水下考古:高科技武裝的“國寶保衛(wèi)戰(zhàn)”
1985年,英國人米歇爾·恰恰等偷偷摸摸地從位于南中國海的一艘沉船中打撈出一大批中國文物,包括康熙年間的青花瓷器和金鈴等等,并于次年在荷蘭阿姆斯特丹的蘇富比拍賣行,將這批瓷器以高價賣出。這件事,引起了國際博物館界的義憤,更激發(fā)了中國政府與我國考古界發(fā)展自己的水下考古事業(yè)的決心。
1987年3月,由國家文物局牽頭,原國家科委、中國人民解放軍總參謀部作戰(zhàn)部、海軍作戰(zhàn)部、國家海洋局、交通部、外交部、中國歷史博物館、中國社會科學(xué)院考古研究所、北京大學(xué)考古系等單位組成了“國家水下考古協(xié)調(diào)小組”,負責審定和協(xié)調(diào)開展水下考古的重大規(guī)劃和重要實施項目。1987年,中國歷史博物館又在所屬考古部門設(shè)立“水下考古學(xué)研究室”,負責開展全國范圍內(nèi)的水下考古工作。1989年10月20日,國務(wù)院公布了《中華人民共和國水下文物保護條例》,由此,我國的水下考古事業(yè)掀開了嶄新的篇章。
作為考古學(xué)的一個特殊分支,水下考古是一項需要高科技支撐的事業(yè),廣泛應(yīng)用到包括潛水物理、潛水生理、潛水醫(yī)學(xué)、海洋物理、海洋化學(xué)、海洋生物、遙感物探、水下工程等相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)。20年來,在日益提升的科學(xué)技術(shù)的支撐下,我國水下考古工作者在渤海、黃海、東海、南海先后進行了多項水下沉船遺址的調(diào)查、發(fā)掘。如1989年11月,中日合作廣東南海一號宋元沉船調(diào)查,1990年6月,海南省文昌縣寶陵港清代初期沉船調(diào)查,1990年春和1995年春兩次中澳合作福建連江定海宋元、明清沉船遺址群的調(diào)查和發(fā)掘,1991年至1997年遼寧綏中三道崗元代沉船調(diào)查與發(fā)掘,1996年春西沙群島文物普查,1998年春浙江寧波象山西澤宋元沉船遺址調(diào)查,1998年至1999年西沙群島水下文物搶救發(fā)掘,當然,還有2002年開始試掘、2007年底成功打撈出水“南海一號”等等。
渤海:三道崗遺址拉開自主打撈的序幕
三道崗沉船遺址的發(fā)掘,是我國水下考古隊伍第一次進行較大規(guī)模的調(diào)查發(fā)掘工作,標志著中國水下考古進入了獨立開展工作的新階段。
1991年7月,遼寧省綏中縣大南鋪村的漁民在三道崗海域拖網(wǎng)捕魚作業(yè)中,偶然打撈出一批古代瓷器和一些破碎的船板。綏中縣文物管理所聞訊后征集了其中的584件瓷器,有白釉、黑釉碗、罐、瓶、盆、碟等器物,初步推定為元代磁州窯的產(chǎn)品。
這一重要線索很快上報到國家文物局。國家文物局隨即委派中國歷史博物館水下考古學(xué)研究室的專業(yè)人員于9月赴綏中,考察文物出水地點的海洋環(huán)境和水下作業(yè)條件。經(jīng)過前期調(diào)查,初步推斷這是一處元代的沉船遺址。
在當時,水下考古對于中國的考古工作者們來說還是嶄新的課題,要發(fā)掘三道崗沉船遺址,仍然面臨著諸多的考驗。
1992年6月起,由中國歷史博物館水下考古研究室牽頭,來自沿海各主要省市的水下考古專業(yè)人員組成的“國家綏中水下考古隊”開始對三道崗遺址進行全面調(diào)查和發(fā)掘。
為了獲得沉船遺址的準確位置,水下考古隊采用了高科技的遙感探測手段與潛水人員水下探摸相結(jié)合的辦法,成功實施了三道崗海域1公里×2公里范圍內(nèi)的遙感探測和定位。
