近日,长江口二号古船整体打捞迁移工程正式开启海上施工。作为规模较大的古船整体打捞迁移工程,其采用的“弧形梁非接触文物整体迁移技术”和相关出水文物,都受到了业界和公众的广泛关注。我国水下沉船考古都曾开展过哪些重要工作?需要哪些技术手段支撑?发掘后如何展示普及考古成果?本端选取了长江口二号古船、圣杯屿元代沉船、“南海Ⅰ号”沉船、“华光礁Ⅰ号”沉船,对其中的考古发掘过程和后期展示进行简要介绍,希望有助于读者了解我国水下考古基本情况。

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水下考古进行时

长江口二号古船正在整体打捞

黄艺芹

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▲ 长江口二号古船端板—纵梁框架组装图

9月6日,长江口二号古船整体打捞迁移工程主作业船“大力号”驶离停泊码头,起航前往长江口二号古船遗址现场。这意味着,长江口二号古船整体打捞迁移工程正式开启海上施工。

上海自古以来就是海上丝绸之路的始发地和重要口岸之一,近代伊始更是成为远近闻名的国际都会和世界大港。根据国家文物局的总体部署,上海市文物局2011年起启动了水下文化遗产的普查工作。2015年,考古人员通过声呐扫测等技术发现了“长江口一号”铁质沉船;随后,又在该沉船北部发现另一艘体量较大、保存完整的木质古沉船,考古编号为“长江口二号”。

经过6年多水下考古调查勘探,长江口二号古船的基本情况初步探明:为木质帆船,年代为清代同治时期(公元1862年至1875年)。古船已探明有31个舱室,舱室内发现有码放整齐的景德镇窑瓷器等文物;船体及周围还有桅杆、铁锚、棕缆绳等大量文物。

3月2日,长江口二号古船考古与文物保护项目在上海正式启动。交通运输部上海打捞局组织技术团队开展联合攻关,决定采用“弧形梁非接触文物整体迁移技术”,由主作业船“大力号”在古船四周下放22根巨型弧形梁,形成一个巨大的半圆柱沉箱,再把古船及其附着的厚厚泥沙与海水“滴水不漏”地包裹起来。

在国家文物局的指导下,上海市文化和旅游局会同上海打捞局组织考古、潜水、物探、打捞工程等多领域的专业人员,以海洋物探扫测与潜水探摸相结合的方式,经过35个日夜的连续奋战,精确定位了古船的边界和埋深,复核了古船长约38.1米、宽9.9米,确认了船首向南。6月1日,“大力号”赴长江口二号古船沉船水域开展打捞前期清理工作。随后,“大力号”将实施端板—纵梁框架整体下放工作,随后逐根进行弧形梁的掘进穿引,并完成全部22根弧形梁穿引工作,形成古船沉箱。

7月5日,在古船遗址现场,“大力号”完成了四根定位桩的沉桩,标志着长江口二号古船整体迁移预处理阶段工作完成。

在完成古船整体打捞迁移工程海上预处理阶段作业后,上海市文化和旅游局和上海打捞局组成的长江口二号古船整体打捞迁移项目团队即刻投入海上打捞的前期准备,点线结合、立体交叉地铺开各项工作。

据悉,“大力号”整个海上作业时间预计花费2个月至3个月时间,随后将由专用打捞工程船“奋力”轮,将总重量1万余吨的古船沉箱同步提升出水。

在前期水下调查和整体迁移预处理阶段,相关部门已经提取、清理了部分古船相关出水文物,最大限度地避免了后续古船整体打捞阶段散落文物遗失,确保古船信息的完整性。在预处理阶段,考古人员在古船北部同时发现了船舵和铁锚。船舵的舵杆残长约5.6米、直径42厘米,裹着52道宽约7厘米的铁箍起到加固作用;舵柄由铁箍将3根木材紧箍而成,最长处约6.26米。铁锚为四爪锚,是目前国内发现较大的古代四爪铁锚。此外,目前已经清理的600多件出水陶瓷器大多产自景德镇窑,包括“同治年制”款绿釉杯、粉彩二甲传胪图杯、豆青釉碗等。其他陶瓷器可能产自江苏宜兴窑和福建地区窑口。

“长江口二号”古船整体打捞出水后,文物考古工作人员将根据古船考古和文物保护方案,围绕古船遗址形成过程、建造技术、航线等课题展开全方位研究,最大限度地发掘古船的科学、历史、艺术、社会和文化价值。

