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以科技为未来
写就我们的“当下”

无人机效果图 (@视觉中国 供图 )
甘草岭遗址中期发掘现场航拍照片。
   荔城街三维地形图与先秦两汉遗址分布图
解放中路安置房项目唐宋遗址
解放中路安置房项目遗址地层出土的波斯蓝釉陶片(宋)。

  岭南文化经纬度

  城址方圆 5

  不同时代有不同时代记录历史的方式。对于商周时期的人来说,历史可能是龟甲、牛骨、青铜器上的那些刻划或铸造的文字;稍晚,“二十四史”里记下的人和事成为更多中国人记忆的一部分;而到了今天,随着科学技术的进步,我们如何以这个时代独特的记录方式,为后人写就我们的“当下”,他们的“历史”?

  近年,广州的文物考古工作者们,运用各种各样的新技术,逐渐为我们绘制着前所未见的时代画面。其中所蕴含的细节与层次之丰富,在传统的记录方式中不可想象。这些成果让分散各地的文物史迹得以越来越方便地与我们的日常生活连接,让其中的历史与文化信息可以快速地在今天被搜索和转换,成为创新和发展的重要源泉。

  系列策划:陈伟胜

  本版撰文:广州日报全媒体记者卜松竹

  通讯员:穗文考

  资料图片:广州市文物考古研究院提供

  珠江水域水下考古 运用多种技术“看清”水下

  为摸清广州地区珠江水域水下文化遗存埋藏情况,推动海上丝绸之路广州史迹保护和申报世界文化遗产工作,广州市文物考古研究院联合国家文物局水下文化遗产保护中心、广州龙德潜水服务有限公司,2017年7月至8月对海珠区南沙港快速以东至南沙区乌洲岛以北珠江流域,9月对扶胥古运河流域(庙头街道至南岗街道陆地,扶胥古运河水域,扶胥古运河连接珠江和东江水域)进行了物探调查和潜水探摸。

  在此次调查中,考古专家们运用了许多现代化技术手段,比如多波束测深系统、侧扫声呐系统、磁力探测系统、浅地层剖面系统等,在北珠江流域实际调查水域面积24.05平方公里。

  广州地处珠江口,海岸线长达522千米,滩涂面积共500多平方千米,海岛共15个,有南沙、莲花山、海鸥岛、龙穴岛4个天然良港,通过虎门、蕉门、洪奇沥、横门四大口门汇入伶仃洋,濒临南海。广州所辖水域面积约744平方千米,其中包括西航道、前航道、后航道、三枝香水道、官洲水道、仑头水道、沥滘水道、狮子洋水道、莲花山水道、穿鼻水道、龙穴水道和伶仃洋。2007年起,广州启动海上丝绸之路保护和申遗工作。2012年,广州海上丝绸之路史迹被列入《中国世界文化遗产预备名单》。2016年起,国家文物局正式启动海上丝绸之路保护和申遗工作。2017年4月20日,广州成为海上丝绸之路申遗的牵头城市。

  据广州市文物考古研究院发布的《2017年度广州海上丝绸之路文化遗存考古工作简报》(《简报》),此次考古调查工作在结合历史文献信息、海图以及前期考古调查、发掘成果的基础上,旨在初步了解广州珠江口水域的水下文化遗产资源,为下一步工作提供素材、积累经验,并对已发现的水下遗存提出具体的研究和保护计划。

  《简报》指出,此次物探调查对铁桩水道及黄埔水道至乌洲岛水域(狮子洋至川鼻水道)开展探测工作,组建了水上探测平台。其间采用多波束测深技术对水下地形进行了14天的探测,得到了较为精确的水底三维地形图。水底三维地形图显示大部分河道底部较为平坦,淤泥较厚,高差起伏小,水底目标物较少,河道中间大多为航道,较两侧深,应是航道疏浚导致的。探测还获得了各区域河道的水深数据。

  为了解水底形态和目标物情况,本次探测还采用了侧扫声呐系统并形成了水底二维声像图,并通过磁力探测发现河道中磁力值分布极不规律,数值跳动较大,“这与河道中过往船只较多,河道中航标分布密集以及河道两岸现代建筑与停泊大型船舶较多等干扰因素有关。”

