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審核專家：蔡大偉 吉林大學(xué)考古學(xué)院教授

不管是在文化作品中，還是在現(xiàn)實(shí)的科考活動(dòng)里，隱藏在水面之下的古代沉船都充滿著神秘色彩。然而和文化影視作品中，主角們探秘深海如無(wú)物的劇情不同，現(xiàn)實(shí)世界的考古工作中，想要揭開深藏水下的沉船背后的秘密卻難如登天。

2015年，在長(zhǎng)江口崇明橫沙水域水下調(diào)查的過(guò)程中，上海市文物局意外發(fā)現(xiàn)了一艘木質(zhì)沉船，并將其命名為“長(zhǎng)江口二號(hào)”。2022年，長(zhǎng)江口二號(hào)終于被整體打撈出水。這艘古船是目前國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的體量最大的木質(zhì)古船，創(chuàng)下了多個(gè)世界之最。

打撈工程主作業(yè)船“大力號(hào)”

來(lái)源｜上觀新聞

對(duì)于這樣珍貴的文物，打撈工作自然是慎之又慎，各種各樣的水下考古技術(shù)都在此次打撈工程中顯露頭角。本篇文章將帶大家淺淺了解一下水下考古與其中的技術(shù)。

探尋水下秘密：水下考古

水下考古學(xué)是考古學(xué)的一個(gè)分支，顧名思義，就是對(duì)水下的人類文化遺存進(jìn)行研究的學(xué)科。水下考古需遵循考古學(xué)之原則，按照相應(yīng)考古理論以及技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，且對(duì)于水下遺址需進(jìn)行全面的史學(xué)及考古學(xué)考據(jù)。

20世紀(jì)80年代，水下考古被引入中國(guó)，在一批批水下考古學(xué)家的努力下，我國(guó)在“南海一號(hào)”和“白礁一號(hào)”宋代沉船遺址、沿海沙丘貝丘等多處水下遺址或涉水遺存的調(diào)查、發(fā)掘與保護(hù)工作中取得了重要成果。

雖然在考古學(xué)體系中，水下考古學(xué)可以算得是剛剛起步，但水下考古學(xué)在關(guān)于古今中外貿(mào)易、水上交通、船史等研究方面仍有巨大潛力。

水下沉船 來(lái)源丨pexels

盡管水下考古學(xué)相對(duì)而言尚顯稚嫩，但是在不斷摸索中，我們總結(jié)出了形形色色的考古方式與技術(shù)。除了水下攝影、海洋掃測(cè)、海洋測(cè)量等技術(shù)，還有這次“長(zhǎng)江口二號(hào)”工程中應(yīng)用的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)——弧形梁非接觸文物整體遷移技術(shù)。

海洋掃測(cè)聲吶技術(shù)

首先要介紹的就是海洋掃測(cè)聲吶。聲吶作為在海洋探測(cè)中便利好用的“神器”，在海洋探測(cè)中的地位自然非常高。而在水下考古中，聲吶探測(cè)也有著舉足輕重的地位。

海洋掃測(cè)聲吶技術(shù)主要用于對(duì)海底進(jìn)行大范圍掃測(cè)。而在多種聲吶技術(shù)中，有三類應(yīng)用最廣，它們就是：側(cè)掃聲吶，多波束聲吶以及合成孔聲吶。由于這三種聲吶工作原理、應(yīng)用技術(shù)不同，故它們?cè)谑褂脙?yōu)勢(shì)及適用場(chǎng)景上也有不同。

聲吶系統(tǒng)

來(lái)源｜中國(guó)青年報(bào)

側(cè)掃聲吶由母船拖動(dòng)以實(shí)現(xiàn)在海水中的航行，相對(duì)于其它聲吶技術(shù)，雖然側(cè)掃聲吶在作業(yè)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)航速不穩(wěn)定或抖動(dòng)的問(wèn)題，但可以獲得更高清晰度的圖像以及更清楚的地形顯示。而且，側(cè)掃聲吶現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)簡(jiǎn)單、探測(cè)成果影像直觀，可以現(xiàn)場(chǎng)讀圖、識(shí)圖，實(shí)現(xiàn)水下檢測(cè)缺陷異常情況的現(xiàn)場(chǎng)判斷。

而多波束聲吶則運(yùn)用了寬覆蓋高分辨多波束測(cè)深技術(shù)、橫搖穩(wěn)定技術(shù)等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)深深度與覆蓋寬度兩個(gè)指標(biāo)的統(tǒng)一和實(shí)現(xiàn)對(duì)橫搖產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差的補(bǔ)償。

