深海考古背后的“科技力”

蘇楓

近日，乘坐“深海勇士”號(hào)載人潛水器，國(guó)家文物局正式啟動(dòng)對(duì)南海西北陸坡一號(hào)、二號(hào)古代沉船遺址的考古調(diào)查工作，引起廣泛關(guān)注。

深?？脊攀鞘澜缢驴脊叛芯康那把仡I(lǐng)域，也是我國(guó)水下考古的重要發(fā)展方向。近期，我國(guó)深海考古工作取得重大進(jìn)展。

今年5月20日，國(guó)家文物局主要負(fù)責(zé)同志乘坐“深海勇士”號(hào)載人潛水器，參加了南海西北陸坡一號(hào)沉船第一次水下考古調(diào)查，在沉船遺址核心堆積區(qū)西南角布放了水下永久測(cè)繪基點(diǎn)，并進(jìn)行了初步搜索調(diào)查和影像記錄，正式啟動(dòng)了南海西北陸坡古代沉船遺址的考古調(diào)查工作，開啟了中國(guó)深?？脊诺男缕隆?/p>

水下考古，探向深海

中國(guó)是歷史悠久的文明古國(guó)，也是海陸兼?zhèn)涞拇髧?guó)，海域內(nèi)保存著大量珍貴的水下文物。我國(guó)水下考古自1987年起步以來(lái)，在理念、技術(shù)等方面不斷取得進(jìn)步?！澳虾號(hào)”“長(zhǎng)江口二號(hào)”等沉船考古工作取得重大成果，在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了廣泛影響。

深海是人類探索未知世界的前沿領(lǐng)域，也是面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的必爭(zhēng)領(lǐng)域。2011年，瞄準(zhǔn)解決我國(guó)進(jìn)入深?；A(chǔ)薄、裝備缺、能力弱的問(wèn)題，中科院黨組決定，在三亞建設(shè)深?？茖W(xué)與工程研究所（下文簡(jiǎn)稱深海所），開創(chuàng)了深?？萍紝W(xué)科方向。深海所建所以來(lái)，牽頭研制了“天涯”號(hào)、“海角”號(hào)深淵著陸器等裝備，使我國(guó)成為世界上第四個(gè)擁有萬(wàn)米深淵探測(cè)能力的國(guó)家，開啟了中國(guó)海洋科學(xué)研究的萬(wàn)米時(shí)代。經(jīng)過(guò)10年多的發(fā)展，深海所已經(jīng)擁有以“探索一號(hào)”“探索二號(hào)”科考船，“深海勇士”號(hào)、“奮斗者”號(hào)載人潛水器為代表的一批深?！爸仄鳌?，打造了一支業(yè)務(wù)精湛、作風(fēng)過(guò)硬的潛航員隊(duì)伍，具備了深海實(shí)際作業(yè)和應(yīng)急響應(yīng)能力，圓滿完成多項(xiàng)救援打撈和專項(xiàng)行動(dòng)任務(wù)。

2018年1月，國(guó)家文物局考古研究中心與中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所共同設(shè)立了“深?？脊怕?lián)合實(shí)驗(yàn)室”，當(dāng)年4月在西沙北礁海域首次實(shí)施了深?？脊耪{(diào)查。

2022年8月，在我國(guó)南海北部西沙海槽海域?qū)嵤┝说诙紊詈？脊耪{(diào)查，在2500米左右深處海域新發(fā)現(xiàn)1處沉船遺物點(diǎn)，3處沉船。2022年10月，在我國(guó)南海西北陸坡約1500米深度海域發(fā)現(xiàn)2處古代沉船。其中1處有多個(gè)疑似被船艙分隔開的成堆文物，最大高度達(dá)3米多，文物以瓷器為主，散落范圍達(dá)上萬(wàn)平方米，推測(cè)數(shù)量超過(guò)10萬(wàn)件。根據(jù)出水文物初步判斷為明代正德年間，定名為南海西北陸坡一號(hào)沉船（以下簡(jiǎn)稱“一號(hào)沉船”）。

另一處發(fā)現(xiàn)大量原木，尺寸相近，碼放整齊，大多經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工，初步研判是從海外裝載貨物駛往中國(guó)的古代船只，時(shí)間約為明代弘治年間，定名為南海西北陸坡二號(hào)沉船（以下簡(jiǎn)稱“二號(hào)沉船”）。

