深海考古背后的“科技力”

蘇楓

近日，乘坐“深海勇士”號載人潛水器，國家文物局正式啟動對南海西北陸坡一號、二號古代沉船遺址的考古調查工作，引起廣泛關注。

深海考古是世界水下考古研究的前沿領域，也是我國水下考古的重要發(fā)展方向。近期，我國深海考古工作取得重大進展。

今年5月20日，國家文物局主要負責同志乘坐“深海勇士”號載人潛水器，參加了南海西北陸坡一號沉船第一次水下考古調查，在沉船遺址核心堆積區(qū)西南角布放了水下永久測繪基點，并進行了初步搜索調查和影像記錄，正式啟動了南海西北陸坡古代沉船遺址的考古調查工作，開啟了中國深海考古的新篇章。

水下考古，探向深海

中國是歷史悠久的文明古國，也是海陸兼?zhèn)涞拇髧Ｓ騼缺４嬷罅空滟F的水下文物。我國水下考古自1987年起步以來，在理念、技術等方面不斷取得進步。“南海I號”“長江口二號”等沉船考古工作取得重大成果，在世界范圍內產生了廣泛影響。

深海是人類探索未知世界的前沿領域，也是面向國家重大戰(zhàn)略需求的必爭領域。2011年，瞄準解決我國進入深海基礎薄、裝備缺、能力弱的問題，中科院黨組決定，在三亞建設深海科學與工程研究所（下文簡稱深海所），開創(chuàng)了深海科技學科方向。深海所建所以來，牽頭研制了“天涯”號、“海角”號深淵著陸器等裝備，使我國成為世界上第四個擁有萬米深淵探測能力的國家，開啟了中國海洋科學研究的萬米時代。經過10年多的發(fā)展，深海所已經擁有以“探索一號”“探索二號”科考船，“深海勇士”號、“奮斗者”號載人潛水器為代表的一批深海“重器”，打造了一支業(yè)務精湛、作風過硬的潛航員隊伍，具備了深海實際作業(yè)和應急響應能力，圓滿完成多項救援打撈和專項行動任務。

2018年1月，國家文物局考古研究中心與中國科學院深海科學與工程研究所共同設立了“深海考古聯(lián)合實驗室”，當年4月在西沙北礁海域首次實施了深海考古調查。

2022年8月，在我國南海北部西沙海槽海域實施了第二次深海考古調查，在2500米左右深處海域新發(fā)現(xiàn)1處沉船遺物點，3處沉船。2022年10月，在我國南海西北陸坡約1500米深度海域發(fā)現(xiàn)2處古代沉船。其中1處有多個疑似被船艙分隔開的成堆文物，最大高度達3米多，文物以瓷器為主，散落范圍達上萬平方米，推測數(shù)量超過10萬件。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沉船（以下簡稱“一號沉船”）。

另一處發(fā)現(xiàn)大量原木，尺寸相近，碼放整齊，大多經過簡單加工，初步研判是從海外裝載貨物駛往中國的古代船只，時間約為明代弘治年間，定名為南海西北陸坡二號沉船（以下簡稱“二號沉船”）。

國家文物局高度重視這一發(fā)現(xiàn)，迅速組織專業(yè)力量，制定水下考古調查方案，開展已提取出水文物的保護修復。海南省人民政府落實保護管理責任，在相關海域開展海上巡查、監(jiān)測，保障文物安全。經國家文物局批準，國家文物局考古研究中心、中國科學院深海科學與工程研究所、中國（海南）南海博物館將嚴格按照水下考古工作規(guī)程，用一年左右時間，分三個階段實施一號、二號沉船遺址考古調查工作；在考古調查成果的基礎上，科學評估沉船保存狀況和技術條件，研究提出下一步的考古和遺址保護方案。

5月20日至6月上旬，國家文物局實施了第一階段調查工作，進行了第一次水下考古調查，根據(jù)《中華人民共和國文物保護法》《中華人民共和國水下文物保護管理條例》，按照考古學理論方法和水下考古工作規(guī)程，使用“深海勇士”號載人潛水器，在一號沉船核心堆積區(qū)西南角，布放了沉船水下永久測繪基點，并進行了搜索調查和影像記錄，正式開啟了考古調查工作。這一測繪基點將成為今后開展水下考古記錄發(fā)掘的基準。在第一階段調查工作中，將通過水下搜索調查，摸清兩艘沉船文物分布范圍，對沉船進行多角度、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本，以及海底底質等科學檢測樣本。

根據(jù)前期考古勘探發(fā)現(xiàn)，南海西北陸坡一號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。

南海西北陸坡二號沉船發(fā)現(xiàn)大量原木及少量陶罐、瓷器等。對提取的一件原木木材進行鑒定，鑒定結果為柿科柿屬。根據(jù)我國古代相關文獻記載，木料、香料、沉香等均在進口的物品名錄中，結合造船及航海技術研究，我國古代造船的主料，如龍骨等關鍵部位用料，多為外國進口，綜合研判，二號沉船發(fā)現(xiàn)的大量原木可能是我國海外貿易往來中進口的重要物品。

