Nemausus-Münze an der Leine - ein elektrochemisches Lokalelement

Unter dem spektakulären Titel „Drusus an der Leine?“ stellt Frank Berger im Einbecker Jahrbuch, Band 44, Einbeck 1995, einen Nemausus-Dupondius der I. Serie (geprägt 16-8 v. Chr.) vor (Abb. 1). Der Ortsheimatpfleger Reinhard Kopp fand diese augusteische, die Drususzeit kennzeichnende Münze auf der Oberfläche eines Ackers westlich der Vogelsburg bei Vogelbeck/Einbeck.

Dieser Dupondius ist wie die meisten Nemausus-Münzen auf der Oberfläche in einem sehr guten Zustand. Allgemein wurden auf gleichen Fundplätzen häufig neben sehr gut erhaltenen Nemausus-Münzen extrem korrodierte Lugdunum-Asse gefunden (u. a. auf der Sparrenberger Egge, Daniel Bérenger, in J.-S. Kühlborn, Germaniam Pacavi, Münster 1995). Da für beide am Fundplatz dicht beieinander liegende Münztypen die gleichen Bodenverhältnisse vorherrschen, müssen die Ursachen für die unterschiedliche Korrosion in ihrer metallurgischen Zusammensetzung liegen.
Hans-Markus von Kaenel schreibt (in: Wolfgang Schlüter/Rainer Wiegels, Rom, Germanien und die Ausgrabungen von Kalkriese, Rasch Verlag, Osnabrück 1999, S. 366): „Die Münzreform des Augustus, die in Rom vermutlich im Jahre 23 v. Chr. einsetzte, brachte ein völlig neues System von aufeinander abgestimmten Erzeinheiten in Messing (Sesterz und Dupondius) und Kupfer (As und Quadrans).“
Demnach setzen sich die Nemausus-Münzen ähnlich wie die Sesterze aus Messing mit einem hohen Zinkanteil zusammen, während die Lugdunum-Asse weitgehend aus Kupfer bestehen. Ein Anschliff vorhandener Münzfragmente zeigt schnell die typische goldgelbe Messingfarbe bei den Nemaususmünzen und Sesterzen, dagegen die rötliche Kupferfarbe bei den Lugdunumassen.
Dankenswerterweise untersuchte Heinz Hake, Institut für Werkstoffkunde, Hannover, u. a. einen Sesterz des Typs für Antoninus I. Pius, 138 n. Chr., BMC 1943; Coh. 604; RIC 1083 a (Abb. 2). Durchschnittsergebnis von 178 Messpunkten: Kupfer 90,03 %, Zink 11,238 %, Blei 0,316 %, Eisen 0,493 % neben Spuren weiterer Elemente. Die 100% übersteigende Summe ist mit dem technischen Analyseverfahren der neuen Generation der WD/ED Spektrometer (Kombination von wavelength dispersive X-ray spectrometer (WDS) und energy dispersive X-ray spectrometer (EDS), Gerätetyp JXA-8900) verbunden. Die Abweichung der Summe der Anlaysenwerte von 100% bei diesem modernen Analyseverfahren wird in der Technik akzeptiert.