“長(zhǎng)江口二號(hào)”古船多波束聲吶掃測(cè)合成圖

來(lái)源丨新聞圖片

多脈沖技術(shù)則是通過(guò)向多方向發(fā)射不同頻率的脈沖聲信號(hào)，使單次探測(cè)信息量增加，提高刷新率。除此之外，還有合成孔徑聲吶技術(shù)，它的特點(diǎn)就是分辨率較高，對(duì)較大數(shù)據(jù)量處理效率較高，且航向分辨率與作用距離與信號(hào)頻率無(wú)關(guān)。

水下拍攝工作的意義

水下拍攝等工作在水下考古是不可或缺的。由于水下拍攝環(huán)境特殊，進(jìn)行潛水拍攝時(shí)，要求潛水員熟練掌握拍攝器材和熟悉海洋特性，這樣才能拍出具有考察意義的水底照片。

在長(zhǎng)江口古船打撈過(guò)程中，使用了更加先進(jìn)的智能水下攝像系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是為應(yīng)對(duì)長(zhǎng)江復(fù)雜的水下考古環(huán)境而研發(fā)的。這個(gè)系統(tǒng)大量運(yùn)用了包括無(wú)人艇、自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等智能化識(shí)別和操作，為長(zhǎng)江口水下考古立下了汗馬功勞。

雖然有了智能化系統(tǒng)，但傳回的遺址照片依然模糊不清。此時(shí)，上海大學(xué)李曉毛工程師勇?lián)厝?，通過(guò)專業(yè)手段對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)，才得到清晰的水底圖像。

獨(dú)創(chuàng)“弧形梁非接觸文物整體遷移技術(shù)”

2007年，“南海一號(hào)”被打撈出水，開創(chuàng)了全新的打撈解決方案——古船整體打撈。15年后，這一打撈方式又被應(yīng)用于“長(zhǎng)江口二號(hào)”的打撈中。此次打撈也開辟了多項(xiàng)新技術(shù)，其中最為特別的**“弧形梁非接觸文物整體遷移技術(shù)”**，為世界首創(chuàng)。

由于長(zhǎng)江口高泥沙含量且水流湍急的特點(diǎn)，故“長(zhǎng)江口一號(hào)”并不能使用分段沉箱的打撈方法。好在經(jīng)過(guò)相關(guān)機(jī)構(gòu)的研究后，創(chuàng)造了“弧形梁非接觸文物整體遷移技術(shù)”。它的原理為利用弧形梁，在沉船底形成巨大沉箱，將沉船連同附近的泥沙一同打撈上來(lái)，然后由工程船運(yùn)輸至目的地。

打撈前，工作人員用水流沖刷沉箱周圍的淤泥，以減少海泥對(duì)沉箱的吸附力。

來(lái)源｜上觀新聞

打撈時(shí)，為了能穩(wěn)定托住古船，使用了22組弧形梁、46組鋼絞線將其固定住。在22號(hào)巨大弧形梁將古船無(wú)接觸地抱住后，將其以2米每小時(shí)速度提升，經(jīng)過(guò)兩個(gè)多小時(shí)，才將古船成功離底。然后，又以每小時(shí)3—4米的速度，在經(jīng)歷了兩個(gè)多小時(shí)的上升過(guò)程才將古船嵌入工程船“奮力號(hào)”。在這個(gè)過(guò)程中，融合了十幾項(xiàng)如液壓同步提升技術(shù)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)。

弧形梁穿梁現(xiàn)場(chǎng) 來(lái)源｜上海市文化和旅游局

雖然長(zhǎng)江口為渾水區(qū)，打撈難度很大，但是工作人員并未被眼前的困難擊退。在這個(gè)過(guò)程中，上海大學(xué)無(wú)人艇工程研究院院長(zhǎng)彭艷率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)迎難而上，解決了多個(gè)技術(shù)難題。如創(chuàng)新性地解決了收集超低頻能量的難題，這樣就可以實(shí)現(xiàn)海底能量的實(shí)時(shí)收集，長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行水底文物的監(jiān)測(cè)工作了。

彭艷團(tuán)隊(duì)研制的無(wú)人艇也在研究過(guò)程發(fā)揮了不可替代的作用，如“精海6號(hào)”無(wú)人探測(cè)艇就承擔(dān)了區(qū)域數(shù)據(jù)采集的任務(wù)。

長(zhǎng)江口二號(hào)古船出水 來(lái)源｜新華社

水下遺址美麗又奇妙，當(dāng)它沉入海中之后，即使經(jīng)過(guò)幾百上千年的時(shí)間，我們依然可以讀出它們身上的故事。這就是水下考古學(xué)的意義，在茫茫的水面之下，還有許多關(guān)于人類文明的故事等待我們?nèi)ヌ剿髋c閱讀。

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