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第136章 三维适配(1 / 2)

2024年2月,泉州湾“通远号”沉船发掘现场,程远手持平板电脑,屏幕上显示着由声呐扫描、磁法探测与历史文献构建的“三维时空锚定模型”——这是本次发掘成功定位宋代沉船的核心技术密钥。“海洋考古最难的不是发掘,而是在茫茫大海中找到‘消失’的遗迹,”程远指着模型中重叠的三层数据,“我们的‘三维时空锚定法’,就是将物理探测数据、历史文献坐标与海洋环境演变结合,精准锁定遗迹位置。”

第一层密钥:物理探测的“双波联动”技术。郑海峰操控的“海眼-3000”多波束声呐系统,能生成0.1米精度的海底地形三维图,而配套的“磁痕-200”磁法仪则可捕捉沉船金属构件产生的微弱磁场异常。“‘通远号’的龙骨是铁杉木,本身无磁性,但船上的青铜锚链会产生独特的磁信号,”郑海峰调出探测数据,“我们在泉州湾发现一处1.2纳特的磁异常区,与声呐图中‘长32米、宽8米’的船型轮廓完全重叠,这就是初步定位信号。”

第二层密钥:历史文献的“坐标换算”法则。林珊团队将《岭外代答》《诸蕃志》中“泉州后渚港东南七里,有广舶停泊区”的记载,转化为现代地理坐标。“宋代‘七里’为3500米,结合泉州湾历代海岸线变迁数据,我们推算出宋代后渚港的位置比现在向海延伸1.2公里,”林珊展开古今海岸线对比图,“磁异常区正好落在宋代停泊区范围内,这就完成了文献与物理数据的交叉验证。”

第三层密钥:海洋环境的“沉积层逆推”模型。方美怿通过分析泉州湾柱状沉积物样本,发现“通远号”所在海域的沉积速率为每百年2.5厘米,结合碳十四测年得出的沉船年代(1192年),推算出沉船应埋在水下2.3米深的淤泥层中。“我们按这个深度设置发掘平台,果然在2.28米处发现龙骨,误差不超过2厘米,”方美怿展示沉积层分析报告,“这一步能避免盲目下挖破坏遗迹,是保护与发掘的平衡关键。”

在后续的苏门答腊兰里港航标石定位中,考古队运用同样的“三维时空锚定法”,将《岭外代答》“兰里港西有珊瑚洲,立石为标”的记载,与声呐探测到的珊瑚礁区磁异常结合,再通过当地潮汐数据推算出航标石因海平面上升被淹没的深度,最终在水下2.1米处精准找到航标石。“这套方法让我们少走了至少三个月的弯路,”郑海峰感慨道,“海洋考古不是碰运气,而是用数据构建‘时空地图’。”

南京龙江船厂遗址实验室,方美怿正带领团队对刚出土的明代船板残件进行加固处理——这块船板因长期埋在潮湿土壤中,木质纤维已严重腐朽,用手触碰便会脱落。“海洋与陆地出土的木质遗迹最大区别在于,海水和地下水会带走木材中的纤维素,留下多孔的‘木质骨架’,”方美怿手持显微镜,“我们研发的‘纳米硅烷-微晶石蜡’复合加固技术,就是给这个‘骨架’注入‘肌肉’,让它恢复强度。”

第一步:预处理的“梯度脱水”工艺。船板首先被浸泡在浓度10%的乙醇溶液中,每周提升5%浓度,逐步替换木材中的水分。“直接干燥会导致木质纤维收缩开裂,”方美怿解释道,“乙醇分子能缓慢填充木材孔隙,减少脱水过程中的结构破坏。我们用了40天完成从10%到95%的梯度脱水,船板尺寸收缩率控制在3%以内,远低于传统方法的8%。”

第二步:加固的“双组分渗透”技术。脱水后的船板被放入特制压力罐,注入纳米级硅烷溶液(浓度5%),在0.3pa压力下保持48小时,让硅烷分子渗透到木质纤维内部,与纤维素形成共价键。“硅烷能提升木材的耐腐蚀性,”方美怿展示加固后的船板样本,“但它质地较脆,所以我们还要进行第二步——注入微晶石蜡乳液(浓度8%),在硅烷形成的‘骨架’外包裹一层柔性保护膜,兼顾强度与韧性。”

