【内容提要】随着我国水下考古事业近30年的发展,水下文物出水后的保护技术成为人们关注的新问题。为此,文物科技保护工作者做了大量工作并取得了一定成绩,但对于不断被发掘打捞出水的大量文物来说,出水文物科技保护人员寥寥可数,不能满足工作的需要。出水文物的科技保护面临新的任务和要求,需要有针对性地提出解决问题的方法和策略。
【关键词】出水文物 保护技术
300万平方公里的辽阔海疆,1.8万公里的海岸线和丰富的内陆水域,曾经无比辉煌的航海史,作为海洋大国,我国水下文化遗产十分丰富。
水下文化遗产保护是我国文化遗产保护工作的重要内容。世界各沿海国家已经抓紧开发利用海洋资源和空间,水下文化遗产的保护与利用也日益引起各国政府的广泛关注。2001年,联合国教科文组织通过了《保护水下文化遗产公约》,这是世界范围内通过的第一个关于保护水下文化遗产的国际性公约,保护水下文化遗产被提到议事日程。
一 中国出水文化遗存的调查和发掘打捞
我国沉没在海洋和河湖的古代文化遗存相当丰富。古代帆船为水域运输作出贡献,而历代沉船则成为水下文化遗产的主要组成部分。
1985年,英国人迈克尔·哈彻等在南中国海域,探测并盗捞到一艘1750年驶离广州前往荷兰途中沉没的清代沉船。他们将船中清康熙年间的15万件青花瓷器和125块金锭等文物全部打捞出水,并于1986年在荷兰阿姆斯特丹拍卖。此事引发中国有关机构和学术界的关注,随即开展了我国水下文物的考古与保护工作。
1987年11月,中国历史博物馆(现中国国家博物馆)考古部设“水下考古学研究室”,后扩建为水下考古研究中心,负责承担全国范围的水下考古工作。1989年10月20日,国务院正式公布《中华人民共和国水下文物保护管理条例》,继而先后同荷兰、美国等国的水下考古界进行交流与合作。该中心于1989年至2009年,先后举办全国水下考古培训班五期,培养了大批水下考古技术骨干。
此外,自1988年以来,相关单位在中国的渤海、黄海、东海、南海四大海域,辽宁、山东、浙江、福建、广东和海南等省份之近海,以及西沙、南沙群岛,已进行了多次水下文物的调查和发掘工作。其中,中国南海是“海上丝绸之路”的必经航线,数千艘古代商船沉没于此,无数宝藏深埋海底,现已有多处沉船遗址发现。
(一)“南海一号”
l978年,广东阳江海域发现一艘南宋时期木质沉船,该船长约30米,宽10米,运载外销瓷器等货物,在出海途中航行至距广东阳江海岸线20海里处,突遇恶劣天气沉没海底。1989年,经国务院批准,中国历史博物馆组建中国南海沉船水下考古调查队,开始对南海沉船进行考古调查,并将此处沉船命名为“南海一号”。水下考古队对沉船遗址共进行了8次考古调查、勘测和试发掘,探明沉船位于海面下24米深处,被1米多厚的淤泥所覆盖,船体保存较好,并打捞出瓷、金、银、铜、铁、漆等各类质地文物。
虽然对水下沉船遗址保护的最好方式是原址保护,但由于近年来水下文物盗掘活动猖獗,不得不对一些古代沉船进行抢救性发掘。
“南海一号”采用的是“整体打捞”方案。2002年起,广东省文物考古研究所和交通部广州打捞局经联合攻关,研究出创新型古沉船整体打捞保护技术。于2007年12月,将该沉船及其遗物与其周围泥沙按原状固定在特殊的钢制沉箱内,一次性吊浮起运整体打捞出水,随即移入专为“南海一号”沉船建造的广东海上丝绸之路博物馆的“水晶宫”中,在博物馆内实施后续考古发掘和保护(图一)。该项成果于2010年11月荣获“国家文物局文物保护科学和技术创新奖一等奖”。
