当化学走进考古

当化学走进考古

河南省实验中学秦怡娴引言：化学是一门自然科学，而考古则是研究人文历史的一门学科，两者看着像是没有什么关联，但实际上两者联系密切，化学也在考古中有着广泛的应用。关键词：

目录1化学方法在考古中的应用

2化学知识在考古中的应用

3化学产品在考古中的应用

4化学与考古学结合的前景

1 提到化学方法在考古中的应用，最容易想到的便是无机化学中的碳十四断代法。该方法建立在活的生物体内碳十四与碳十二的比值恒定，而死的有有机体由于碳十四的衰变，该比值发生变化，可通过该比值的测定来判断该物体的存在时间。碳十四断代法是由美国博士威拉得利比于1949年提出，并因此获得了1960年的诺贝尔文学奖。

我国的考古工作者应用该方法取得了许多重大成就，有些甚至改变了旧的观点。如河套人，资阳人，山顶洞人。原来认为其活动年代为五万年甚至五万年以上，但应用碳十四断代法测定证明均在四万年以内，甚至山顶洞人可晚到一万多年，这一研究结果表明旧石器晚期文化变迁和进展速度比原先考古工作者想象的要快。再如，在汉代冶铁遗址中曾发现有煤的使用，这一发现使一些考古工作者认为在汉代时就已经把煤用于冶铁，但后来从铁器的碳十四鉴定结果中推断，我国在宋代才开始把煤炭应用于冶铁，尽管汉代的冶铁遗址中有煤，点并未应用于冶铁。

第二个例子便是x荧光能全面分析古器物的钠、镁、铝、硅、铅等16种微量元素的组成和变化情况，通过和标准样本的数据作对比，判断检测品的真实性。x 荧光能谱分析已广泛应用于古陶瓷研究、古陶瓷元素分析、产地辨别及古陶瓷真伪鉴别等考古、文物领域。热释光是磷光体受到辐射作用后积蓄起来的能量在加热过程中重新以光的形式释放出来的物理现象。利用这一现象，可以测定陶瓷器和砖瓦等物体的烧制年代，是20世纪60年代发展起来的一项考古、测年技术¨J。热释光是陶瓷器中放射性物质和周围环境发出的微弱的核辐射通量长期作用在陶瓷器矿物晶体中产生的一种效应。影响热释光信号的外界因素有高温加热，人工辐照，光照作用等。早在1989年，Trowbridge和Bubank做过试验：他们把天然荧石加热，排空它们在地质时期积累的热释光，然后用x射线辐照，在没有光的情况下观察辐射剂量与发出的热释光的关系，基本确定热释光由辐照产生。可见热与x射线辐照都会影响或一定程度上改变本来的热释光信号强度。在一般的热释光现象中，激发的方式有很多种。由摩擦或者研磨激发的称摩擦热释光，由电场传输的能量激发的称电子热释光。通常讲的热释光指由紫外光子和电离辐射激发的热释光

2 我国出土古代玻璃的地区已遍及二十多个省市。化学在判定这些文物的产地上显示了其价值—这可以通过测定玻璃中铅的含量而确定。我国唐宋以前的玻璃主要是铅钡玻璃, 其成分属Na2O-PbO-BaO-SiO2系统玻璃，而西方和印度古代玻璃属于钠钙玻璃类。

化学知识还可以利用到文物的损害的研究上。在某些墓壁画中常可见到其上有一种白膜覆盖，研究发现这种损害的发生是由于渗入壁画中溶有二氧化碳的水可缓慢溶解碳酸钙形成碳酸氢钙经蒸发干燥后又沉淀出碳酸钙凝结在壁画表面。3、化学化工及材料保护学上的科技成果，可以文物保护上借鉴和应用。如苯三氮唑(BTA)是铜及铜合金优良的缓蚀剂，而BTA被借鉴用于青铜器的保护，也取得了良好的一般出士的漆木文物都饱含水分，易发生干缩、变形、弯曲、脱皮、干裂、因而必须脱水定形。明矾[KAL(SO4)2•12H2O]法就是漆木文物脱水定形的常用方法之一。这种方法主要是利用了明矾在不同温度下水溶性差别大的特点,先将饱含水分的漆木文物在浓的明矾溶液中煮沸数小时，这一过程使明矾充渗入文物内部，然后趁热拿出，冷却时明矾溶解度减小凝结在木质内部而将其中的多余水分排出。这样既排除了漆木文物中的多余水分，还对文物有加固作用。壁画颜料中的铅白[Pb2(OH)2CO3]由于受空气中硫化氢气体的作用而变成黑色的硫化铅，影响画面的色泽，当用过氧比氢处理时，就可使黑色的硫化铅氧化成白色的硫酸铅。

对于已经遭到了一定破坏的文物，除了保护其不受进一步的伤害，一个同样值得期待的课题就是是否能尽可能的将其恢复原样？在这一方面，化学同样能做出解答。通过文物修补剂，例如国内的科研成果LC蓝墨水字迹显色固色剂、THzz 扩散圆珠笔、复写纸字迹恢复剂等9种恢复剂，使一大批褪色的文物恢复了原貌。众多古籍重现青春。对一些古建筑进行修缮所用到的仿古材料、修复材料，也大多通过化学合成的手段制造或经过化学处理，才能保证修复过程中和修复后不对古迹产生进一步的破坏且更耐磨损与腐蚀。

4化学在这个与人类文明与文化息息相关的领域中占有的重要地位。正是通过各种各样的化学手段得以回复或保存下来、得以详细研究的古文物、更加科学的检验文物，有利地证明了我国辉煌的古文化成就，也为研究这些传统文化，人类了解自身的历史和文明的发展做出了重大贡献。充分地体现出了化学作为一门自然科学，同样与人类的文明发展有着密不可分的联系——正是文明的发展造就了化学的发展，而化学的成就也让我们得以更好的理解文明，创造更辉煌的文明。化学上的研究如若更好的利用到考古学中，必将促进考古学的辉煌成就，而这些研究也会使化学本身达到一种新的高度。

注：由于知识欠缺，论文中大量参考文献

但从其中我们应该认识到化学及其它自然科学正在与考古学融合发展，这正如化学与其它自然科学、其它社会科学融合发展一样