Der voneinander abweichende Korrosionsgrad von Nemausus-Münzen und Lugdunum-Assen am gleichen Fundort lässt sich durch unterschiedlich ablaufende elektrochemische Vorgänge erklären. Während das nahezu reine Kupfer der Asse den Bodensäuren nahezu schutzlos ausgesetzt ist und in Abhängigkeit von verschiedenen Bodentypen in der Regel starke Oberflächenzerstörungen erfährt, haben sich auf den Nemausus-Münzen häufig glatte Patina-Schutzschichten von blaugrüner Farbe gebildet.
Für diese Patina auf der Legierung aus Kupfer und Zink könnten auf der Basis der Ausführungen im Lehrbuch W. Botsch, E. Höfling, J. Mauch (Chemie, Diesterweg und Salle, Frankfurt 1977, S. 217) folgende elektrochemische Bildungsvorgänge angeführt werden:
„ An einer Legierung ... bilden sich bei Anwesenheit von Wasser kurzgeschlossene galvanische Zellen.... sogenannte Lokalelemente.“
Hans Rudolf Christen (Struktur Stoff Reaktion, Diesterweg und Salle, Frankfurt 1974, S. 320) weist darauf hin, dass das unedlere Metall (hier Zink) im elektrochemischen Lokalelement oxidiert wird, d. h. in Ionenform in Lösung geht, „während am edleren Metall (hier Kupfer) Wasser zu Wasserstoff und Hydroxidionen reduziert wird.“ Christen stellt dann in der Reaktionsgleichung dar, dass die vom unedlen Metall (Zink) an das edlere Metall (Kupfer) abgegebenen Elektronen diesen Zerfall des Wassers bewirken.
Als Ergebnis stellt sich eine starke Korrosion des unedleren Zinks dar, während das edlere Kupfer durch den erhaltenen Elektronenüberschuss geschützt wird. Da das unedle Metall positiv geladene Ionen in Lösung schickt, wurde es in der Technik Anode (Pluspol) genannt. Umgekehrt schickt das edlere Metall vom unedleren Metall erhaltene negativ geladene Elektronen in die Lösung und erhielt deshalb die Bezeichnung Kathode (Minuspol). Bei dieser Nomenklatur ist es verblieben, obwohl ein Messgerät genau umgekehrt das unedlere Metall als Kathode, als elektronenliefernden Minuspol (Überschuss an negativer Ladung), und das edlere Metall als Anode, als elektronenaufnehmenden Pluspol (Mangel an negativer Ladung), anzeigt. Diese ärgerliche Diskrepanz zwischen technischer und wissenschaftlicher Sichtweise ist immer wieder im Chemieunterricht Schülern kaum zu vermitteln. Klaus Dehnert und andere Autoren versuchen diese, ähnlich wie hier der Verfasser, im Lehrbuch Allgemeine Chemie (Hermann Schroedel Verlag, Hannover 1979, S. 121/122) aufzulösen.
Die Definition der Technik stellt also in der bis heute allgemein gültigen Nomenklatur fest, dass in einem elektrochemischen Lokalelement sich die unedle Anode (wissenschaftlich Kathode) auflöst und die edle Kathode (wissenschaftlich Anode) geschützt wird.
Das Prinzip des Korrosionsschutzes eines edleren Metalles (Kathodenschutz) durch Verbindung mit einem unedleren Opfermetall (Opferanode) wird in der Technik an eisernen Pipelines durch Verbindung mit unedleren Blöcken aus Magnesium erreicht. Das Eisen der Stahlrohre korrodiert kaum dank der Elektronen von verstärkt in Lösung gehenden unedleren Magnesium-Ionen. Die Magesiumblöcke sind hier die Opferanoden (vgl. Schroedel-Lehrbuch S. 135).
Die gut erhaltene Oberfläche der Nemaususmünze von der Leine zeigt die hier geschilderten elektrochemischen Schutz- und Korrosionstatbestände in deutlichster Weise.
Dank des Kathodenschutzes am Kupfer des Messings zeigen sich auf der Vorderseite die Portraits von Agrippa und Augustus mit den Abkürzungen IMP (Imperator) und DIVI F (Sohn des Vergöttlichten) und auf der Rückseite ein an einer Palme angekettetes Krokodil, Wahrzeichen der Stadt Nemausus, mit den Schriftzeichen COL NEM (Colonia Nemausus). Oben links ist der Gegenstempel IMP im Rechteck eingeschlagen.
Die bereits angesprochene blaugrüne Patina der Nemausus-Münzen lässt sich ebenfalls durch die Chemiewissenschaft erklären. Der Verfasser versucht, im folgenden Text die bisherigen chemischen Vorgänge in einer Hypothese anzuwenden:
„ Der Farbton blaugrün ist typisch für den Kupfer-Hydroxo-Komplex, eine relativ stabile Verbindung aus Kupfer- und Hydroxidionen. Dieser Komplex hat sich vermutlich durch in die Oberflächenschichten des Kupfers in Hunderten von Jahren einwandernde Hydroxid-Ionen an den Kupferionen innerhalb der Metallbindung gebildet.“ Der Verfasser formuliert diese Hypothese auch aufgrund eines parallelen, allgemein bekannten Vorganges an Feuerstein:
„ So wie in die rauen Abschlagsflächen von Feuerstein in vielen Jahrtausenden einwandernde Wassermoleküle durch Quellung die glatten Patina-Schichten hervorrufen, so verursachen wahrscheinlich die in Kupfer eindringenden Hydroxid-Ionen ebenfalls durch Quellung die glatten blaugrünen Patina-Schichten der Nemausus-Münzen.
Diese Hydroxidionen können mit den Kupferionen innerhalb ihrer metallischen Bindung den blaugrünen Kupfer-Hydroxo-Komplex bilden, dessen Farbe sich im Reagenzglas leicht durch einen Überschuss an Lauge in Kupfersulfatlösung demonstrieren lässt. Aus räumlichen Gründen müssen in den äußeren Kupferschichten des Messings Quellungsvorgänge stattfinden. Diese könnten die glatte Patina hervorrufen.“
Diese elektrochemischen Betrachtungen an der eingangs vorgestellten, gut erhaltenen Nemausus-Münze des Leinetals sollten durch einen archäologisch wichtigen Hinweis Frank Bergers in o. a. Beitrag im Einbecker Jahrbuch (S. 117) ergänzt werden:
„ Fundort und Art des Fundes lassen auf der anderen Seite (gegenüber einem „sekundär verlagerten Bodenfund“, F. Berger) durchaus die Spekulation zu, daß römisches Militär in der Zeit des Drusus auf seinem Weg ... zur Elbe („oder zurück“, F. Berger) bei Vogelbeck das Leinetal durchquert hat.“
In „16 römische Münzen im Industrie Museum Lohne - Münzen aus der Dümmerniederung“ - mit Texten von F. Berger, W. Dräger und B. Hamborg, Hg. Industrie Museum Lohne, Lohne 2003, werden zwei weitere wichtige Münzfunde vorgestellt, die diese Spekulation Frank Bergers stützen. Es sind:
- 1. Der Denar Cra 544/14 (LEG II) von 32/31 v. Chr. von Imbshausen,
- 2. Der Quinar Cra 326 von 101 v. Chr. von Kalefeld.
Beide frühkaiserzeitlichen römischen Münzen würden zum Drususheer passen und liegen im weiteren Verlauf des alten Heerweges, von der Weserfurt bei Bevern ausgehend, über das Leinetal bei Vogelbeck, Imbshausen, Kalefeld, den Nordharzrand und weiter in Richtung zum Elbeknie bei Magdeburg.

Verfasser des Artikels:
Rolf Bökemeier, Houpeweg 14, 31655 Stadthagen, Tel. 05721-79114