  在物探调查阶段,考古人员发现包括沉船、码头及不明堆积等疑点61处。为确认物探调查疑点的性质,他们进一步对相关疑点进行了水下探摸和确认工作,共确认沉船本体1处,沉船疑点4处,采集螺旋桨、陶瓮等文物4件,出水船体构件、石块等标本30余件。本次调查基本摸清了自黄埔古港以下至虎门大桥珠江水域(广州辖区)水下文化遗存的分布情况。

  依托地理信息系统 建立增江流域地下文物数据库

  广州市文物考古研究院方面表示,近年院方在做好配合基本建设考古的同时,也主动开展了一些专题考古调查、勘探和发掘工作。2016年3月至2017年5月与中山大学人类学系合作进行增江流域考古调查就是其中一例。增江属东江支流,是广州东部的一条重要河流。调查共计复查和新发现先秦两汉时期遗址400余处。调查过程中,他们积极探索利用最新科技手段为田野调查服务,田野调查方法、资料搜集、资料整理、考古研究、成果展示等各方面有了质的提高。

  广州市文物考古研究院考古研究部主任曹耀文在《增江流域区域性考古调查实践与收获》中指出,增江流域是珠江三角洲东部早期考古遗存分布较密集的区域。20世纪50年代便发掘了金兰寺贝丘遗址,发现广州地区最早的彩陶文化。此后陆续发掘清理西瓜岭窑址、老虎岭汉墓、围岭遗址、扶浮岭遗址、墨依山遗址等,时代涵盖新石器时代晚期、商周、汉代等。这一系列发现初步构建起增城地区早期考古学文化编年。

  而2016年-2017年的此次调查的一大特点是依托“考古通”软件展开田野考古调查,“以期通过大范围的区域调查,在遗存发现、田野调查方法、聚落考古、考古GIS空间分析等方面有所创新。”

  曹耀文指出,借助“考古通”地理信息系统软件,“本次区域调查较传统调查在信息采集、数据存储管理、分析查询、成果展示等四方面均有较大改善和提升。采集的信息包括网格信息、遗物信息、断面信息、钻探信息、探沟信息、轨迹信息、不可移动文物等,但该系统未设置‘遗迹信息’记录模块,是一个缺憾。”为便于记录调查路线,考古队员们现场使用的平板电脑配置了轨迹记录功能。调查时,打开轨迹记录,平板电脑将自动以30秒/次的频率记录经纬度和时间。这些信息上传“考古通”系统后,便可根据时间、调查队员名字查询和生成调查轨迹路线。

  而在“获取采集信息后,队员们将各个终端数据上传到服务器存储;各个终端可下载服务器所存储的信息。也就是说,采集的信息可实现实时共享,现场采集数据在后期整理时可以修正和完善”。

  随后,考古工作者们采用Arcmap软件来构建地理信息系统数据库,将网格点信息、遗物点信息、断面信息、轨迹信息等与已有的地图资料、DEM数字高程数据和天地图卫星影像等整合,通过空间校正实现数据的坐标配准和统一,以进行后续分析。比如,将遗址点与行政区划、河流水系、地形等图层数据进行叠加,便可根据需要生成遗址分布图;将各遗址遗物点与遗址地形图等数据进行叠加,便可生成遗物分布图;将轨迹数据点与卫星图、地形图等数据进行叠加,根据不同调查队员、不同时间、不同网格分别进行显示,可生成轨迹分布图;此外,还能利用地理信息系统丰富的空间分析功能开展遗址空间分析研究。

  曹耀文指出,在这次调查中,对派潭镇、正果镇、小楼镇、荔城街道、增江街道5个镇街的调查合计时间近1年,调查网格973个,共计复查和新发现各时期遗址451个,其中先秦两汉时期遗址438个。最终有效采集遗物信息经整理有8735个,其中先秦两汉时期遗物信息整理了8552个,“实践表明,‘考古通’地理信息系统提升了田野调查信息采集的系统性和全面性,实现了遗迹遗物信息、遗址自然地理环境信息、影像信息、测绘信息等系统而全面的记录,为构建考古信息数据库提供了翔实的资料。在GIS(地理信息系统)支持下,田野调查所获取的基础信息为增江流域遗址聚落考古学空间研究提供了便利,进而推动传统聚落考古研究由定性分析向定性和定量分析转变,并为解决聚落分布时空演变规律提供了全新的整体性思路,也为探索珠三角地区先秦文明化进程演变提供了全新的视角和思路。”