由于特殊的海洋物理、海洋生物化學(xué)等因素制約,三道崗沉船的水下考古工作,先后運用、借助的技術(shù)領(lǐng)域涵蓋航海、物探、定位、潛水、勘測、發(fā)掘和水下攝影攝像等方面。
在沉船遺址定位技術(shù)上,由于三道崗沉船是一處遠岸遺址,不能通過近岸物體的參照進行定位,在遺址的歷次勘測工作中相繼使用了雷達和衛(wèi)星等遠程定位技術(shù)。
雷達定位是一種利用雷達波的發(fā)射與接收,確定發(fā)射點與接收點間距離的定位系統(tǒng)。通過在遺址點上的船臺接收波束并計算出與岸臺間的位置關(guān)系,從而換算出遺址點在北京坐標系中的坐標位置。
探測過程中,水下考古隊先后使用的旁側(cè)聲納掃描系統(tǒng)、高精度測深、磁感應(yīng)法、淺地層剖面技術(shù)等遙感物探搜尋技術(shù),發(fā)揮了十分重要的作用。
三道崗沉船的勘測、發(fā)掘與記錄,基本上建立在常規(guī)水下考古技術(shù)的基礎(chǔ)上,但由于海底堆積物異常和能見度極差,水下考古隊也嘗試了一些新的技術(shù)手段??睖y中的技術(shù)環(huán)節(jié)包括二維、三維勘測,軟質(zhì)堆積和沉積物的發(fā)掘。
三道崗沉船遺址的發(fā)掘,是我國水下考古隊伍第一次進行較大規(guī)模的調(diào)查發(fā)掘工作,標志著中國水下考古進入了獨立開展工作的新階段。對綏中三道崗沉船的調(diào)查發(fā)掘,為宋元時期磁州窯生產(chǎn)和銷售情況、北方海上交通史、造船史等方面的研究提供了重要的科學(xué)資料。
此后,國家博物館水下考古中心根據(jù)這一成功的經(jīng)驗,陸續(xù)對山東省蓬萊虛里、長島等周邊多個水下考古項目進行了發(fā)掘。
南海:探秘西沙
第一次見到水下情況,隊員們心中的興奮一下子變成了一種說不出來的滋味,痛心、惋惜,還帶著幾分無可奈何。
1998年,國家文物局副局長張柏將一面藍白相間的隊旗交到了中國歷史博物館水下考古學(xué)研究中心負責人張威手中。12名訓(xùn)練有素的水下考古隊員,乘著備有兩套潛水裝備和水下考古器材的工作船,由海南省瓊灘市潭門港起錨出航,駛向西沙群島。桅桿上掛著一面旗幟——“西沙·中國水下考古”。這支隊伍此次出海,是要對西沙群島水下遺存進行一次大面積普查。這是國家文物局規(guī)劃的“南海諸島考古項目”之一,也是中國歷史博物館水下考古學(xué)研究中心繼遼寧三道崗元代沉船的發(fā)掘取得重要收獲之后,又一個重大的水下考古項目。
西沙群島的島嶼分為東西兩群,東面一群是宣德群島。西面一群是永樂群島,幾個大小不同的環(huán)礁呈南北向一字排開。水下考古隊這次調(diào)查的重點是永樂群島北面的北礁、中部的永樂環(huán)礁和南面的華光礁。
在華光礁內(nèi)外分布著數(shù)十個大小不等的暗礁帶,隨著每天的潮漲潮落,這些礁石時而露出,時而隱沒,有的礁石距水面只有十幾厘米,它們就像—個個潛伏的魚雷,時時威脅著過往的船只。所以在這一帶海底凡有暗礁的地方,很多都可見散落的沉船遺物。
對于水下考古調(diào)查,附近的漁民是最好的向?qū)?。這些“船老大”祖祖輩輩生活在這片大海上,他們熟悉這里的每一塊礁石,每一寸海浪。華光礁有沉船的消息,就是漁民提供的。
由于西沙群島海域的海底表面是一層厚厚的礁板結(jié)層,這使旁側(cè)聲納儀的穿透性受到影響。加上沉船遺址一般都分布在暗礁密布的地方,大多都很淺,無法行船,所以,調(diào)查只能采用人工拖拽目視搜尋和自由潛水搜尋相結(jié)合的方法。
“首先使用拖拽目視搜尋法,進行大范圍的普遍搜索,找出沉船的可疑地點,然后,對已經(jīng)確定的可疑地點,進行自由潛水搜尋,弄清每一處遺存的分布范圍、堆積形態(tài)和包含物。例如沉船的遺骸、散落的貨物等。水里被拖拽的隊員,握著船尾的牽引繩,頭埋在海水里,透過潛水鏡,仔細巡視著海底每一處可疑的跡象。”張威說。