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沉船打捞实践

解密元代海丝中国

——记福建漳州圣杯屿元代沉船水下考古发掘

本端驻福建记者 黄国勇

▲ 漳州圣杯屿元代沉船遗址出水文物

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▲ 漳州圣杯屿元代沉船遗址水下散落文物

9月20日上午,在福建省漳州市古雷港经济开发区古雷半岛东侧圣杯屿海域元代沉船遗址现场,水下考古队队员、福建省考古研究院的陈浩正“全副武装”,准备下水。这几天,他和20多名队友的任务,是在北一仓和北二仓进行抽沙清理,以及完成遗址水下全景摄影拼接工作,并对出水文物进行编号、分类整理。

从9月8日正式启动以来,截至9月19日,圣杯屿元代沉船遗址考古发掘工作已经发掘出水青瓷器200余件,船舱内部发现的相关脆弱文物也在加固和整体提取过程中。

圣杯屿沉船是继平潭大练岛沉船之后,福建沿海发掘的第二艘元代沉船遗址。

该沉船遗址位于圣杯屿海域水下28米至31米间,发现于2014年,2016年和2021年先后进行了两次重点调查。

▲ 水下队员入水

经国家文物局批复同意,国家文物局考古研究中心、福建省考古研究院、漳州市文物保护中心联合组队,调集北京、福建、广东等地方的水下考古专业人员,并与交通运输部天津水运工程勘察设计研究院、北京科技大学等科研单位、高校合作,组建了一支多学科水下考古队,于2022年8月底至12月初对该沉船遗址开展水下考古发掘工作。“今年的主要任务是发掘和保护船载文物。”国家文物局考古研究中心副研究馆员、圣杯屿发掘项目领队梁国庆介绍。

目前已发掘出水的200余件遗物主要为龙泉窑青瓷,器型以碗为主,另有盘、碟、洗、高足杯、香炉等。这批瓷器胎体较为厚重,胎色多为灰色,部分器物釉色青绿、釉面光亮莹润。器物装饰方法分印花和刻画两种,印花图案有双鱼、团花、折枝花卉等;刻画有弦纹、蓖划、花卉、莲瓣、水波等。经研究,具备元代晚期外销瓷器的典型特征。

“圣杯屿沉船遗址是我国目前已发现保存较好的元代沉船,其沉没位置正处于古代海上丝绸之路上重要的节点——菜屿航道旁边,它的发掘对研究元代中晚期龙泉窑瓷器的生产和销售、福建古代海洋交通线路,以及我国海上丝绸之路的贸易方式等研究提供了不可或缺的考古资料。”国家文物局考古研究中心水下考古研究所所长孙键表示。

所处海域地理位置的特殊性等因素给本次沉船考古带来了不少难题。陈浩介绍,圣杯屿沉船遗址所处海域水下能见度较差,普遍在1米以内,且沉船处于近30米深的海底,存在水下流急、平潮时间短等不利因素。船体至少保存有6道隔舱板,除部分隔舱板上沿突出海床,主体均掩埋于海床表面之下。考古队利用多视角三维拼接技术,将1万多张水下遗址照片进行拼接,全方位、直观呈现了沉船遗址全貌。

水下考古与地面考古最大的不同与难点之一,在于作业时长局限。该遗址水深在30米左右,根据科学潜水理论,使用压缩空气时,水下作业时间仅17分钟左右。为延长水下作业时间,本次考古采取高氧、双瓶潜水技术,将水下作业时间提升至30分钟左右。

安全是水下考古的关键要素。本次考古采用水下考古实时定位检测系统和水下队员导航定位系统,提升水下考古作业安全水平。本项目还首次在水下考古领域使用水下导航定位系统,该系统采用声学系统,可以实现水下队员的定位、导航以及水下队员之间、水下队员与水面平台间的三方交流,不但提高了工作效率,更重要的是可以有效地保障水下考古队员作业安全,极大程度降低潜水作业风险。

在多学科合作方面,此次考古利用“多波束测深系统”“侧扫声呐”“合成孔径声呐”“浅地层剖面仪”“磁力仪”海洋物探设备,围绕圣杯屿沉船遗址及周边海域开展海洋地质物探调查,并结合科技部重大专项——水下考古探测关键技术研发课题开展实验考古。目前,已获取最新的海洋海底地形地貌数据,明确了沉船的埋藏位置及周边海域海洋环境,为进一步水下考古作业提供了真实可靠的海洋环境参考。

▲ 对沉船遗址精细发掘

本次考古发掘与保护并举。通过水下考古发掘设备的小型化改良、完善,提升水下考古发掘设备的便携性、便利性,完善水下考古筛选流程,提升水下遗址清理精细化水平,减少发掘期间对遗址和文物的二次伤害。梁国庆表示,下一步将船载文物发掘出水,针对陶瓷、木质等出水文物开展文物保护工作,整理考古文物资料,开展后期相关研究。国家文物局考古研究中心还将于11月初在漳州市举办考古学视野下的海洋文明探索会议,考古界专家学者等将围绕圣杯屿沉船考古等展开交流。