(二)辽宁绥中元代沉船遗址
1991年,辽宁绥中县渔民在三道岗海域拖网捕鱼作业时,打捞出一批古代瓷器和破碎木船板。1993年中国历史博物馆在绥中海滨建立水下考古工作站,水下考古人员在遥感物探、航海运输、海洋打捞等部门的合作下,展开三道岗海域沉船遗址的调查与遗物打捞工作。经对沉船海域进行高精度遥感扫描探测,确定沉船的精确经纬度,历经了四次潜水调查与发掘。打捞出水的沉船遗物以瓷器为主,还有陶器、铁器和零星木质船板。其中,出水瓷器为河北磁县元代磁州窑系产品,船板经碳十四测定证实,距今740±80年,可确定为元代沉船。
(三)西沙“华光礁一号”南宋沉船遗址
1996年在西沙群岛中永乐群岛南部的华光礁,发现沉船遗迹,命名为“华光礁一号”南宋沉船遗址。此遗址曾遭到多次非法盗掘,破坏严重。1998年,经中国历史博物馆和海南省文物部门的初步试掘,出水陶瓷器、铜镜残片等遗物850多件以及船板等。2007年,由中国国家博物馆和海南省文物部门共同组建的西沙考古工作队,再次对“华光礁一号”沉船遗址进行考古发掘。2008年,第三次赴西沙海域发掘,并将“华光礁一号”沉船船板拆解,对单片船板进行编号,采取逐片打捞的方式全部托出水面。至此,这艘沉睡海底800多年的南宋古船遗址发掘工作圆满完成,共发掘古陶瓷器1万多件和古船板511块。对“华光礁一号”南宋古沉船的发掘,是我国第一次在远海对古沉船遗址进行全面发掘清理。
(四)广东汕头“南澳一号”沉船遗址
“南澳一号”沉船位于南澳县东南海域,距南澳岛最近距离约2海里。2009年9月26日,对“南澳一号”的打捞工作开始启动,2010年对“南澳一号”进行为期3个月的正式打捞,打捞出水大量青花瓷器,总数在万件以上。该沉船是一艘向外运送瓷器的失事商船,其年代被确定为明万历年间。
(五)福建平潭“碗礁一号”沉船遗址
2005年,福州市平潭县渔民在碗礁海域捕鱼时意外捞出古代瓷器。该遗址被发现后即遭到大规模盗捞。中国国家博物馆等单位迅速组建水下考古队进行抢救性发掘,从沉船中打捞出清康熙时期珍贵文物17000余件,其中大部分为青花瓷,还有青花釉里红、单色釉、五彩瓷器等品种,该沉船后被命名为“碗礁一号”。2008年,对“碗礁一号”沉船船体,以及水下遗址进行测量,提取各种数据,为沉船打捞及水下文物遗址保护研究提供科学依据。
二 出水文物的保护技术
水下文化遗产保护是我国文化遗产保护事业的重要领域,也是一项新兴的课题。文物打捞出水后面临的最关键问题是其所处环境发生显著变化,光线辐射、海水盐分、环境温度等因素的变化,都会对出水文物产生巨大影响。所以必须从文物保护科学技术的角度,审慎制订保护修复技术方案,进行抢救性保护技术处理,确保沉船及遗物妥善保存。
具体来说,出水文物的保护修复包括船体保护和遗物保护两个方面。
(一)船体保护
我国古代沉船多为木质。海洋发掘打捞的木船构件,其含水率高达300%以上,出水后环境的改变会使木材快速干燥、龟裂、剥落、变形,特别是船体经拆卸打捞分离开的船板,会因变形而难以再次拼合成为完整船体。
因此,木船出水后要立即对其进行脱水定型加固,使之整体复原。饱水木质沉船的脱水定型方法有聚乙二醇法、冰冻升华干燥法、自然缓慢脱水法等。