國(guó)家文物局高度重視這一發(fā)現(xiàn)，迅速組織專業(yè)力量，制定水下考古調(diào)查方案，開展已提取出水文物的保護(hù)修復(fù)。海南省人民政府落實(shí)保護(hù)管理責(zé)任，在相關(guān)海域開展海上巡查、監(jiān)測(cè)，保障文物安全。經(jīng)國(guó)家文物局批準(zhǔn)，國(guó)家文物局考古研究中心、中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所、中國(guó)（海南）南海博物館將嚴(yán)格按照水下考古工作規(guī)程，用一年左右時(shí)間，分三個(gè)階段實(shí)施一號(hào)、二號(hào)沉船遺址考古調(diào)查工作；在考古調(diào)查成果的基礎(chǔ)上，科學(xué)評(píng)估沉船保存狀況和技術(shù)條件，研究提出下一步的考古和遺址保護(hù)方案。

5月20日至6月上旬，國(guó)家文物局實(shí)施了第一階段調(diào)查工作，進(jìn)行了第一次水下考古調(diào)查，根據(jù)《中華人民共和國(guó)文物保護(hù)法》《中華人民共和國(guó)水下文物保護(hù)管理?xiàng)l例》，按照考古學(xué)理論方法和水下考古工作規(guī)程，使用“深海勇士”號(hào)載人潛水器，在一號(hào)沉船核心堆積區(qū)西南角，布放了沉船水下永久測(cè)繪基點(diǎn)，并進(jìn)行了搜索調(diào)查和影像記錄，正式開啟了考古調(diào)查工作。這一測(cè)繪基點(diǎn)將成為今后開展水下考古記錄發(fā)掘的基準(zhǔn)。在第一階段調(diào)查工作中，將通過(guò)水下搜索調(diào)查，摸清兩艘沉船文物分布范圍，對(duì)沉船進(jìn)行多角度、全方位的資料采集和考古記錄工作，適量提取有代表性的文物標(biāo)本，以及海底底質(zhì)等科學(xué)檢測(cè)樣本。

根據(jù)前期考古勘探發(fā)現(xiàn)，南海西北陸坡一號(hào)沉船遺物瓷器以窯口分，有景德鎮(zhèn)窯、龍泉窯等；以釉色分，有青花、青釉、綠釉、白釉、琺華彩等；以器形分，有碗、盤、罐、瓶、杯等。

南海西北陸坡二號(hào)沉船發(fā)現(xiàn)大量原木及少量陶罐、瓷器等。對(duì)提取的一件原木木材進(jìn)行鑒定，鑒定結(jié)果為柿科柿屬。根據(jù)我國(guó)古代相關(guān)文獻(xiàn)記載，木料、香料、沉香等均在進(jìn)口的物品名錄中，結(jié)合造船及航海技術(shù)研究，我國(guó)古代造船的主料，如龍骨等關(guān)鍵部位用料，多為外國(guó)進(jìn)口，綜合研判，二號(hào)沉船發(fā)現(xiàn)的大量原木可能是我國(guó)海外貿(mào)易往來(lái)中進(jìn)口的重要物品。

第二階段、第三階段計(jì)劃于2023年8月至9月、2024年3月至4月實(shí)施?？脊耪{(diào)查工作結(jié)束后，將科學(xué)評(píng)估沉船保存狀況和技術(shù)條件，研究提出下一步考古和遺址保護(hù)方案。

科技重器利刃出鞘

深?？脊啪哂屑夹g(shù)門檻高的鮮明特點(diǎn)，正是由于我國(guó)深水技術(shù)裝備所取得的突破性進(jìn)展，深?？脊攀聵I(yè)的發(fā)展才具有了技術(shù)支撐，變得現(xiàn)實(shí)可行。

