【創新】遙感等技術賦能考古 讓千年文明 “開口說話”

【科學的力量】科技賦能考古：讓千年文明 “開口說話”

提到考古，不少人總會想到影視文學中的“古墓尋寶”，也可能不解，為什么考古學者會對破碎的陶片、風化嚴重的骨骼如此珍而重之。事實上，考古遠不止于發現“寶物”——傳統田野考古常憑借手鏟、毛刷，依靠人力一點一點地揭露遺存，盡管已經十分細致，但也僅限于人眼與雙手所能觸及的范圍。

而在今天，科學技術正以前所未有的深度融入考古學的每個環節。遙感探測幫助我們“透視”地下遺跡；DNA分析能從古遺骸中解讀出族群遷徙與血緣譜系；同位素技術可以還原古人的食譜……科技手段不僅極大提升了考古工作的精度與效率，更打開了傳統方法無法觸及的信息維度。

近年來，廈門大學歷史與文化遺產學院考古學科積極探索新技術在考古研究中的運用，以科技賦能考古，推動多學科聯合工作，在平潭殼丘頭遺址群、安徽武王墩墓等多個考古項目中發揮重要作用，努力講好中國故事、弘揚中華優秀傳統文化，為增強文化自信貢獻廈大力量。

遙感探幽 預判先機

位于安徽淮南的武王墩楚王大墓，是我國迄今經科學發掘規模最大、等級最高、結構最復雜的楚國王級墓葬。如今，墓葬上建起了一座臨時保護大棚，大棚邊上各學科實驗室各司其職，對出土的文物進行保護與初步整理。而6年前，這里還是一座高出地表約16米的“小山包”。

如何精準定位地下遺址在哪呢？考古工作者們有自己的“火眼金睛”。自2020年起，廈門大學歷史與文化遺產學院副院長張聞捷教授就帶領著同學們全程參與了武王墩一號墓考古發掘工作：“我們在勘探階段，邀請國內高水平科研團隊運用衛星遙感、無人機航拍等大范圍遙感技術，對墓葬的宏觀結構、封土堆、周邊可能的陪葬墓分布及陵園范圍進行初步調查與評估。”遙感技術“居高臨下，視野開闊”，通過衛星與無人機拍攝的大范圍區域圖像，可以根據地表植被、土壤顏色的差異來尋找大型遺址，并記錄遺址的空間布局和周邊環境關系，為后續制定發掘和保護計劃提供依據。

武王墩一號墓陵園布局

由于武王墩墓經過多次盜擾，墓葬里的埋藏環境可能產生了變化，貿然發掘可能會破壞文物原始的位置信息與狀態。這時候就需要“火眼金睛”先看清地底下的情況。考古隊采用高密度電阻率法等地球物理探測技術，通過對墓坑結構、槨室布局進行無損探測，預判地下遺存狀況，進而定制更加精細的發掘計劃。

武王墩一號墓南室出土文物

精掘細取 守護文物

遙感技術、數字技術、智能技術在考古探測中的廣泛應用，讓考古工作更加精準、高效。而在發掘階段，新技術、新手段的運用則保障了發掘工作的順利開展和文物安全。

“干千年，濕萬年，不干不濕就半年。”這是考古學界在繁多的田野實踐中總結出來的經驗，對于文物而言，儲藏環境的溫度和濕度都會影響其保存狀況，變化不定的溫濕度也可能導致墓葬發生坍塌。為此，考古隊沖入惰性氣體，讓已揭露的遺跡減少與氧氣的接觸，并通過自動霧化噴淋系統等方法，嚴格控制發掘現場的溫濕度環境。

在提取文物時，考古隊將傳統提取方法與新方法有機結合，綜合運用了薄荷醇臨時固型、石膏繃帶法、高分子繃帶法、液氮冷凍法、套箱技術完成大型文物考古提取，以最大限度地保留文物的考古信息，確保文物的運輸安全，以及方便后續的保護修復。

隨著發掘工作的推進，在重疊槨蓋板上表面發現了許多疑似文字的墨跡。然而，由于泥漿污染，只能觀察極少量墨水的痕跡，大多數銘文無法用肉眼識別。考古隊利用紅外相機，清晰的記錄下槨蓋板上的墨書文字上千個。這些墨書文字標明了槨室所用木材的方位、分室名稱、性質、編號，有助于后續探討不同槨室的功能劃分，為深入研究墓葬營造問題提供了依據。