聚乙二醇法是饱水木质文物脱水渗透加固法之常用方法。渗透加固是用无机材料或有机高分子材料,渗透填充至木材的孔隙,待新材料固化后,就会对木材起到加固支撑作用,防止木材纤维的收缩,这是处理饱水木材脱水定形加固的一个重要途径。聚乙二醇是由乙二醇聚合而得,通常以PEG表示。纯净的聚乙二醇无色无臭,蒸汽压低,对热稳定,不易起化学变化,为较稳定的水溶性高分子材料。聚乙二醇的分子量高低不等,由200至6000甚至12000。当PEG水溶液与饱水木材接触,PEG即向木材纤维内渗透,使木材纤维内的水分被PEG置换,PEG支撑着纤维结构,使其不致收缩变形。采用聚乙二醇法保护船体的成功范例是瑞典的“瓦萨号”木质战舰。“瓦萨号”船体打捞出水后,立即在船室内用聚乙二醇进行浸渗加固脱水定形,经过20年连续喷雾浸渗,使船体脱水工程圆满完成。此外还有韩国新安木船,该木船船体是被拆卸为455件单体木构件打捞出水的,这些木构件经PEG脱水加固处理后,再进行船体组装复原。这种方法,工艺简便、价格较低、无毒无害、不易燃烧、不污染环境。
真空干燥定形法是使饱水木材在真空环境中脱去水分而干燥定形的方法。其特点是需要真空干燥设备。自然缓慢脱水法则是将出水木船构件,在特定的稳定环境中,使其水分极其缓慢地挥发,挥发越慢,脱水效果越好,最终达到脱水目的。福建泉州海外交通史博物馆陈列的宋代木船,是中国出水木质沉船保护成功的实例,该沉船的保护工作即是采用自然缓慢脱水法中的高湿度控制脱水技术完成的。
(二)遗物保护
沉船遗物以运载的货物为主,其余为船员生活用品和船体的附属设备。其材料质地种类繁多,已发现的有金属、陶瓷、石材、玻璃、纺织品、皮革、牙骨等。水下古代遗物在水环境中沉没年久,其环境已处于相对稳定状态,打捞出海水后环境的急骤改变,易导致文物的迅速劣化,故出水文物的紧急抢救性保护,必须于文物出水前做好充分技术准备,待文物出水后,立即进入保护程序。海洋出水的遗物具有特殊性,因而除对其实施各类文物的常规保护方法外,还需对海洋生物沉积进行清除及脱盐、脱水。
海水为含盐量高的水体,各种可溶性盐的离子都会渗透到各质地遗物的毛细孔中,遗物出海水后水分急剧蒸发,可溶性盐类在遗物内部或表面形成盐类结晶。环境潮湿时,析出的结晶物可再溶解,重返回遗物的毛细孔中,如此反复作用使文物受损。
其中,铁、铜等金属器物由于氯化物的存在,导致腐蚀作用加剧。铜器滋生蔓延有害锈,铁器生成氯化铁使腐蚀作用循环。而陶瓷器则会因盐类结晶而导致胎体崩裂,釉层剥落(图二、三)。故对出水文物脱除盐分是非常紧急必要的。
海洋环境对文物造成的另一危害是海洋生物的附着沉积(图四)。沉船遗物潜在海底,极易被海洋生物附着,这些附着物主要有牡蛎、盘管虫等,它们的躯体成分为碳酸钙,质地坚硬,结合紧密,不易去除。海洋出水文物的沉积覆盖层,不仅包裹器物的全部或大部,使其见不到器形、纹饰,更为严重的是,其吸附的可溶性盐类会长期伴随遗物本体(图五)。
目前,我国海洋出水文物在木质、金属器、陶瓷器材质方面,都已有行之有效的保护修复技术手段。
三 出水文物保护技术前景
中国历史博物馆文物保护实验室密切配合水下考古事业的发展,是我国最早开展出水文物保护技术的机构。自1987年中国历史博物馆成立水下考古学研究室之日起,该文物保护实验室即将出水文物保护技术研究列入其工作范围,承担起从科研课题立项、文物材质分析至出水文物保护修复技术实施等全部任务,并派有文物保护科技人员参加到水下文物考古队。1993年在绥中海滨建立的水下考古工作站设有文物修复室,进行现场抢救保护。