我國南海水域海水清澈,許多島礁周圍,在船上就可以看到成片散落著瓷器。漁民出海打魚時,也常常會碰到漁網(wǎng)被沉船絆破的事情,有時一網(wǎng)撒下去,能打到很多瓷碗、瓷罐等。有的遺址甚至距離海面只有幾十厘米,給這些水下遺存保護工作帶來很大的困難。而且,令人痛心的是,水下文物被盜事件,在許多地區(qū)不斷發(fā)生。
第一次見到水下情況,隊員們心中的興奮一下子變成了一種說不出來的滋味,痛心、惋惜,還帶著幾分無可奈何。遺址現(xiàn)場令人觸目驚心,數(shù)千平方米的范圍內(nèi),散落著大堆大堆的瓷器殘片,到處可見殘破的瓶、碗底、碟片、熏黑的船板,水下爆破形成的3個大坑宛如巨大的傷疤。從瓷器嶄新的茬口推斷,顯然是近期破壞所致。
華光礁發(fā)現(xiàn)的這處遺址,面積比球場還大,表面到處是破碎的盤子、碗,上層已經(jīng)結(jié)滿灰白色的鈣質(zhì)硬殼;東西最多的地方高度約有兩三米。粗粗一看,就能分辨出青瓷、白瓷、青花瓷,都是最常見的碗盤、粉盒等日用品。遺址中很多地方已經(jīng)被掩埋在厚厚的珊瑚沙下。這給了考古隊員們很大希望,他們認為,珊瑚沙下一定還有落水的瓷器。經(jīng)過連夜討論,考古隊決定對遺址進行搶救性發(fā)掘。他們把這處遺址命名為 “華光礁一號”。
“撬開板結(jié)層,清理掉珊瑚沙,是第一步要完成的工作。”他們首先沿著遺址的縱軸布置了一條長38米的基線,基線纜繩紅白相間十分醒目。然后,在基線的西南側(cè)堆積最密集的中心位置,布置一個l米×l米的采集探方。采集探方是一個可拆卸的不銹鋼框架。探方框架內(nèi),用繩子布滿了20厘米×20厘米的方格。標本的采集,只選擇釉色、器型、花紋具有時代特征的代表性瓷器。清理工作由8人同時進行,他們分作兩組,一組用抽泥機抽遺址表層的珊瑚板結(jié)層,大約有二三十厘米,揭開板結(jié)層,便是結(jié)構(gòu)松散的珊瑚沙,里面摻雜著一些瓷器的碎片。
考古隊員們最初使用的是高壓水槍沖刷法,這是水下考古常用的方法。具體做法是:用高壓水槍噴出的高壓水流,沖刷掉遺址表面的覆蓋物,露出遺跡和遺物。這種方法的優(yōu)點是,水壓可根據(jù)需要調(diào)節(jié),有利于遺址內(nèi)包含物的保護。但是,經(jīng)過試用,這種方法不適合西沙一帶的發(fā)掘。因為,清理過程中,需要水下有一定流速,以便把沖起來的沉積物帶走。但西沙海域的潮較小,水流速度很低,被沖刷起來的沉積物總是又回落到了遺址上。為了解決這個問題,他們把用于潛水供氣的空氣壓縮機的氣管接到了水槍上,由于加大了壓力,珊瑚沙的搬運問題終于解決了。
據(jù)研究認定,華光礁一號是南宋時期的一艘海上貿(mào)易沉船,它是從福建的泉州港出發(fā)的。采購的商品有來自閩江上游支流松溪窯的民用青花瓷器、晉江磁灶窯的粗瓷器,還有泉州德化窯的青白瓷器。
歷時39天的西沙水下考古調(diào)查,在西沙群島的永樂環(huán)礁、華光礁、北礁等海域共發(fā)現(xiàn)文物遺存13處,其中有3處為沉船遺址,華光礁1處、北礁2處。依靠實物資料所獲得的科學(xué)結(jié)論,再次向世人昭示:居于古代“海上絲綢之路”要沖的南海諸島,蘊藏有極為豐富的我國古代文化遺產(chǎn)。
東海:搶救“碗礁一號”
幾件瓷器很可能就是違法分子在海上風大浪急、考古隊不得不回港避風的時候,趁黑潛入作業(yè)區(qū)盜撈的。簡直就是在和水下考古隊明搶。
2005年6月中旬的一天,福建省平潭縣嶼頭鄉(xiāng)一位姓林的漁民,像往常一樣駕駛著自己的小木船,出海捕魚。漁網(wǎng)撒下后,網(wǎng)里捕到的魚不多,卻撈上來好幾件瓷碗。