左側為普通相機拍攝槨室木材

右圖為紅外相機拍攝墨書文字

實驗室里 解碼歷史

通過科學地考古發掘，考古工作者們可以獲得一手未擾亂的信息，從而從中探尋古代人類最真實的生活場景。傳統的考古研究中，通常運用地層學、類型學等方法，來推斷遺址的年代與演變規律。如今，現代科學技術的運用，則直擊遺物本身，用精確地數據為考古工作者們的判斷提供依據。

在廈門大學科技考古實驗室，博士生王凱琴正在用顯微鏡觀察、鑒定殼丘頭遺址群中的西營遺址浮選出的植物遺存。浮選法是植物考古中最常用的取樣方法，利用植物遺存比土壤顆粒輕，且比重低于水的原理，將遺址的土樣置入水中，使得植物遺存與土壤分離，運用不同粗細的分樣篩，即可獲得不同種類的炭化植物遺存。“目前已經發現的農作物包括稻、麥、栗等，這也是中國東南沿海島嶼最早的水稻遺存。”廈門大學歷史與文化遺產學院教授葛威介紹道，“也許在幾千年前的平潭島上，先人們就已經吃上香噴噴的白米飯了。”

出土的炭化水稻遺存

但是這些水稻是野生還是人工種植的呢？古人除了米飯還吃什么呢？平潭島的島民會不會也像我們一樣飼養雞鴨牛羊呢？這就要讓遺址里的這些碎骨頭“開口說話”。

廈門大學歷史與文化遺產學院乙海琳博士就經常跟這些動物骨骼“打交道”：“動物考古工作者在基礎形態學鑒定的基礎上，借助古DNA和ZooMS等古蛋白質組技術，可以精準有效地判斷遺址出土的動物骨骼的具體種屬等信息。”結合同位素分析的方法，還可以進一步探尋古人的食譜，從而推斷他們的生業模式。“簡單來說，不同元素的同位素組成在生物、水文、地質等循環中會按照可預測的模式發生變化；人類的生活、動植物生長等既受到當地環境的影響，也受到更廣泛的文化因素的影響，因此通過分析遺址出土生物體組織的同位素數據，可以反推（來源與吸收、代謝過程）當時當地的環境、古飲食、生活史、人與動植物的相互作用等信息。”廈門大學歷史與文化遺產學院助理教授易冰解釋道。

實驗室的另一邊，同學們正在使用偏光顯微鏡觀察陶器樣本制成光學薄片的基質、包含物與孔隙特征。遺址中發現了帶有稻殼和栗印痕的陶片，且在陶器殘留物中同樣發現包括稻、谷、黍、粟、豆類等農作物的淀粉粒，這也交叉驗證了當時人們的多樣化的飲食來源和生計模式。除了運用類型學方法判斷遺址的年代、文化來源與發展，陶器的制作工藝和材料來源同樣是重構先民生活方式的重要線索。在平潭殼丘頭遺址群的研究中，同學們使用便攜式 X 射線熒光光譜儀（p-XRF）獲取陶器的化學元素數據，并結合考古統計學方法對陶器產地進行分析，結果顯示，當地硬陶和軟陶在原料獲取上存在明顯差異。廈門大學歷史與文化遺產學院徐文鵬副教授解釋道：“硬陶和軟陶在化學成分上存在明顯差異，可能反映了不同的制陶傳統或獲取渠道。科技分析為我們認識當時人群的生產活動和交流情況提供了新的視角。”

西營遺址出土有植物印痕的陶片

“上窮碧落下黃泉，動手動腳找東西。”科學技術在考古中的運用，并不意味著完全取代傳統的考古方法。相反，它能讓學者的推論更有邏輯性、科學性。“運用新技術、多學科的視角，可以幫助我們更好地理解以往難以解釋的現象。”張聞捷表示，學院將繼續以田野工作為基礎，以嚴謹的學術方法和多元的跨學科視野，讓沉睡千年的文物逐步“開口說話”，讓歷史在制度、禮制與日常生活的多個層面變得更加鮮活。

來源：廈門大學新聞網