从成果展一窥我国水下考古发展历程
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文/图:兰维(广东省博物馆)
从成果展一窥我国水下考古发展历程
水下考古学是以人类水下文化遗产为研究对象,对淹没于江河湖海下面的古代遗迹和遗物进行调查、勘
测和发掘,运用考古学所特有的观点和研究方法作为认识问题的手段并使其发挥应有的作用。
它是陆地田
野考古向水域的延伸。
由于其调查和发掘等均位于环境十分复杂的水下,使得其对设备和相关学科及其技
术的要求更高、更广泛,往往会使用许多专门技术。
梳理历年全国十大考古新发现可知,水下考古类
发掘从无到有,从少到多,经历一个不断发展壮大的
历程。
从致远舰、“南海Ⅰ号”到江口沉银遗址,越来
越多的水下考古发掘得到了学界的认可,同时吸引了
公众的广泛关注。
许多水下考古发掘成果通过展览的
形式呈现给观众,有的重要遗址甚至就地建设博物馆
进行永久性展示和保护。
广东省博物馆近来举办的“大
海道——‘南海I 号’沉船与南宋海贸”和即将举办的“沉
银重现——四川江口古战场遗址考古成果展”就是两
大重要水下考古发掘成果的集中展现,从中我们可以
一窥中国水下考古近年来的发展历程和技术进步。
年份 19932010201520172018 获奖项目辽宁绥中元代水下沉船遗址广东汕头“南澳I 号”明代沉船遗址辽宁“丹东I 号”清代沉船(致远舰)水下考古四川彭山江口明末战场遗址(江口沉银)辽宁庄河甲午沉舰遗址(经远舰)水下考古调查1990年以来获“全国十大考古新发现”的水下考古成果。
奖项多
年来对推动我国文物保护工作和考古学研究都起到了很好的作用
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“大海道”中展现的中国水下考古 “大海道——‘南海I 号’沉船与南宋海贸”展览是广东省博物馆策划的原创性展览。
该展览通过400余件“南海I 号”沉船出水文物及博物馆藏文物等相关展品,将南宋时期我国海上丝绸之路的繁荣、古人精湛技艺以及调查发掘和保护历程一一呈现。
展览还历时性地将“南海I 号”从发现、调查、试掘、整体打捞到异地正式发掘的整个过程进行了展现,以图文展板、纪录片、动画、模型等多种形式呈现沉船本身的重要发现以及沉船调查和发掘中应用的新技术、新思路。
从世界范围而言,水下考古调查自20世纪初便已开始,但作为一门学科是二战后随着潜水技术和装备的发展才建立的。
中国的水下考古学开展得较晚,20世纪70年代有了发展设想,但直到20世纪80年代才真正付诸实践。
1987年11月中国第一个水下考古机构——中国历史博物馆(现中国国家博物馆)水下考古学研究室建立,其成立与“南海I 号”的发现有着密切的关系。
1987年8月,广州救捞局与英国的海上探险和救捞公司(Maritime Exploration & Recoveries PLC )在上下
川岛海域寻找东印度公司沉船莱茵堡号(RIJNSBURG ),
他们并没有找到东印度公司的沉船,却意外发现了深
埋在23 米之下的“南海I 号”沉船。
“南海I 号”1 沉
船的发现,促成国家委托中国历史博物馆紧急成立水
下考古研究室,“南海I 号”对当时我国年轻的水下
考古队伍而言可谓提供了绝佳的练兵机会。
之后,国家文物局委托中国国家博物馆水下考
古中心举办了五期培训班,培养了80余位水下考古
队员,其中第三至第五期培训班都在广东阳江举行。
可以说,“南海I 号”为我国水下考古的人才培养、
技术积累、方法创新等提供了巨大的平台。
“南海I 号”
也以这种方式,参与和推动了中国的水下考古。
2001年,“南海I 号”调查重启,陆续打捞出水
文物4000多件,包括了金、银、铜、铁、瓷等多个种类。
随着对沉船及其货物认识的加深,针对“南海I 号”
沉船面临海洋生产、非法盗捞和海洋生物破坏等诸多
不利因素,以及沉船所在海洋环境的具体特点,考古
人员在反复论证和科学研究的基础上,提出了通过“整
体打捞”实现对沉船“异地保护”的思路。
这一方案
从2002年提出,经过多次修改,于2006年专家论证通过。
“南海Ⅰ号”首创的“沉箱法”整体打捞技术开
了世界水下考古的先河。
“大海道”展览对整体打捞
这一突破性技术进行了系统介绍。
整体打捞即把沉船、
船载文物以及沉船周围的泥沙按照原状固定在特定的
钢结构箱体内,将分散、易碎的文物一体化、一次性
吊浮起运,并迁移到可人为控制的新环境中进行有计