第二階段、第三階段計劃于2023年8月至9月、2024年3月至4月實施。考古調查工作結束后，將科學評估沉船保存狀況和技術條件，研究提出下一步考古和遺址保護方案。

科技重器利刃出鞘

深海考古具有技術門檻高的鮮明特點，正是由于我國深水技術裝備所取得的突破性進展，深海考古事業(yè)的發(fā)展才具有了技術支撐，變得現(xiàn)實可行。

接下來兩個階段的深海考古，將使用哪些深海技術裝備？中國科學院深海科學與工程研究所科學部副主任陳傳緒介紹：“我們探測使用的技術裝備和應用包括：利用測深側掃裝備圈定沉船及散落文物的分布范圍。利用水下動態(tài)三維激光掃描，疊加光學圖像，完成三維掃描及攝影拼接工作，生成一號沉船核心區(qū)遺物平面分布圖，這也能夠為將來利用虛擬現(xiàn)實技術把我們的海底文物轉移到線上提供基礎的數(shù)據(jù)。利用長基線方式，進行考古水下定位，滿足考古對于定位的要求。同時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、海水、微生物、船木、原木等樣品，進行科學檢測分析，對沉船保存狀況進行評估。針對文物現(xiàn)場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械手、潛載吹沙清理裝置等，對海底文物進行無損的保護性提取，對被沉積物覆蓋的關鍵文物進行水下清理，方便考古學家進行原位觀測。同時搭載4K、8K攝像，對水下文物現(xiàn)場進行高清拍攝，為大家呈現(xiàn)更高清的視覺盛筵。”

此次考古調查領隊、國家文物局考古研究中心二級研究員宋建忠介紹，經國家文物局批準，這次深海考古隊由國家文物局考古研究中心、中國科學院深海科學與工程研究所、中國（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、文物保護、地球物理探測、海洋地質、海洋生物、機械電子等領域科研人員，根據(jù)分工，考古隊分為六個組，包括物探航測、深潛作業(yè)、文物保護、測繪記錄、攝影攝像、資料匯編，六個組協(xié)同作業(yè)，共同完成這次任務。

經過多年的研發(fā)積累，我國已經初步具備了深海考古所需的技術裝備和人才隊伍。在平臺裝備方面，我國已具備譜系化、多功能的裝備集群，如“蛟龍”號、“深海勇士”號和“奮斗者”號載人潛水器均具有較強的深海作業(yè)能力，實現(xiàn)了低成本、高頻次、常態(tài)化和業(yè)務化運維能力。在高精度的潛載探測設備方面，國產聲學載荷如測深側掃、成像聲吶等已具備實際應用能力，光學、磁學探測技術也在不斷發(fā)展，這些技術的突破為我國開展深海考古提供了關鍵技術裝備支撐。

深海是人類很難進入的空間環(huán)境，先進的技術裝備是深海考古的前提條件。科技部社會發(fā)展科技司司長祝學華表示，黨的十八大、十九大、二十大對建設海洋強國進行了持續(xù)部署。按照黨中央決策部署，科技部近年來通過全鏈條創(chuàng)新設計和一體化組織實施，我國海洋科技的實力正在從量的積累邁向質的飛躍、從點的突破邁向系統(tǒng)能力提升，一些關鍵核心技術實現(xiàn)突破，深水科技創(chuàng)新取得多項歷史性成就。在深水裝備領域，突破多項深水通用配套技術，解決了系列卡脖子問題，耐壓結構、探測傳感設備、能源系統(tǒng)等深水核心關鍵技術取得進展，實現(xiàn)了潛水器功能化、譜系化，同時也培養(yǎng)了一批高水平人才隊伍，基本形成自主完備的水下科技創(chuàng)新體系。在深水技術裝備的支撐下，深海考古、資源勘探、救援打撈、深水科研作業(yè)能力大幅提升，推動我國海洋認知和開發(fā)、保護向更深和更廣的維度發(fā)展。這些成果的取得，是近20年來科研人員不懈奮斗、持續(xù)積累的結果。

開啟新篇章

本次深海考古工作有哪些主要亮點和突破？具體組織實施此次深海考古項目的國家文物局考古研究中心主任唐煒認為，南海西北陸坡一號、二號沉船考古調查工作，對于我國深海考古發(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)在以下四個方面：第一，這是中國水下考古工作者首次運用考古學的理論、技術與方法，嚴格按照水下考古工作規(guī)程要求，借助深潛科技技術與裝備，對位于水下千米級深度的古代沉船遺址開展系統(tǒng)、科學的考古調查、記錄與研究工作。第二，我國以往的水下考古工作主要是在沿海和島礁周邊開展的。這次調查是首次對深海水下文物開展考古工作，考古發(fā)現(xiàn)對于研究晚唐五代以來南海海上航線變遷具有重要意義，填補了我國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時繁盛的程度，有助于深入研究海上絲綢之路的雙向流動。第四，首次采用了一系列新技術、新裝備，在探索水下考古發(fā)掘技術與裝備研發(fā)等方面邁出了重要一步。比如說我們對深海沉船設置水下永久測繪基點，并使用長基線定位技術進行位置標定，大大提高了水下考古工作和資料記錄的精度與準確性。

國家文物局考古司司長閆亞林表示，國家文物局將以此為契機，進一步加大深海考古工作力度。一是聚焦海上絲綢之路考古研究。以一號、二號沉船為重點，在南海重點區(qū)域及重要航線開展深海考古調查，多學科結合深入推進南海歷史航線航路、對外貿易和文化交流等相關研究，闡釋我國海洋文明特質，推動文明的比較研究。二是提升能力建設。開展深海考古關鍵技術攻關和專用裝備研發(fā)，推動深海科學技術與文物保護技術交互發(fā)展，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新的支撐作用，提升我國水下考古的專業(yè)化、科學化、智能化水平。支持高等院校、科研院所共同培養(yǎng)深海考古復合型人才，構建深海考古國家力量。三是加強文物保護。國家文物局將會同地方黨委、政府和相關專業(yè)機構，切實加強兩處沉船遺址的保護管理，劃定保護區(qū)域，制定保護措施，落實現(xiàn)場巡查和智能化監(jiān)控，確保遺址和文物安全。同時，依托國家文物局水下考古南海基地和中國（海南）南海博物館，做好出水文物保護修復工作。