between the scientific experimental studies and historical investigations on the records related to stone monuments and sites to frame the evolution of the decay patterns in a more comprehensive way. Therefore, the objective of this research is to develop a timelining method for evaluation of the changes in decay patterns in the rock-relief monuments with a focus on the historical site of Naqsh-e Rustam (Iran) and to highlight the relation between the timeline of the changes in decay patterns with the historical sequence of events in the greater area surrounding the site. The site was selected as a focal point as it has been visited frequently by travelers and pioneer archaeologists who described the site's characteristics and its surrounding context using drawings, photos, and even experimental methods. Therefore, the study is structured in 3 phases. The first phase comprises the analyses of the potential influence of the surrounding territory on the site (macro-scale) with a focus on potential risk factors such as air pollution caused by agricultural activities and urbanization processes. The second phase includes the analysis of the historical documentation with particular attention to the analysis of photographic documents and historical drawings of the rock reliefs and the changes on their surfaces (meso-scale). The third phase, accomplished using instrumental analyses, includes an evaluation of the samples taken from the rock material and the surface decay products (Micro-scale) from the Tomb of Xerxes, selected as a case study based on the results obtained from the analysis at Meso-scale. The timelines of changes in each of the three scales of the study were developed for evaluation of the increased decay and identification of the potential impact of the human-induced environmental changes. The problems in the integration of the final results were discussed in the final part. Moreover, the potential of the applied timelining method to assist in the prediction of future decay changes and its strengths and limitations compared to other approaches was assessed as a tool for studying similar rock-cut architecture sites.

La ricerca presenta un tentativo di studiare le evoluzioni dei meccanismi di decadimento del materiale lapideo nel patrimonio architettonico. Tali evoluzioni risultanti dai cambiamenti indotti dall'uomo nelle condizioni climatiche e ambientali possono manifestarsi nelle forme visibili di modelli di decadimento aumentati e intensificati che hanno imposto una nuova sfida nella conservazione architettonica. Mentre le risorse storiche hanno un potenziale considerevole per assistere tale ricerca, c'è ancora un divario tra gli studi scientifici sperimentali e le indagini storiche sui documenti relativi a monumenti e siti in pietra per inquadrare l'evoluzione dei modelli di decadimento in modo più completo. Pertanto, l'obiettivo di questa ricerca è quello di sviluppare un metodo di timelining per la valutazione dei cambiamenti nei modelli di decadimento nei monumenti con bassorilievi con particolare attenzione al sito storico di Naqsh-e Rustam (Iran), ed evidenziare la relazione tra la linea temporale dei cambiamenti con la sequenza storica degli eventi storici nella zona più grande che circonda il sito. Il sito è stato scelto come punto focale in quanto è stato visitato frequentemente da viaggiatori e archeologi pionieri che hanno descritto le caratteristiche del sito e il suo contesto circostante utilizzando disegni, foto e anche con metodi sperimentali. Pertanto, lo studio è strutturato in 3 fasi. La prima fase comprende l'analisi della potenziale influenza del territorio circostante sul sito (macro-scala) con un focus sui potenziali fattori di rischio come l'inquinamento atmosferico causato dalle attività agricole e dai processi di urbanizzazione. La seconda fase comprende l'analisi della documentazione storica con particolare attenzione all'analisi dei documenti fotografici e dei disegni storici dei bassorilievi e dei cambiamenti sulle superfici (meso-scala). La terza fase, svolta utilizzando analisi strumentali, comprende una valutazione dei campioni prelevati dalla roccia e dei prodotti di decadimento della superficie (micro-scala) presi dalla Tomba di Serse, selezionata come caso di studio sulla base dei risultati ottenuti dallo studio su scala Meso. Le linee temporali dei cambiamenti in ciascuna delle tre scale dello studio sono state sviluppate per la valutazione dell'aumento del decadimento e l'identificazione del potenziale impatto dei cambiamenti ambientali indotti dall'uomo. I problemi di integrazione dei risultati finali sono stati discussi nella parte conclusiva. Inoltre, sono stati valutati le potenzialità del metodo applicato di timelining per assistere la previsione dei futuri cambiamenti di decadimento e i suoi punti di forza e limiti rispetto ad altri approcci, come strumento per lo studio di siti simili con architettura rupestre.