象牙充氮保护箱、探方工作舱…… 多项技术首次运用于考古领域

三星堆开"盲盒" 靠重庆技术"撑腰"

2021年03月26日07:07  来源:重庆晨报网
 

这是在三星堆遗址考古发掘现场内拍摄的4个工作舱(3月10日摄)。

在三星堆遗址考古发掘现场,考古人员利用电脑现场查看新发现的象牙雕,并进行记录。

在三星堆遗址考古发掘现场3号“祭祀坑”,考古人员用全站仪为新发现的文物定位。

在三星堆遗址考古发掘现场,考古人员利用特制的升降设施在3号“祭祀坑”内作业,以减少对坑内文物的影响。

充氮保护箱

  能23倍变焦,连文物上的细小纹路都清晰可见。方舱高5.3米,只要有色彩差,摄像头能够看见土壤里头发丝般大小的痕迹。

  此外,这个系统实时采集的数据还能上传到网上,考古专家通过APP就能看到现场,可通过该系统对考古发掘现场出现的难点问题进行远程实时指导、讨论、分析、研究。

  此次考古还创新性应用了高光谱数据采集,用于检测材质的光谱信息。哪怕出土的文物只有一颗米粒大小,经过光谱分析,可以预判文物的材质。“青铜、象牙的保护方式不一样,判断出材质就能有效定制发掘及保护方式。”

  揭秘4

  平行桁架减少身体与坑面接触

  三星堆挖掘出了大量象牙,看着密密麻麻的象牙,考古人员不知该站在哪里操作。于是,张磊和团队设计了平行桁架、自动化载人系统等装置。

  记者看到,平行桁架下部分是一个载人工作平台,连接着上方的可移动设备实现全方位移动。它能让考古人员在发掘时,保证身体不接触坑内地面,完成观察移动、文物揭取等工作,保障了考古人员和出土文物的安全。

  此外,在考古发掘现场设有考古实验室,此举属国内首创,实现考古出土文物与文物保护无缝对接。在实验室中,考古人员通过电子显微镜、三维激光扫描等装备,实现从肉眼可见信息到不可见信息的综合提取。在文物出土第一时间发现、记录、提取文物和遗址中的多学科信息,更好地还原当时的历史场景,并成功发现纺织品痕迹信息。

  黄金面具、青铜人像、青铜尊、金箔、象牙……近日,三星堆遗址的考古成果引发巨大影响。在新发现的6个“祭祀坑”中,已出土500余件重要文物。

  在此次考古发掘中发挥重要作用的考古现场综合发掘平台,是由四川省文物考古研究院和重庆声光电智联电子有限公司(下称“重庆声光电智联”)联合研发的,其中不少先进科技首次运用于考古领域。

  昨天,记者走进重庆声光电智联,该公司工程师、三星堆项目的技术负责人张磊对考古中的“重庆技术”进行了揭秘。

  揭秘1

  探方工作舱恒温恒湿

  过去的田野考古工作,更多的是在露天条件下开展。然而,一些有机文物在被挖掘起来后,由于环境突变给文物带来不可逆转的破坏。比如,兵马俑刚被挖掘出来时,表体是有颜色的,但由于来不及开展技术保护,就失去了颜色。

  此次考古发掘,首创探方工作舱新模式。在考古现场,4个相互连通的透明“玻璃”探方工作舱很有讲究,里面恒温恒湿,各项环境参数尽可能接近土壤的环境。

  “文物在土里面的环境和出土后的自然环境差别大,尤其土壤里湿度高、温度低。”张磊说,他们首先提取了土壤里的环境因素数据,然后在舱内模拟一个与该环境相似的自然环境。舱内的小型变频环境控制系统及高压微雾加湿系统实时调节舱内温湿度,使得考古现场保持恒温恒湿的环境状态,尽可能减少环境因素对出土文物的影响。

  实际上,在四个发掘舱之上还有一个考古大棚。这个大棚约2000㎡,设计有现场考古实验室、文物应急保护室、文物修复实验室、仪器分析实验室等,文物一出土就能最快得到保护。