此外,为让考古成果惠及群众,9月21日,由漳州市文化和旅游局主办、漳州市博物馆承办的“海贸明珠——漳州圣杯屿元代沉船遗址水下考古成果展”开幕,展品总量共200余件,展期至12月底。“本次展品主要是去年调查采集的出水文物,以及历年漳州沿海水下考古调查采集的其他沉船遗址出土文物。”漳州市文物保护中心副主任阮永好表示。

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成果展示

“南海Ⅰ号”:科技让考古高质高效

本端驻广东记者 谭志红

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▲ 广东海上丝绸之路博物馆

7月27日,广东省文化和旅游厅、广东省工业和信息化厅公布了2022年广东省文化和旅游领域数字化应用的10个典型案例,由广东海上丝绸之路博物馆(简称“广东海丝馆”)研发的广东海丝馆智慧旅游应用场景实践案例入列其中。作为以“南海Ⅰ号”宋代古沉船发掘、保护、展示与研究为主题,展现考古现场发掘动态的专题博物馆,广东海丝馆积极实践“互联网+中华文明”三年行动计划,依托新媒体、新技术提升“南海Ⅰ号”相关历史文化的传播效果。

“南海Ⅰ号”水下考古克服传统打捞法的弊端,首创整体打捞法和水下保存法,先修建海丝馆,再使用巨型钢沉箱连货带船整体打捞上岸,随后将总重量超过5500吨的沉船和沉箱移入模拟海洋环境的“水晶宫”中水下保存,同时采取相关技术抑制产生水下微生物,延续了船体800年完整和不腐的传奇。

“南海Ⅰ号”经国家文物局考古研究中心、广东省文物考古研究所、广东海上丝绸之路博物馆等组建的考古队发掘,出水文物超过18万件(套)。“南海Ⅰ号”从全面发掘开始,便利用先进技术手段建成现代化考古实验室。如针对船舱内光线暗、空间小的情况,设计制作了空中智能测绘平台。该平台集激光三维扫描仪、头顶高清摄像机等于一体,解决不接触发掘面、点云数据获取、纹理获取等问题,可以观测到船体毫米级的形变。

广东海丝馆还将文物数字化资源广泛应用于社会教育、文创产品开发、动漫和游戏的创作中,并利用网络直播、裸眼3D演播厅等方式,增进博物馆与观众的互动,其研发的智慧旅游应用场景包括智慧管理平台、智慧机器人讲解、考古发掘数据采集、“南海Ⅰ号”保存环境监测等。

其中,VRAR则包括AR互动航海墙、“南海Ⅰ号”三维文物展示、“丝路船奇”VR体验、海底世界VR体验。在AR互动航海墙,游客用手触碰海港、行海线起终点时,相应航线会亮起、闪动,并可以了解相关详细知识。“数字多宝阁”通过三维重建技术,数字化呈现馆藏出水珍宝。当游客带上虚拟现实头盔,可以在“丝路船奇”VR体验中穿越不同的时间、空间,感受古代港口的繁华、“南海Ⅰ号”船员的生活、巨浪吞没“南海Ⅰ号”的场景。

广东海丝馆还利用现代科技手段,建设了藏品数据库,对藏品文字信息和图片、音频、视频等信息进行详尽记录。公众可以通过互联网浏览、下载藏品。该馆还利用无线传感网络技术,实时监测“南海Ⅰ号”沉船遗址环境的温度、湿度等,对异常环境及时预警,并建立大容量的“环境数据库”。

专家声音

水下宝藏辉映中华文明之光

国家文物局考古研究中心水下考古研究所所长 孙 键

我国的沉船在自然地理环境、所载货物、埋藏环境、船体、造船术等方面独具特征。受中国自然地理环境影响,古代风帆时代,中国航海形成了借助东北季风出航、西南季风回航等特征,在沉船考古中也发现了利用东北季风出航时发生海难等现象;沉船货物以陶瓷、铁器、丝绸、纸张等为主;中国造船术在世界范围内自成体系,为世界航海史做出巨大贡献,在宋代沉船中发现大量使用水密隔舱;埋藏环境方面,我国河流密布,形成泥沙海质,大量沉船埋在泥下,水质能见度差,不利发现沉船,但又形成稳定的保护环境,使埋藏文物保存完好;沉船考古还呈现水上独特的生活形态、民俗风情、宗教信仰等,呈现不同时期中华文明与世界上不同地区不同文明的交流互鉴。

