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“長江口二號”沉船水下考古發掘背后的“上海科技”

2022年11月24日21:24 | 來源:人民網-上海頻道
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人民網上海11月24日電(韓慶)  11月21日凌晨0時40分,在長江口橫沙水域,經過近4個多小時持續作業,一艘古船緩緩露出水面,時隔150多年重見天日!之后,這艘古船被帶入楊浦上海船廠舊址1號船塢,開啟文物保護與考古發掘新階段。這被譽為中國水下考古又一裡程碑式的重大發現!

“長江口二號”古船是一艘清同治年間的貿易商船,是中國水下考古發現的體量最大、保存最為完整、船載文物數量巨大的木質帆船。它猶如一枚“時空膠囊”,不僅滿載原汁原味的清代市井生活片段,更滿載著太多的歷史文化之謎:它來自何處,本要去往何處?它攜帶了哪些“時尚單品”瓷器……

古船成功被打撈上岸,背后實際有著強大的科技力量。作為“長江口二號”沉船水下探測、考古發掘與文物保護項目的成員單位,上海大學依托精海無人艇研究團隊、文化遺產與信息管理學院和文化遺產保護基礎科學研究院、上海大學海洋考古學研究中心,組建了“長江口二號”沉船研究團隊,長期參與“長江口二號”沉船探測與保護項目,主要參與水下沉船探測、制訂出水文物保護修復預案、出水文物取樣檢測分析和保護等重要工作,為“長江口二號”沉船項目走向科技化、智能化、精准化保護性開發,助力揭開古船百年之謎。

精海無人艇“護航”古船出水面世

在“長江口二號”沉船考古發掘項目中,自2015年開始至今上海大學精海團隊連續8年參與該項目,在古船早期探測和打撈出水等關鍵階段均發揮重要作用,主要承擔沉船區域掃測、沉船精准定位、沉船水域海洋環境監測、流速流向監測、水下沉船拍攝以及航拍等任務。

實際上,至2014年開始上海大學和上海市文物局跨學科交叉融合,組建團隊,發揮各自優勢,共同研究智能化水下考古技術與應用,構建智能化水下考古體系。

上海大學精海團隊有近30年的機器人技術研究基礎,從2009年開始研究海洋無人艇,歷時13年已研制精海系列15個型號的水面無人艇,實現了在我國黃海、東海、南海和南極海域的常態化應用,廣泛應用於海洋測繪、海洋勘探、海洋環境監測、偵察警戒巡邏等多個領域,相關技術成果獲得4項國家科技獎勵,創造了無人艇領域的多個第一。

古沉船多處於急流、低能見度的淺灘、暗礁復雜水域,無人艇搭載多種聲吶設備進行水下考古探測相比有人測量船,具有吃水淺、機動靈活、作業效率高、作業時間不受限制等諸多優勢。特別是在深水海域,潛水員無法直接開展水下考古作業,此時應用水面掃測無人艇和水下機器人結合的水下考古模式可形成立體的智能化文物探測方式。

上海大學精海團隊在水下文物智能探測、渾濁水域智能圖像增強和聲吶圖像智能判讀、水下文物成因推演、水下文物長期監測保護和水下考古多模態知識圖譜構建與應用等方面提供了行之有效的高精尖技術和方案,其中包括但不限於為水下文物長期監測和保護提供堅實的能源支撐與保障,實現了水下考古過程中的環境感知與決策、智能生成水下考古方案、文物智能識別和文物價值發現等,為中國水下考古開辟了新思路,從而真正實現水下智慧考古、智慧文保。

出水文物涵蓋幾十個門類

上海大學文化遺產與信息管理學院、文化遺產保護基礎科學研究院在上海市文物保護研究中心的協助下,分別多次前往上海市文物保護研究中心、上海打撈局浮筒基地、上海打撈局橫沙基地和崇明博物館進行實地考察有關“長江口二號”沉船出水文物的保存狀況,並採集文物樣品進行分析研究。