  文物出土后,不能马上从舱内到舱外,还要经过一个缓冲室。“舱内外的环境差异大,缓冲室可以让文物对外界环境有一定的适应时间。”

  揭秘2

  特意设计了象牙充氮保护箱

  目前,在三星堆遗址已经出土了超过120枚象牙,对出土象牙的科学保护一直是世界难题。对此,重庆声光电智联自主研发了充氮保护箱,并首次运用到考古领域。

  “象牙是有机文物,最怕氧化。三星堆现场发掘的象牙均被焚烧过,表面的牙釉质成分已被降解,失水后就会开裂变形,保湿除氧是象牙长期保存的重要指标。”张磊称,他们特意设计了充氮保护箱,在降低箱中氧气同时保持箱内的高湿度状态,目前他们能把箱子中氧气的含量控制在1.5%,相对湿度控制在85%范围。

  记者在重庆声光电智联看到,保护箱内长1.9米、宽0.6米、高0.5米,外观是深绿色,箱子里面是银白色的保护膜。“充氮会让膜的表面结水珠,这种材质叫做防凝露膜,充氮时不会结水珠,可减少环境中的水分对象牙的破坏。”

  这层膜里面包裹着大约5厘米厚的缓冲材料。在箱子的底部有一个探头,它能时刻提取箱内的各项环境数据,这些数据在箱子外均有显示。“即使再严密也不能保证箱内环境不变化,根据这些数据,我们可以随时调整箱内的环境。”

  据悉,考古人员将象牙进行科学清理后,将其放置在保护箱中,可以有效保护象牙等对环境参数敏感的有机文物的安全。

  揭秘3

  星光摄像头让头发丝清晰可见

  此次考古用了探方图像采集系统和全视频记录系统全程记录考古发掘过程和细小的遗存现象,科学采集每一种样本,为学者今后的研究工作提供第一手考古发掘资料。

  据介绍,每一个舱内都有8(固定角度)+1(全自动可调)个800万星光摄像头组成的工作记录系统,顶部摄像头不仅可以360度旋转,还

  新闻面对面

  根据现场“定制技术”

  此次三星堆考古,重庆声光电智联的技术支撑起到了非常重要的作用。记者专访了重庆声光电智联电子有限公司副总经理武鸿。

  记者:三星堆考古前期,公司做了哪些工作?

  武鸿:工信部和国家文物局在2013年联合推出了“文物保护装备产业化及应用示范项目”,从那时起我们就进入了文博市场,并不断加大研发投入。近年来,我们一直深耕文物保护、装备、研发、设计、服务领域,主要解决的是文物保护装备产业缺乏定制产品的问题,这是行业的痛点。

  我们在文物预防性保护装备,包括库房装备,以及现场考古实验平台方面有了一些技术的积累。此次我们也是根据客户的需求,有针对性的定制化开发了一系列的产品。同时,也结合了现场勘察设计中的具体需求,去做一些定制的开发。

  记者:此次三星堆考古的技术应用,相比以前有哪些转变?

  武鸿:我觉得有两个方面的大转变。第一个是理念上的转变,我们首次把预防性保护的理念充分地运用到考古发掘的过程中。也就是说,我们从文物出土的第一刻,就尽量让外界环境还原到它没出土前的状态,让文物对环境的变化敏感度降到最低。

  第二个大的转变,就是全流程的覆盖。从文物出土到现场的应急保护,到后续回到科研机构研究分析,进行了全链条的设计。考古实验室、文物应急保护室、文物修复实验室、仪器分析实验室就设在了现场。

  记者:这次应用在业界的评价非常高,下一步有什么计划?

  武鸿:在整个示范应用的过程中,难免有一些技术不完善的地方。我们还是会继续打磨产品,让考古相关的装备更贴合实际应用。此外,我们也希望能够在国内更多的考古单位去推广应用公司产品,通过不断地应用来检验设备,不断改造升级。

  重庆晨报·上游新闻记者 陈竹

(责编:陈易、张祎)

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