划的发掘和保护,是一项系统的复杂工程。
2007年
12月28日,“南海I 号”成功入住广东海上丝绸之路
博物馆的“水晶宫”。
“南海I 号”入住“水晶宫”之后,采用发掘、
保护与展示相结合的形式。
至2018年年底,已发掘
出文物14万件,目前发掘工作已接近尾声,专家预
计文物总数将超过16万件。
从中国水下考古起步到
逐步发展壮大,“南海Ⅰ号”可谓见证了这一过程。
其在水下考古队伍培训、整体打捞法及其技术创新、
异地发掘方法等方面更是为我国水下考古做出了巨大
贡献。
有专家评论认为这标志着我国水下考古上了一
个新台阶。
目前我国贸易沉船考古已经遍布渤海、黄海、
东海、南海等海域,取得了不俗成绩。
同时,
近代军
“大海道”展览中的“南海Ⅰ号”出水文物
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事船舶和内水考古也获得了重要突破。
中日甲午海战
的重要军舰“致远号”和“经远号”的调查和发掘引
起了学界和社会的广泛关注,均荣获当年度的十大考
古新发现。
江口沉银遗址,我国内水围堰考古的先行者
内水考古方面,四川彭山江口沉银遗址的发掘
近年来受到了学术界的广泛关注,引起了广泛的社会
反响。
江口镇位于四川省眉山市彭山区,府河在此汇
入岷江。
清代文献曾有记载,此处是明末农民军领袖
张献忠沉银之处,包括当地在内的川西地区一直以来
也有许多关于张献忠江口沉银的传说。
直到2005年,当地在修建引水工程时,挖出了
一段木鞘,里面装了7枚五十两的银锭,银锭上刻有
“京山”“崇祯十年”等地名和年份。
2011年,当地在
工程施工时又发现了“西王赏功”金银币和铭刻有大
西年号的金册。
这些发现为破解历史之谜和印证“江
口沉银”传说提供了线索。
2015年,公安部破获“5·1彭山区特大盗掘倒
卖文物案”,追缴回“永昌大元帅”金印等珍贵文物
千余件。
“永昌大元帅”金印为明确江口沉银遗址的
性质提供了重要物证。
2015年12月,彭山江口沉银
遗址考古研讨会专家实地查看遗址和文物后,基本确
认彭山“江口沉银遗址”为张献忠沉银中心区域之一,
国家文物局于2016年正式批准对该遗址进行发掘。
江口沉银遗址成为了国内第一次考古发掘直接与民间
传说相印证的最高级别沉宝遗址发掘。
有别于传统水下考古以潜水为主的调查和发掘
方式,江口沉银遗址采用了先围堰抽水,再进行发掘
的方式。
由于遗址所在江域水流湍急,能见度极低,
而且考古工作需要测绘、拍照和记录等,无法以潜水
方式进行考古发掘。
而且江口沉银遗址的文物散落江
底,与卵石混杂一起,也需围堰排水后进行完整发掘。
围堰发掘选择在每年11月至次年4月的岷江枯
水期进行,十多辆挖掘机不停地来回填土、围堰、夯实,
围堰完成后再用抽水机将围堰内残留的水抽干。
由于“江口沉银”
围堰考古发掘区全景
“南海Ⅰ号”水下考古现场
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围堰由砂石砌成,有渗水问题,所以考古队又在内侧修筑导流渠,在地势最低处开挖集水井,将渗水顺势引导,然后用水泵集中排出。
江口沉银遗址采用机械发掘和人工发掘相结合的形式,另设筛选区,防止文物裹挟在卵石中流失。
文物发掘出水后,由文物保护人员在汽车“文物移动医院”里进行清理和保护。
该遗址采用了大量的科技手段,比如RTK技术、电法探测技术、磁法探测技术等,为遗址定位、测量等提供了极大的支持。
发掘的后期还邀请志愿者参与发掘,并在特定时间对公众开放,这为普及公众对水下考古的认知大有裨益。
江口沉银遗址根据遗址实际情况所作出的方法创新,在国内第一次实行内水围堰考古,为以后类似遗址的发掘积累了经验。
因此该遗址荣获了“2017年度全国十大考古发现”。
江口沉银遗址出水文物曾在中国国家博物馆和四川博物院展出,而即将于广东省博物馆开幕的“沉银重现——四川江口古战场遗址考古成果展”,展览从“沉银之谜”“江口沉银”“水下考古”三个部分,呈现沉银从传说走向现实的过程以及遗址相关文物反映的明中后期及大西政权的经济、军事、社会生活等方面的面貌,同时展现了水下考古发掘的方法创新和发掘的艰辛。
未来可期的中国水下考古事业
随着一系列重大水下考古和保护项目的开展,为了更好地完成跨地区、跨部门开展全国水下考古工
作,2008年5月,国家文物局正式批准中国文化遗产研究院成立水下文化遗产保护中心,具体承担中国水下考古和文物保护等方面工作。