長江口二號沉船船體體量大,出水文物推斷可能涵蓋有機、無機幾十個門類,數十萬件文物。

上海大學文物保護團隊採集船體、鐵器、陶瓷器、石質材料和艌料、谷物、紡織品等出水文物樣品,在實驗室中利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、X射線熒光光譜儀等儀器設備,對船體木材、鐵器、陶瓷、紡織品等的組成、成分和保存狀況等做了系統性檢測和評估,發現船體表面附著有結晶鹽、鐵質類等凝結物,且不同部位腐朽程度差別較大﹔鐵器多由生物凝結物、表面凝結物、鬆散鏽層和致密鏽層包裹的鐵基體組成﹔陶瓷器存在釉面腐蝕、重金屬析出、鹽析出等多種病害。並據此推測即將出水的長江口二號沉船船體和各類文物的保存狀況,為針對性地制訂保護修復方案奠定了重要基礎。

出水文物保護修復“預案”早有准備

2022年8月起,上海大學與中國科學院上海硅酸鹽研究所組建團隊,正式介入對“長江口二號”沉船出水文物的保護工作中,上海大學文化遺產與信息管理學院/文化遺產保護基礎科學研究院承擔了“長江口二號”沉船文物保護修復預案”編制工作,並多次與上海市文物保護研究中心共同組織會議溝通交流。在與“長江口二號”沉船研究中心近兩個月的周期性會議交流基礎上,團隊於2022年10月下旬完成了《“長江口二號”沉船打撈出水文物保護修復預案》的撰寫工作。

據悉,該項工作經歷了“長江口二號”沉船保存地域環境及文物保存狀況調查、《“長江口二號”沉船文物保護修復預案》成型和《“長江口二號”沉船文物保護修復預案》定稿提交三個階段,其主要內容包括沉船出水和臨時考古大棚建造期間的文物保護與檢(監)測、考古發掘現場保護和出水文物實驗室保護修復三個部分。

據專家介紹,在出水和臨時考古大棚建造期間的文物保護階段,預案重點關注的是木船本體出水后保護和保存設施的搭建以及出露文物的現場應急處理和包裝運輸等問題。團隊成員針對沉船的出露文物制定了以使用薄荷醇為主進行封護的技術方案,不僅可以殺菌抑菌,而且可對脆弱質的出露文物起到臨時加固的保護作用。此外,針對船體所處小環境、出露文物和包圍船體上淤泥的環境因素如光照、霉菌、水分、pH值、電導率等進行實時監測或定期檢測分析,從而有效控制船體和文物的保存狀況,並獲得文物原始埋藏環境的第一手資料信息。      

在考古發掘的現場保護階段,需要在保留出水文物信息資料完整性和現場保護處理不影響考古研究及后續保護處理雙重前提下,盡量減緩臨時考古大棚內部環境對船體以及船上文物材料的破壞作用,保証船體及內部文物的穩定性,從而有效保存文物的各項信息。該階段需要根據文物材質和保存的具體情況,採取不同的技術路線進行現場保護。主要工作內容包括信息記錄、提取、穩定性處理、現場檢測與樣品採集、包裝運輸、臨時保存等。

最終,在出水文物實驗室保護修復階段主要,以保留文物真實性和完整性為原則,以考古研究、保存修復,盡可能揭示和挖掘船體及內部文物蘊含的歷史、藝術和科學信息為主要目標,去除或減少加速文物老化的因素,使文物得到更好地展示與長久保存。在這一階段,可根據后期的科學研究或博物館展示等需求針對性地對船體及內部文物開展修復處理。

“長江口二號”古船考古項目從早期古船發現勘探,之后出水文物保護修復到本次古船整體打撈出水以及未來文物保護與考古發掘,據悉上海大學將全程參與古船保護與利用的相關工作,採用更多的先進技術,爭取早日解開“古船”之謎。

(責編:龔莎、韓慶)

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