  从无人机到浮选法 新手段助力“与古人对话”

  记者了解到,在过去的几年间,广州考古工作实现了科技升级,每个工地全面应用无人机进行航拍、移动监控设备进行24小时无死角监控;有机物出土的遗址均采用浮选等方法提取、后期科学检测分析的手段。这都反映了新时期广州考古工作的新发展与新状态。

  不久前,北京大学考古文博学院邓振华研究员发布了他联合广州市文物考古研究院考古人员在广州市黄埔九龙甘草岭遗址所进行的植物考古学工作的最新进展。研究发现了距今4800年-4600年前的水稻和小米,其中小米是岭南遗址中目前发现的最早的旱作遗存。研究者认为甘草岭小米的发现提供了广东地区的石峡文化时期明确的粟作遗存证据,“结合福建和江西近年来的植物考古学进展,说明新石器晚期华南地区稻旱共存可能是一种比较普遍的现象,这对史前农业南传的路径和模式研究具有重要意义。”而这一成果的发现,就离不开浮选法等技术手段的使用。

  广州市越秀区解放中路安置房项目考古遗址是先秦至唐宋古城演变下的珠江岸线变迁关键地段,沉积记录保存良好,剖面地层中的硅藻和软体动物记录了海陆变迁,是研究历史时期古环境与人文历史相互关系的良好材料。通过浮选法等技术的综合运用,考古专家们发现,惠福西路以南地区在东周时期渔猎文化可能是最为重要,而农业快速发展主要在秦以后;唐代的广州城虽然河网密布,陆上三角洲平原已经提供了适宜广泛开展农业耕种的地理环境;宋代以后,持续发展农业和商业活动,需要开垦更多土地,城市区域逐渐向南扩张,直到珠江北岸岸线推移至沿江路的位置。考古发现结合文献资料,为粤港澳大湾区沉积和土地环境演变过程等方面研究提供了新的证据。

  出土文物的养护是另一个大课题。广州市文物考古研究院已经建成了初具规模的文物科技保护实验室,近年来完成了1600多件/套陶、铜、木质文物保护修复,并组织开展了一系列公众修复文物体验活动。

  专家介绍,广州考古出土的器物中,陶器数量最多,陶器修复工作量最大,其中又以软陶器的修复难度最大。增城墨依山、黄埔甘草岭、茶岭等遗址出土的陶器,由于制陶工艺相对较差,强度较低,俗称“软陶”,存在残缺、断裂、裂隙、变形、硬结物、泥土附着物等“病害”,对该类软陶须开展现场保护、清理、加固、拼对、粘接、补全、随色等保护修复工作。对于青铜器,往往需在考古发掘现场先行加固、整体提取保护,然后在实验室里采取清理与除锈、加固、对有害锈转化、整形、拼对粘接、补配焊接、缓蚀、封护、随色等步骤进行保护修复。对饱水木质文物的保护步骤为清洗、整形、脱水定型、拼对、粘接、补全、随色等,其中脱水定型是饱水木质文物最关键和最重要的步骤,工作人员主要采用冷冻干燥的方法,即将饱水木质文物放入专用冰箱,在0℃以下结冰,利用冰缓慢升华的原理,达到脱水的目的。

  专家指出,考古学对古代遗存的信息提取,离不开以田野发掘、整理研究为主的传统考古和以理化分析为主的科技考古。发展到今天,考古学的发展越来越离不开科技方法的介入。

  科技考古现在使用的检测方法有两种趋势,一是依赖专业人员进行实验和数据解读的前沿手段,比如古代基因组分析;二是使用易操作的小型检测设备,比如成分分析用的便携荧光光谱仪。

  从田野发掘、实物分析到有机分子的鉴定,科技手段为了解古代社会提供了丰富的信息,活化了历史场景。而广州的考古人们也正在采用越来越多、越来越先进的技术手段,为未来书写着细节丰富、内容庞大、富含人情味的“历史”。

 
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