接下來(lái)兩個(gè)階段的深?？脊?，將使用哪些深海技術(shù)裝備？中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所科學(xué)部副主任陳傳緒介紹：“我們探測(cè)使用的技術(shù)裝備和應(yīng)用包括：利用測(cè)深側(cè)掃裝備圈定沉船及散落文物的分布范圍。利用水下動(dòng)態(tài)三維激光掃描，疊加光學(xué)圖像，完成三維掃描及攝影拼接工作，生成一號(hào)沉船核心區(qū)遺物平面分布圖，這也能夠?yàn)閷?lái)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)把我們的海底文物轉(zhuǎn)移到線上提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。利用長(zhǎng)基線方式，進(jìn)行考古水下定位，滿足考古對(duì)于定位的要求。同時(shí)配合考古工作海底取樣，海底取樣包括用沉積物取樣器、生物提取裝置提取海底底質(zhì)、海水、微生物、船木、原木等樣品，進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)分析，對(duì)沉船保存狀況進(jìn)行評(píng)估。針對(duì)文物現(xiàn)場(chǎng)觀察和文物提取的特殊要求，我們將利用載人潛水器和ROV，配合使用研發(fā)的新型力反饋柔性機(jī)械手、潛載吹沙清理裝置等，對(duì)海底文物進(jìn)行無(wú)損的保護(hù)性提取，對(duì)被沉積物覆蓋的關(guān)鍵文物進(jìn)行水下清理，方便考古學(xué)家進(jìn)行原位觀測(cè)。同時(shí)搭載4K、8K攝像，對(duì)水下文物現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高清拍攝，為大家呈現(xiàn)更高清的視覺盛筵。”

此次考古調(diào)查領(lǐng)隊(duì)、國(guó)家文物局考古研究中心二級(jí)研究員宋建忠介紹，經(jīng)國(guó)家文物局批準(zhǔn)，這次深海考古隊(duì)由國(guó)家文物局考古研究中心、中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所、中國(guó)（海南）南海博物館三家單位聯(lián)合組成，成員近30人，包括考古學(xué)、文物保護(hù)、地球物理探測(cè)、海洋地質(zhì)、海洋生物、機(jī)械電子等領(lǐng)域科研人員，根據(jù)分工，考古隊(duì)分為六個(gè)組，包括物探航測(cè)、深潛作業(yè)、文物保護(hù)、測(cè)繪記錄、攝影攝像、資料匯編，六個(gè)組協(xié)同作業(yè)，共同完成這次任務(wù)。

經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)積累，我國(guó)已經(jīng)初步具備了深?？脊潘璧募夹g(shù)裝備和人才隊(duì)伍。在平臺(tái)裝備方面，我國(guó)已具備譜系化、多功能的裝備集群，如“蛟龍”號(hào)、“深海勇士”號(hào)和“奮斗者”號(hào)載人潛水器均具有較強(qiáng)的深海作業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)了低成本、高頻次、常態(tài)化和業(yè)務(wù)化運(yùn)維能力。在高精度的潛載探測(cè)設(shè)備方面，國(guó)產(chǎn)聲學(xué)載荷如測(cè)深側(cè)掃、成像聲吶等已具備實(shí)際應(yīng)用能力，光學(xué)、磁學(xué)探測(cè)技術(shù)也在不斷發(fā)展，這些技術(shù)的突破為我國(guó)開展深海考古提供了關(guān)鍵技術(shù)裝備支撐。

深海是人類很難進(jìn)入的空間環(huán)境，先進(jìn)的技術(shù)裝備是深?？脊诺那疤釛l件。科技部社會(huì)發(fā)展科技司司長(zhǎng)祝學(xué)華表示，黨的十八大、十九大、二十大對(duì)建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)進(jìn)行了持續(xù)部署。按照黨中央決策部署，科技部近年來(lái)通過(guò)全鏈條創(chuàng)新設(shè)計(jì)和一體化組織實(shí)施，我國(guó)海洋科技的實(shí)力正在從量的積累邁向質(zhì)的飛躍、從點(diǎn)的突破邁向系統(tǒng)能力提升，一些關(guān)鍵核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，深水科技創(chuàng)新取得多項(xiàng)歷史性成就。在深水裝備領(lǐng)域，突破多項(xiàng)深水通用配套技術(shù)，解決了系列卡脖子問(wèn)題，耐壓結(jié)構(gòu)、探測(cè)傳感設(shè)備、能源系統(tǒng)等深水核心關(guān)鍵技術(shù)取得進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了潛水器功能化、譜系化，同時(shí)也培養(yǎng)了一批高水平人才隊(duì)伍，基本形成自主完備的水下科技創(chuàng)新體系。在深水技術(shù)裝備的支撐下，深?？脊?、資源勘探、救援打撈、深水科研作業(yè)能力大幅提升，推動(dòng)我國(guó)海洋認(rèn)知和開發(fā)、保護(hù)向更深和更廣的維度發(fā)展。這些成果的取得，是近20年來(lái)科研人員不懈奮斗、持續(xù)積累的結(jié)果。