中国既是陆地大国更是海洋大国,黄色文明与蓝色文明交相辉映。沉船记录着不同历史时期的人类文明,沉船考古是探索奥秘、解决古代问题的钥匙之一。沉船考古为我国“多元一体”的中华文明提供重要佐证,对完善、提升文物保护体系发挥重要作用,对推动新时代文化遗产保护有着独特价值。水下文化遗产是中国历史文化遗产的重要组成部分,是中华优秀传统文化的重要载体。古代,海洋是隔离人类文明的屏障,船舶与航海的技能,促进了不同种族文化间的交流融合,也使中国与世界更加紧密联系起来。沉船遗址成为了解研究古代社会的珍贵标本,更全面、更真实、更直观,更具独特性,可以从不同方面再现古代中国历史。

“财富来自于海洋,危险也来自于海洋”的古人观点也从一个侧面道出水下考古的难度。当前,我国的沉船考古同样在技术手段、人才培养、理念体系、政策机制等方面面临挑战。

下一步我国水下考古规划重点是摸清家底,开展区域调查等重点任务,还将依据《保护水下文化遗产公约》《中华人民共和国水下文物保护管理条例》,通过多种举措推动水下文物保护、展示和利用,并鼓励公众参与其中、共享水下文化遗产保护成果。

(本端驻福建记者黄国勇 采访整理)

“华光礁Ⅰ号”:再现宋代海上贸易

柯 伟 本端驻海南记者 陈关超

▲ “华光礁Ⅰ号”沉船复原船

走进海南省琼海市的中国(海南)南海博物馆,一艘巨大的沉船复原船分外醒目。这是该馆以1∶0.95比例打造的“华光礁Ⅰ号”复原船。该船船长22.14米、船宽8.1米、吃水深2.7米,配备13个水密隔舱,起到分舱抗沉的作用,同时采用多重板鱼鳞搭接结构,可以防止船外水的渗漏,提高船壳板结构强度。

800年前,一艘满载货物的南宋商船,航行到“千里石塘、万里长沙”的西沙群岛华光礁处不幸沉没。1996年,中国渔民在西沙群岛华光礁礁盘内作业时发现该沉船。历经海水与洋流近800年的浸泡与冲刷,“华光礁Ⅰ号”船体部构件与船艏、船艉已不存在,只剩木质船体的部分残存在水下。1996年试掘期间发现有11个隔舱,船体上层甲板已不存在,底层的船体保存基本完好,初步估计该船的排水量在60吨至100吨。

在试掘期间,共出水陶瓷器、铜镜残片等遗物850多件,随后确认该沉船为中国南宋时期海外贸易的商船。2007年经国家文物局和有关部门批准,由国家博物馆和海南省文物部门共同承担西沙“华光礁Ⅰ号”遗址发掘。这一阶段的发掘主要完成沉船遗址的全面揭露,总发掘面积约370平方米,并完成了船体的全面测绘。

2008年11月中旬至12月底,在中国国家博物馆水下考古中心和海南省文物部门组织下,西沙考古工作队汇集北京、海南、上海、福建等省市的水下考古专业人员共36人,对西沙“华光礁Ⅰ号”沉船遗址进行第二阶段的水下考古发掘,发掘工作历时43天。

考古队员将“华光礁Ⅰ号”沉船拆解为511块船板逐一托出水面。对拆解船体过程中的每一环节均进行了精确记录,提取时对每块船板均按发掘顺序编号、测量、绘图、摄影等,船板出水后被放在调配好的硼酸水里浸泡,取出后用塑料薄膜包裹,装箱时在箱内放置一些薄海绵,喷水保湿后打包封存,511块船板按工序被分装在177个箱子里。上述工作为以后船体的保护和复原工作提供了科学依据和基础。

经过两次水下考古发掘,共出水船体构件500多块,铁器等各类文物逾万件。“华光礁Ι号”沉船出水文物以陶器、瓷器占大部分,又以青白釉、青釉居多,还有少量酱釉器。器形主要有碗、盘、碟、壶等,装饰手法和纹样丰富,主要有闽清义窑、磁灶窑以及景德镇湖田窑等的产品。这些器物的所属年代为南宋中期,并由此确定“华光礁Ⅰ号”沉船年代为南宋中期。

“华光礁Ⅰ号”沉船发掘是国家海疆考古“十一五”发展规划中的重要实施项目之一,是中国水下考古由近海向远海的重要迈进和成功探索,为中国水下考古的发展起到了积极的推动作用。

在中国(海南)南海博物馆3号展厅陈设的“八百年守候——西沙华光礁Ⅰ号沉船特展”,为观众详细讲述了这艘南宋沉船的前世今生。依托该展览,中国(海南)南海博物馆还开发了“华光礁Ⅰ号”系列文创产品,以期更好地传播海上丝绸之路文化。

(本文图片均由受访单位提供)

2022年9月22日《中国文化报》

第8版刊发特别报道

《古船出水记——中国水下考古的实践与展示》

责编:陈晓悦