第三步:定型的“低温固化”工艺。经过双组分渗透的船板,被放入45c恒温箱中缓慢固化72小时,让硅烷与微晶蜡充分交联。“低温固化能避免高温导致的木材变形,”方美怿用硬度计检测船板表面,“加固后的船板硬度达到65hb,是加固前的3倍,且能承受5%的弯曲形变而不破裂,完全满足后续展览与研究的需求。”

在泉州“通远号”沉船的龙骨保护中,这套技术发挥了关键作用。原本一触即碎的龙骨残段,经过加固后不仅能独立支撑,还能进行三维扫描建模。“传统的环氧树脂加固会改变木材的原始成分,”方美怿对比两种加固样本,“我们的技术在加固后,木材的碳、氢元素占比仍保持宋代木材的原始数据,为后续的同位素分析保留了准确样本。”

斯里兰卡皮林格港水下遗址,欧阳宗明正操作“水下软质提取舱”,小心翼翼地将一枚明代铜罗盘从海泥中取出——这枚罗盘表面覆盖着厚厚的盐壳,若直接打捞,盐壳脱落可能导致罗盘刻度损坏。“水下金属文物最大的威胁是‘盐害’,海水中的氯离子会腐蚀金属,形成疏松的盐壳,”欧阳宗明调整提取舱的压力参数,“我们的‘原位脱盐-软质包裹’技术,就是在水下完成初步保护,避免文物在提取过程中二次损伤。”

第一阶段:原位脱盐的“缓释凝胶”法。潜水员先在罗盘周围铺设特制的缓释凝胶垫,凝胶中含有0.5ol\/L的EdtA二钠溶液(一种金属离子螯合剂)。“EdtA能缓慢螯合海水中的氯离子,”欧阳宗明解释道,“凝胶垫的渗透速率控制在每天0.2,既保证脱盐效果,又不会因离子浓度骤变导致盐壳开裂。我们在水下持续监测72小时,直到凝胶中氯离子浓度降至50pp以下,才开始下一步操作。”

第二阶段:软质包裹的“弹性气囊”技术。脱盐完成后,潜水员将罗盘放入由硅橡胶制成的弹性气囊中,气囊内注入与海水密度相同的硅油(密度1.025g\/3),消除浮力对文物的拉扯。“硅橡胶气囊能贴合罗盘的不规则形状,提供均匀的保护,”欧阳宗明操控气囊的充气阀门,“硅油不仅能隔绝海水,还能缓冲提取过程中的震动——我们之前用这种方法提取过宋代铜钉,表面没有任何划痕。”

第三阶段:水上转运的“恒温恒湿”舱。装有罗盘的弹性气囊被放入特制的恒温恒湿转运舱,舱内温度控制在20c±1c,湿度85%±2%,模拟水下环境。“金属文物从水下到空气中,温湿度骤变会导致表面凝结水珠,引发二次腐蚀,”欧阳宗明检查转运舱的参数,“我们的转运舱能保持环境稳定,直到文物被送入实验室进行深度脱盐。”

在马尔代夫官屿溜遗址提取明代牵星板时,这套技术解决了铜制牵星板表面刻度易磨损的难题。“传统的硬壳提取箱会让牵星板与箱壁碰撞,”欧阳宗明展示提取后的牵星板,“我们的软质包裹技术让牵星板的刻度保存完好,甚至能清晰看到‘七指’的刻痕,为研究明代牵星术提供了完整的实物证据。”

泉州海外交通史博物馆文献研究室,程远正带领团队解读一本刚发现的明代《航海针路手记》——这本手记用中文、阿拉伯文混合书写,部分字迹模糊,且涉及大量古代航海术语,传统的文字识读方法难以完整解读。“古代航海文献不仅是文字记录,更是航海活动的‘场景快照’,”程远指着手记中的“庚酉针一百五十更”字样,“我们的‘多源互证-场景还原’分析法,就是结合文献、实物、地理环境,还原文字背后的航海行为。”

第一层互证:术语的“跨文献比对”。手记中的“庚酉针”,在《郑和航海图》《两种海道针经》中均有记载,结合《顺风相送》中“庚酉针即航向262.5度”的注释,可确定其为罗盘方位;而“一百五十更”,通过比对《岛夷志略》中“一更约合60里”的记载,可换算出航程约9000里,与马累岛到摩加迪沙的实际距离(约8800里)基本吻合。“单一文献的术语可能有歧义,但多文献比对能锁定准确含义,”程远展示比对表格,“这就像破译密码,需要多把‘钥匙’才能打开。”