開啟新篇章

本次深?？脊殴ぷ饔心男┲饕咙c(diǎn)和突破？具體組織實(shí)施此次深?？脊彭?xiàng)目的國(guó)家文物局考古研究中心主任唐煒認(rèn)為，南海西北陸坡一號(hào)、二號(hào)沉船考古調(diào)查工作，對(duì)于我國(guó)深?？脊虐l(fā)展具有里程碑式意義。

唐煒介紹，里程碑式的意義，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：第一，這是中國(guó)水下考古工作者首次運(yùn)用考古學(xué)的理論、技術(shù)與方法，嚴(yán)格按照水下考古工作規(guī)程要求，借助深潛科技技術(shù)與裝備，對(duì)位于水下千米級(jí)深度的古代沉船遺址開展系統(tǒng)、科學(xué)的考古調(diào)查、記錄與研究工作。第二，我國(guó)以往的水下考古工作主要是在沿海和島礁周邊開展的。這次調(diào)查是首次對(duì)深海水下文物開展考古工作，考古發(fā)現(xiàn)對(duì)于研究晚唐五代以來(lái)南海海上航線變遷具有重要意義，填補(bǔ)了我國(guó)古代南海離岸航行路線的缺環(huán)，完善了海上絲綢之路南海段航線的歷史鏈條。第三，南海西北陸坡兩處沉船，一處船貨以外銷的瓷器為主，一處船貨以從海外輸入的木材為主。兩處沉船年代相近，相距僅十多海里。這是我國(guó)首次在同一海域發(fā)現(xiàn)出航和回航的古代船只，充分證明了這一航線的重要性和當(dāng)時(shí)繁盛的程度，有助于深入研究海上絲綢之路的雙向流動(dòng)。第四，首次采用了一系列新技術(shù)、新裝備，在探索水下考古發(fā)掘技術(shù)與裝備研發(fā)等方面邁出了重要一步。比如說(shuō)我們對(duì)深海沉船設(shè)置水下永久測(cè)繪基點(diǎn)，并使用長(zhǎng)基線定位技術(shù)進(jìn)行位置標(biāo)定，大大提高了水下考古工作和資料記錄的精度與準(zhǔn)確性。

國(guó)家文物局考古司司長(zhǎng)閆亞林表示，國(guó)家文物局將以此為契機(jī)，進(jìn)一步加大深?？脊殴ぷ髁Χ取Ｒ皇蔷劢购Ｉ辖z綢之路考古研究。以一號(hào)、二號(hào)沉船為重點(diǎn)，在南海重點(diǎn)區(qū)域及重要航線開展深海考古調(diào)查，多學(xué)科結(jié)合深入推進(jìn)南海歷史航線航路、對(duì)外貿(mào)易和文化交流等相關(guān)研究，闡釋我國(guó)海洋文明特質(zhì)，推動(dòng)文明的比較研究。二是提升能力建設(shè)。開展深?？脊抨P(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和專用裝備研發(fā)，推動(dòng)深?？茖W(xué)技術(shù)與文物保護(hù)技術(shù)交互發(fā)展，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新的支撐作用，提升我國(guó)水下考古的專業(yè)化、科學(xué)化、智能化水平。支持高等院校、科研院所共同培養(yǎng)深海考古復(fù)合型人才，構(gòu)建深?？脊艊?guó)家力量。三是加強(qiáng)文物保護(hù)。國(guó)家文物局將會(huì)同地方黨委、政府和相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)，切實(shí)加強(qiáng)兩處沉船遺址的保護(hù)管理，劃定保護(hù)區(qū)域，制定保護(hù)措施，落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)巡查和智能化監(jiān)控，確保遺址和文物安全。同時(shí)，依托國(guó)家文物局水下考古南?；睾椭袊?guó)（海南）南海博物館，做好出水文物保護(hù)修復(fù)工作。