船体发掘与保护: 沉船环境及硫酸产生的影响

在了解“南海Ⅰ号”的现状后，随之而来的是新的难题。由于“南海Ⅰ号”沉没地点距岸较远，且为渔民捕捞作业的场所，如何保护、沉船要不要发掘以及如何发掘和展示，都成为亟须解决的问题。

无论未来计划对“南海Ⅰ号”进行怎样的工作，保护是第一位的。自从2002年相关发掘工作展开后，很现实的问题摆在了文物考古人面前：这处可能保存着沉船全部信息的遗址，该如何保护？无论是国家文物局、广东省政府、阳江市政府，还是有关专业单位，在保护“南海Ⅰ号”的基本方式上都有一个共识：必须对它进行抢救性发掘！如果将它保留在原沉没地点，由于距离海岸多达十几海里，就要长期面临被盗和监控的矛盾纠结之中；更何况大、小帆石附近还是渔船的主要作业区域，拖网对沉船也会造成伤害，1987年、1989年探摸时表面的渔网已经充分证明了这一点。然而水下发掘如果在能见度很差的水域进行，将面临非常困难的局面。首先，在2002年的水下试掘中，由于能见度差，水下摄影和画图的工作只能趁平潮早晨的短暂时间进行。潮水一来，或水下考古队员稍微不注意，都可能将海底的沉积物质搅动起来，悬浮在水中央，即使使用很大功率的水下照明设备也很难观察到水下的具体情况。在这种几乎什么也看不到的条件下发掘，船货中的瓷器还基本可以被打捞出水，而属于船员的个人遗物，特别是那些小件的遗物则难免遗漏。其次，根据湖南、广东、浙江等高湿环境下考古发掘的经验，距今数千年前的一些绳子、树叶、纺织品、竹木制品都可能被保存下来。如果人眼观察不到，发掘和提取这些文物标本就困难重重，如果损坏，则丧失了许多不可再生的历史信息和资源。最后，如果像泉州后渚沉船那样出现纸质文物，后果将十分严重。就“南海Ⅰ号”而言，从船只保存状况来看，船体除上层建筑外，基本保存完好。由于船只沉没是在很短的时间内发生的事情，因此，船员和乘客在弃船逃生或遇难时，所居住的船舱内应当有随身的物品遗留下来。这些遗留物可以告诉我们主人的身份等情况，同时也能说明这些船员或乘客居住的船舱与水密舱、货舱等的不同，使我们真正了解并复原船只在航海过程中的面貌。而这一切，都需要好的能见度，水下队员们才能眼到手到地进行发掘清理。否则，一切都只能碰运气。也就是说，想要发掘、记录这些珍贵的信息，首要条件就是得能看见有什么，并且知道其具体位置。

水下发掘的另一个重要因素是海况和天气条件。南海海面由于夏秋季有台风，冬季水温过低，所以一年之内能够开展水下考古工作的时间很短。这样，势必造成工期长、开支巨大。同时，工期拉长，由于海面情况变化多端，面临的安全隐患也就随之增加。

关于沉船水下考古工期之长，让我们通过下面两个例子了解一下。

辽宁绥中三道岗元代沉船的发掘，从1991年开始算起，历经近7个年度的水下考古工作，于1997年最终完成了发掘。需要特别说明的是，辽宁绥中三道岗元代沉船的发掘由于保存状况的原因，并没有打捞起船体，意味着工作量相对小了很多。英国的玛丽·罗斯号（Mary Rose）和瑞典的瓦萨号（VASA）两艘古代沉船之水下考古工作则更为艰巨，两艘船的船体保存较好，并都被打捞出水。英国人在发掘玛丽·罗斯号（Mary Rose）时，所用时间和人力是相当巨大的：仅仅在1979年至1982年的潜水季中，所有潜水员的潜水时间长达22000小时。瓦萨号（VASA）的打捞从1959年8月进行第一次的起吊作业，至1961年4月出水，前后耗时近3年。

根据2002年的试掘经验来看，仅仅在16平方米的发掘范围内，出水瓷器的数量就达到了4000余件。可想而知，30米长的大船，仅瓷器一项数量就应数以万计。而船体本身对于博物馆来说，也是“巨无霸”级别的大块头藏品。如此巨量、如此巨大体积的文物如果出水，将怎样保护？特别是船体本身，它原本是基本完整的，如果在水下发掘时拆散，则对文物原貌有较大损害。但如果船体完整出水，工程方案暂且不说，未来的保护代价是有前车之鉴的。

仍然以瓦萨号（VASA）、玛丽·罗斯号（Mary Rose）为例子。瓦萨号1961年4月被打捞出水。1987年，瓦萨号被安放在斯德哥尔摩的瓦萨号沉船博物馆展出。根据联合国教科文组织的统计，它每年吸引的游客数量达75万人之多。(www.xing528.com)