2009年9月,国家文物局在中国文化遗产研究院内设立“国家水下文化遗产保护中心”(以下简称“水下中心”)并赋予其统筹全国水下文化遗产保护各项工作等职能。
可见,国家对水下考古的重视进一步加强。
从潜水技术来看,目前我国水下考古队员能在30米以内水下水域开展工作,少数队员可在60米水深以内开展工作。
设备方面已达到国际一流水平,如多波束水下声纳探测仪具有很精确的海底成像技术,极大地提高了水下考古的工作效率。
从“南海I号”和“江口沉银遗址”两大水下考古项目来看,我国水下考古从技术应用、方法创新等方面取得了巨大的进步。
但我国水下考古也存在专业人员不足等突出问题。
据第三次文物普查显示,仅南海就有136处水下文物遗址,这些水下文化遗产亟须保护和研究。
好消息是2019年2月,国家文物局与山东大学签署了合作协议,双方将共建“山东大学教学科研基地”,水下考古人员培养从此进入专业化、规范化的新阶段。
此举无疑将为我国水下考古队伍的发展壮大以及我国水下文化遗产的保护和研究提供助力。
注1:
当时这艘沉船被命名为“川山群岛海域宋元沉船”。
后来由中国水下考古事业创始人俞伟超先生于上世纪90年代初命名为“南海Ⅰ号”。
“江口沉银”出水的金锭
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探秘水下考古“黑科技”
水下考古学是一门边缘的科学,同时需要很多相关学科的技术支持,如潜水工程技术、海洋勘探技术等。
水下考古发掘工作主要分为表层清理—基线布设—抽沙—探方布设—遗物清理—船板清理—测绘—摄影—录像—文物提取—船板编号—揭取船板—初级保护—包装入箱几个步骤。
而在这些貌似简单的步骤中又隐藏着不同的“黑科技”。
古沉船保存环境的构建与维持技术在对比“南海Ⅰ号”原有埋藏环境与博物馆保存环境的理化、生物指标差异的基础上,
通过模拟试验分析各类环境指标变化对水下文物构成的潜在影响,按照影响程度依次排列需
进行人工调控的环境因素。
然后,再通过模拟试验,确定对上述环境指标进行有效调控的手段。
目前,经过改进的“水晶宫”水环境调控方案正在实施。
钢沉箱的起浮和岸基拉移技术
因现有起重设备无法将沉箱直接起吊出水,“南海Ⅰ号”采用了4000吨起重船与1.6万吨
半潜舶配合作业的沉箱起浮方式。
用前者将沉箱起浮离底,然后吊移放置到潜入水下8米半潜
舶上,通过半潜舶的排水起浮将沉箱安全托出水面。
出水后的沉箱及其装载物总重量高达5500
吨。
经过科学计算,决定采用气囊拉移法完成钢沉箱由临时码头到博物馆“水晶宫”的450米
岸基拉移,这项技术创迄今国内外气囊拉移单件物体的重量之最和拉移距离之最。
在30米水下的底托梁穿引技术
静压到设计标高后,需在上沉井下部横向安装底托梁,使之与沉井构成一个整体,以承
受起浮时钢沉井及其内泥沙,沉船的重量。
“南海Ⅰ号”中采用的底托梁穿引技术和专用拉引
设备设计,攻克了在能见度几乎为零、深达33米的水下泥层中,将重逾5吨的底托梁在轴线
偏差须小于10厘米的高难技术要求下,穿引15米距离的难题。
这是“南海Ⅰ号”整体打捞
工程中最关键的工序和难度最大的技术。
沉箱法整体打捞
不同于传统的沉船考古方式,“南海Ⅰ号”采用世界首创的沉箱法打捞古代沉船。
简而
言之,就是把古代沉船、船载物及沉船周围泥沙按原状固定在特制的钢结构箱体内,一体化、
一次性打捞出水并放置到博物馆中进行发掘与保护。
该技术的主要工序包括:钢铁井设计
和制作—散落文物及凝结物清理—沉井定位—沉井静压下沉—穿底托梁—上下沉井的切割分
离—沉箱的吊装起浮—托航与拉移进馆。
围堰考古
江口沉银采用了围堰考古发掘技术。
和以往水下考古不太一样,对于普通沉船,考古队
通常会围绕船体展开考古工作,而江口沉银遗址并未发现沉船,已出土的物品,主要是夹杂
在石头、泥沙中的金银。
因此,发掘现场需要围堰抽干江水,在干燥区域上进行探方挖掘。
由于江水的流量具有季节性的特点,发掘只能选择在岷江的枯水期进行。
围挡搭好后,10台
高功率抽水机同时启动,2000多平方米区域内的水需要全部抽干,形成一个“江中小岛”了,
再在河床中开始发掘。
这种方式在全国都比较少见,没有太多经验可以借鉴。
该示意图中,从左至右从下至上,分别再现了考古队员绘图、布设
探方、摄影、抽泥、文物提取运输与船板提取运输的工作状态(文/雨葭)链接
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