2009年10月至2010年1月,中国文化遗产研究院教育培训中心受国家文物局的委托,在北京举办为期三个月的“全国出水文物科技保护修复培训班”,是我国首次为沿海地区专门培养出水文物科技保护修复人才的专业培训。来自沿海地区的17位学员通过理论学习、修复技术实践和实地考察,初步掌握了出水文物保护的基础理论和修复技术。他们是出水文物保护科技的新生力量,有的现已承担起其单位出水文物保护科技的重任。
我国的水下考古事业从起步至今,经历了零星遗物打捞、传统水下考古和沉船整体打捞的不同阶段,取得较丰富的实践经验。随着国家经济实力增长和科学技术创新,水下文物的调查发掘打捞和出水文物保护技术必将呈现更加辉煌的新局面。
尽管我们以前在水下文物保护方面取得了一定成绩,但相对于不断出水的水下文物来说,保护技术工作可谓任重道远。作为一名文物保护科技工作者有几点建议,并愿为此尽微薄之力。
第一,及时抢救保护出水文物,确保“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”文物保护方针的落实。
妥善保护水下文化遗产,需及时对出水文物进行抢救性保护技术处理,消除导致文物劣化变质乃至毁损的有害因素及隐患。入馆收藏的出水文物,应把预防性保护工作置于首位,以防止由于人为和保存环境的不当而令文物受损。
第二,组建出水文物保护技术专业机构。
在出水文物较集中地区,如广东、海南、福建等省的博物馆或考古研究所内,组建出水文物保护技术专业机构。在分析检测仪器和保护修复专用设备、科技信息采集储存、文保科技人员配置等方面给以充分有力的保证,水下考古工作队中要有文物保护技术人员参加。如已成功实施整体打捞的“南海一号”沉船,保护好整船的各类文物将是艰巨而具创新意义的重大科研课题。通过科技实践的锻炼,“水晶宫”完全可以成为出水文物保护技术科研基地。
第三,开展出水文物质变机理的研究。
运用现代分析检测设备,对各历史时期、不同海域沉没的各种质地文物,进行全面系统的成分、结构和形貌分析,包括对木质船体、陶瓷器、铁器、金银器等一切材质制品。从而探明其受损原因和质变规律,研究有效保护文物的途径。
第四,在实践中探索出水文物保护修复技术。
文物保护是应用技术科学,运用化学的和物理的方法,对出水文物进行技术处理,使文物的病害消除,毁损得以恢复,劣化现象受到控制。文物保护技术必须以实践为前提。目前,在出水的木质、金属器、陶瓷器等方面,已有行之有效的修复技艺,但仍要在实践操作中不断地创新完善新技术和新材料,特别是脱水、脱盐、清除附着物等特殊的技术工艺,并在此基础上编制出水文物保护修复技术规范。
第五,培养出水文物保护修复技术人才
精通出水文物保护基础理论和修复技能的专业人才,是实现出水文物永久性保存的基本力量。目前各博物馆招聘的从事文物保护科技人员,很多是来自理工科的本科生、研究生,他们有系统的自然科学基础理论,熟悉科学研究方法和实验技能,所学专业知识可引进文物保护领域,但仅此是远远不够的。出水文物保护修复技术人才,除了要求掌握广博的自然科学基础理论和各种技术科学知识外,还要具备一定的社会科学知识,包括历史学、考古学、博物馆学、科技史、艺术史等,具备较强的动手能力,具有一定程度的艺术修养和审美能力,才能肩负起出水文物保护修复的重任。
以举办专题培训班的形式集中培育技术人才是一个很好的方式。2009年,中国文化遗产研究院教育培训中心举办的 “全国出水文物科技保护修复培训班”是成功的,并值得借鉴,提倡理论教学和实际操作并重,弥补了缺乏实践经验之不足,效果显著。
附记:文中图一、二、三由张瑞提供,图四、五由付永海提供。
(责任编辑 朱亚光)