很顯然,這是一處海上遺址。不過,多次的哄搶,已經(jīng)把遺址破壞得很嚴重了,“收拾殘局”成了考古隊所要做的第一件事。“一片狼藉”,考古隊領(lǐng)隊張威道出了第一次看到沉船時的復(fù)雜心情:“又興奮,又想哭。”
水下考古工作者仍然按照田野考古規(guī)程,在遺址上布置了探方,按部就班,小心清理。
隨后,水下考古隊繼續(xù)對“碗礁一號” 進行發(fā)掘與修復(fù)??脊抨犑紫热∠铝藵O民用鐵耙自制的浮標,用噴了漆的大紅浮標拖著鉛墜,指示在沉船的準確位置上,GPS提示的經(jīng)緯度,被標在了水下遺址的分布圖上。為標定沉船位置,首先是固定好入水繩,入水繩設(shè)置在沉船的東、西兩端,遺址基線布置在船只的縱軸上,兩端分別與入水繩相連接。
抽掉沉船周圍的泥沙,讓船身整體暴露出來,是發(fā)掘工作的第一步。淤泥的抽取,采用氣升法進行。用空氣壓縮機將高壓空氣直接壓入水下抽泥管,利用氣壓差原理,將淤泥提升到水面工作船上。為防止小件文物遺失,抽泥管的出口處,設(shè)有過濾裝置。
抽掉周圍的泥沙,沉船的樣子基本顯現(xiàn)出來:船頭朝向,東偏北,甲板以上已蕩然無存,船尾靠西的位置可清楚地看到炸藥炸過之后留下的大洞。船身的中部,被挖了—個更大的洞,長度達6.9米,橫跨了6個艙位,部分隔艙板丟失或移位,船體右舷板破壞嚴重,未發(fā)現(xiàn)連續(xù)的船舷板。依據(jù)盜掘的面積和船艙的位置分析,被盜的文物不少于兩萬件,損失驚人!
清理掉表層淤泥之后,沉船的整體身形漸漸顯露出來。該船“上平如衡,下側(cè)如刃”,兩弦船板呈弧形,船口部外撇,形成了一條剛勁的弧線。12條橫隔板,把船身分為13個水密隔艙,一根縱向主干和若干條橫肋組成的“龍骨”將整條船緊緊地聯(lián)結(jié)為一個堅固的整體。船殼由三重木板構(gòu)成。
正式發(fā)掘一開始,海底環(huán)境便開始惡化。因為盜掘者的破壞,原來海底長期沉積形成的一層硬殼被打破,水下作業(yè)人員稍一活動,下層稀軟的淤泥就會不停地泛起,再加上每天的潮起潮落,海底流速加快,能見度一下子就降到了50厘米左右。幾十厘米的能見度,給水下攝影師李濱又出了一道難題。在水下流速很高的情況下,他調(diào)整好姿態(tài)并保持不動,凝神屏氣,按下快門。同—位置連續(xù)拍下幾張照片,并保證這些照片經(jīng)拼接后,絲毫不露痕跡,這不是容易做到的事。
臺風襲來,考古隊的工作被迫停止,然而當臺風過后,考古隊員再次潛入海底,他們驚呆了:幾件瓷器很可能就是違法分子在海上風大浪急、考古隊不得不回港避風的時候,趁黑潛入作業(yè)區(qū)盜撈的。簡直就是在和水下考古隊明搶。“我們不得不加快進度。”副領(lǐng)隊林果說??脊抨牳械阶罴逼鹊?,是要把瓷器盡快打撈出水,以斷絕盜撈者的覬覦之心。他們是在和盜撈分子搶時間。
情況嚴峻,為確保水下文物的安全,張威和林果商量后,決定改變原定計劃。新一輪發(fā)掘,采用分區(qū)分段發(fā)掘的方式,將沉船遺址分為幾個區(qū)域,一個艙位一個艙位逐艙清理,并第一時間將文物提取出水。為了加快速度,他們請來了職業(yè)潛水員協(xié)助工作。職業(yè)潛水員在考古隊員的指導(dǎo)下,利用大型抽泥機,清理遺址周圍1米以外的大面積淤泥。水下考古隊員利用小型抽泥機,完成遺址內(nèi)淤泥的抽取和清理。新計劃實施以后,很快在沉船的東、西兩個區(qū)域又發(fā)現(xiàn)了幾個未被破壞的艙位。
從福建地區(qū)的考古發(fā)現(xiàn)來看,除泉州宋代海船、定海白礁l號遺址和定海灣的其他水下遺址之外,已知的還有長樂大祉沉船、泉州晉江清代木船、晉江深滬灣“沉船窟”遺址等。這些發(fā)現(xiàn)為海上絲綢之路的研究提供了更為豐富的資料。
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