在没有任何可以参考之经验的条件下，瑞典的科学家们用水和聚乙烯乙二醇的混合液体对瓦萨号船体进行了喷洒或浸泡，以达到渗透木材置换水分，使船体固化、防腐的目的。自1962年开始，这项工作持续了长达17年。之后，又用了9年的时间，使其慢慢干燥。终于，1991年瓦萨号与游人见面了。2000年秋天，人们发现在船体表面可以看到明显的硫酸盐结晶。这些结晶是从哪里来的呢？

后来的研究表明，这与沉船所在环境有关。

建造瓦萨号的年代，瑞典人为了防止俄国入侵，封锁了斯德哥尔摩湾的两个入水口，湾中的海水缺乏交换，再加之污水的排入，使得斯德哥尔摩湾的硫元素变得特别丰富。瓦萨号沉没于波罗的海海底长达333年，缺氧的环境保护了它。缺氧使有害生物船蛆很难大量繁殖，所以不会显著破坏木质船体。同时，这又是有利于厌氧细菌生存的环境，厌氧细菌有把较复杂的有机物分解为简单化合物的能力，硫化氢就是有机物分解后的一种产物。硫化氢就这样慢慢地渗入瓦萨号的橡木横梁中。这是一个日积月累的过程，然而硫化氢并不稳定，在木头里面它会逐渐地分解掉，只留下硫元素。瓦萨号就带着这些硫元素再次浮上水面。环境改变了，随之而来的是船体中的硫化物与空气中的氧气发生了化学反应，其与水结合，最终形成了硫酸。这个过程本来比较缓慢，然而，瓦萨号拥有的9000个铁质螺栓分解出的三价铁离子却成为“帮凶”，它恰恰能充当合成硫酸的催化剂。据专家研究和预测，如果瓦萨号上的硫元素完全被氧化，那么将产生多达5吨的硫酸。由硫酸生成的硫酸盐会藏身于木材之中，其结果就是使木材膨胀变形乃至崩裂，最终造成船只完全解体。2002年科学家的一项研究表明，瓦萨号船体的硫酸总量估计超过2吨，并且还在逐年增加，大概以每年100千克的速度增加，不用多久，就可以完全摧毁瓦萨号。面对严峻的形势，瓦萨号博物馆和瑞典皇家工学院、得克萨斯A&M大学以及世界其他机构的专家合作，尝试使用不同的方法来减缓毁坏。目前可以肯定的是，保护瓦萨号船体将是一项很难画上句号的艰巨任务。

是不是所有海底木质沉船都面临着同样的威胁？答案是肯定的，但是瓦萨号是当中的重症患者。与瓦萨号相比，英国的玛丽·罗斯号显得幸运些。玛丽·罗斯号军舰是都铎王朝时期亨利八世国王下令建造的，1545年7月19日沉没，1982年被打捞出水。玛丽·罗斯号也使用聚乙烯乙二醇不断喷淋，以防止船体损毁。2002年，玛丽·罗斯号的保护项目得到来自英国文化遗产彩票基金捐赠的480万英镑。经过近10年的小规模试验，科学家们给船体制订了分成三个阶段的保护计划：第一阶段，从1994年至2003年，以喷淋方式以低分子量聚乙烯乙二醇，取代木材细胞中的水；第二阶段，从2003年至2010年，以较高分子量的聚乙烯乙二醇来加强船体外表面层的机械性能；第三阶段，从2010年以后，用3～5年的时间，控制空气的干湿度，令玛丽·罗斯号干燥，完成整个保护计划。在保护计划进行的同时，英国人投资3.5亿英镑兴建新的沉船博物馆，于2013年建成开放。根据联合国教科文组织的统计，每年有400万人参观这艘古老的战舰。

这些例子都关乎我们如何对待自己的“南海Ⅰ号”之保护。从瑞典、英国同行的做法中，我们获得一些木质船体保护的经验与教训。但另外一个方面的问题摆在中国水下考古人面前，即前述两艘沉船几乎都有航海记录甚至建造时间的文献，对船的结构以及各种相关遗物均有事前的了解，而“南海Ⅰ号”不具备这些文献记录，这就要求发掘过程必须精细。尽管有很多想法和问题，但首要任务是先采取行动保护“南海Ⅰ号”，使其不被盗捞。

媒体报道“南海Ⅰ号”发现的消息之后，时任广东省副省长的李兰芳同志即亲往阳江召开有关会议，并部署相关的安全保卫工作。根据不完全统计，阳江边防支队为护卫“南海Ⅰ号”，累计出动警力2600余人次，船艇260多艘次，往返航程9800余海里，劝阻、带离进入警戒海域的可疑船只85艘。