化學與考古

云飛揚

14C斷代法

在活的有機體中，14C（碳-14）、12C（碳-12）之比保持恒定，而在死的有機體中，14C的含量由于衰變而逐漸減少。1950年，美國芝加哥大學的利比教授創立了14C斷代法，并因此獲得了諾貝爾化學獎。

我國文物考古工作者應用14C斷代法取得了許多重大成就，其中有些成果甚至改變了舊的觀點。比如原來認為河套人、峙峪人、資陽人和山頂洞人等的活動年代為距今5萬年或5萬年以上，而應用14C斷代法證明了他們的活動年代均在距今4萬年以內，山頂洞人更晚，在距今1萬多年以內。這一研究結果表明，舊石器晚期文化變遷和進展速度比考古工作者想象的要快。

當然，化學在考古上的應用不僅限于14C斷代法，在文物考證、文物腐蝕損害考證和文物保護等各方面，都要應用化學知識。

鉛含量測定

據文獻報道，我國出土琉璃的地區已遍及二十多個省市。那么這些出土的琉璃究竟是國內燒制的還是由外國傳入的呢？化學知識在判定這些文物的產地上顯示了價值——通過測定琉璃中鉛的含量來確定。原來，我國唐宋以前的琉璃主要是鉛鋇琉璃，而西方和古代印度的琉璃屬于鈉鈣琉璃。

熱釋光技術

化學上的很多儀器分析方法都可應用于文物考證。

二十世紀四五十年代，在歐洲古董市場，曾有售價很高的“戰國陶俑”出現，人們難辨其真假。英國牛津實驗室采用熱釋光技術—— 一種化學中的熱分析方法進行鑒定，證明其是近代制作的贗品。熱釋光技術之所以能推斷古陶的年代，是因為黏土中含有石英、長石、云母等固體結晶顆粒，受黏土中少量長壽命天然放射性物質及宇宙射線作用，一部分電子躍遷到高能級上。當用黏土燒制陶器的時候，這些高能級上的電子以熱釋光的形式將能量釋放，又回到低能級。而古陶從燒成時起，重新受其中放射性物質和宇宙射線作用，低能級電子再一次向高能級躍遷，這樣，陶器的燒成時間越長，年代愈久，積累的能量就越多。也就是說，古陶的熱釋光強度與本身受到輻射的時間（即燒成時間）成正比。因此，測量古陶樣品的熱釋光強度，就可以計算出古陶燒成的年代。

文物腐蝕

在某些墓壁畫中常會見到一種白膜，研究發現這種損害是由于滲入壁畫中的溶有二氧化碳的水可緩慢溶解碳酸鈣，形成碳酸氫鈣，碳酸氫鈣經蒸發干燥后又沉淀出碳酸鈣凝結在壁畫表面。

對于紙質文物，酸性環境顯然是有害的，因為紙張在中性或偏堿性的環境中，其耐久性、耐折性等機械性能及抗霉性和化學穩定性都比較好，但空氣中的氮氧化合物、二氧化硫等都是酸性氣體，都易使環境酸性增大，從而對紙質文物造成損害。

文物保護

一般出土的漆木文物都飽含水分，易發生干縮、變形、彎曲、脫皮、干裂，因而必須脫水定形。明礬法就是漆木文物脫水定型的常用方法之一。這種方法主要利用明礬在不同溫度下水溶性差別大的特點，先將飽含水分的漆木文物在濃的明礬溶液中煮沸數小時，這一過程使明礬充分滲入文物內部，然后趁熱拿出，冷卻時明礬溶解度減小，凝結在木質內部，從而將其中多余的水分排出，并對文物有加固作用。

壁畫顏料中的鉛白容易受空氣中硫化氫氣體的作用而變成黑色的硫化鉛，影響畫面的色澤。用過氧化氫處理可使黑色的硫化鉛氧化成白色的硫酸鉛。

化學在考古工作中有著廣泛的應用，以上只是一些簡單介紹。但從中我們應該認識到學好化學知識的重要性。

人教版化學九年級下冊第十二單元《化學與生活》課外延伸閱讀

編輯/王一鳴