科技助力考古 三星堆“再醒惊天下”

图片提供/视觉中国位于四川省广汉市鸭子河南岸的三星堆遗址，被誉为“20世纪最伟大的考古发现之一”。近日，“考古中国”重大项目工作进展会在成都召开，通报了四川广汉三星堆遗址重要考古成果——新发现6个祭祀坑，已出土500余件重要文物。与三十年前的“抢救式发掘”不同，这一次考古秉持精细发掘的理念，文物保护预案充分完善，在高科技的助力下，土金面具残片、巨型青铜面具、青铜神树、象牙等文物相继出土，以三星堆为代表的古蜀文明“再醒惊天下”。“考古方舱”开创发掘新模式

1986年，考古人员对三星堆1、2号器物坑进行了系统性发掘，沉睡数千年的古蜀文明“一醒惊天下”。但限于当时的技术和条件，三星堆遗址的文物发掘和后续保护措施都比较“粗犷”。据参与发掘的当地村民回忆，当时对2号坑进行挖掘时，只是用竹竿搭建了一个围栏，挖出来的文物多用纸来包住，放进木制箱子运出去。而这种处理方式不仅可能使某些脆弱的出土文物受到破坏，也44

2021.04

会让考古成果大打折扣。吸取了此前的经验和教训，本次考古团队事先做了充分的准备，不仅在考古现场搭建了2000余平方米的现代化考古挖掘大棚，还针对6个发掘坑搭建了4座玻璃房子，即“考古方舱”，它们能够维持发掘现场恒温恒湿环境，让文物在出土时免受剧烈环境变化的影响。“考古方舱”的建立，成功地把原先的田野考古发掘变为了实验室考古发掘，相当于把整个发掘现场搬进了实验室。通过电子显微镜、三维激光扫描和三维摄影建摸等，就可以不间断地发掘、发现、记录那些细小的遗存现象。”北京大学考古文博学院教授孙华介绍道。为更好地配合考古工作，每个方舱里都配备了集成发掘平台，并设置有多功能考古操作系统，实现出土文物调运的功能。工作平台可以像吊篮一样将穿着防护服“全副武装”的考古人员放进坑内悬空作业，并随时变换位置、方向和角度，尽量减少发掘坑中的文物和填土遭受发掘者带入的污染。考虑到很多文物出土后会迅速被空气氧化，发掘现场的大棚内还备有有机实验室、无机实验室、应急分析实验室、考古工作室等，方便材料出土后能立即在现场进行理化实验。先进仪器化身“犀利的眼睛”

地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征，因此光谱被视为辨别物质的“指纹”。高光谱成像技术正是基于所检测物质的光谱，精准地判断其组成成分。近些年来，该技术被“在恒温恒湿的玻璃方舱内，越来越多地应用到考古和文保领域。例如，在古代壁画的考古、修复和保护上，高光谱成像技术已经成为不可或缺的手段。无论是敦煌莫高窟，还是唐代墓葬、秦代兵马俑，古代的颜料多以矿物质、植物等自然材料为主。但是，同一种颜色可以用不同的物质表达，例如红色可能是朱砂、赭石、铅丹，黄色则可能是纤铁矿、密陀僧（矿物）或雌黄等。考古人员看到某种颜色，也无法立刻判断到底是哪种颜色，这会给修复和保护带来困难。高光谱成像技术通过非接触式的扫描，可获取表面颜料的光谱信息，便于研究者更有针对性地进行颜色模拟或开展修复。在本次三星堆考古发掘中，科研人员研制了专用的低照度考古高光谱成像扫描系统和桁架式红外高光谱成像扫描装置，实现了对坑内文物的原位高光谱成像扫描，为研究器物坑形成过程、三星堆文化的祭祀方式，以及对后期修复和保护各种文物提供了重要数据和技术支撑。考古人员通过高光谱成像分析坑内的灰烬等物质，可以分辨和研究当时农业、纺织业的一些情况。例如，在肉眼看来只是黑色“土块”的物质，在高光谱成像仪等“黑科技”设备下，就会原形毕露——本次挖掘的4号坑中，丝绸制品就是这样发现的。研究者通过后续检测，证实了丝蛋白的存在，这是三星堆首次发现丝绸制品，也为“古蜀是中国古代丝绸的重要起源地之一”的理论提供了确凿的证据。有人将此次三星堆考古发掘喻为“连拆6个盲盒”。其实，现场考古团队还配备了其他许多“犀利的眼睛”，包括可以看清文物细节的视频显微镜，以及扫描电镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、高光显微镜、便携式X射线荧光光谱仪（XRF）等多种科学仪器。借助这些仪器，考古工作者可以更好地还原遗址所属时期的生活、生产信息，揭开更多古蜀文明之谜。3D打印给文物穿上“护身服”

此次给考古人员带来不少惊喜与挑战的是3号坑，除了120多根象牙，三号坑中还发现了众多科普热点大体量的青铜器都，其中一座手臂修长、两脚赤足、高达一米多的铜人顶尊格外显眼。这是三星堆首次发现如此大体量的铜人顶尊，在此之前，已发现的人顶尊题材的青铜器都比较小，高度只有十几厘米或三十几厘米。青铜器在地下埋藏了数千年，往往有锈蚀、斑驳，甚至断裂等问题。以往在保护出土青铜器时，通常是在青铜器外面包上薄膜、软布，再用石膏进行固定。但大体量的青铜器提取起来更为困难，为了确保万无一失，工作人员此次采用了3D打印硅胶膜来包裹文物。以铜尊为例，现场发掘专家们为它量身3D打印出了“硅胶壳”：首先三维扫描该铜器，获取数字模型，再据此打印一个薄的硅胶体覆盖在铜尊表面，形成保护。随后大尊被装入用于固定的木质套箱，再利用“文物起重机”取出。“3D打印技术已经应用了一段时间了，在文物修复中也得到了较多应用，但用在刚出土的青铜器的保护上，据我所知，这还是第一次，可以有效避免对青铜器可能带来的损坏。这种创新型的应用，值得点赞。”三星堆祭祀区考古发掘专家咨询组组长、中国社科院学部委员、中国考古学会理事长王巍对3D打印技术的应用进行了充分肯定。当然，考古不仅要进行文物的提取与保护，更为重要的是对文物所承载的信息进行记录与分析。据悉，为了不丢失任何可能有重大意义的历史信息，此次发掘过程中连每一袋土都要分别封装进袋、注明“身份信息”，然后再移交至实验室。通过采用载波相位差分技术，每一件文物、土样在出坑时都将被实时记录经纬度，不论是在哪个坑位、哪个方位出土的文物都有其专属的“身份信息”二维码，在此后的研究中只要扫描二维码就能调取相关文物的全部信息，二维码就相当于文物的“身份证”。目前，三星堆的考古“上新”还在继续进行中，随着发掘工作的进一步展开与深入，三星堆文化的神秘面纱或将逐步揭开。综合科技考古的实施和诸多先进技术在考古现场的应用，也将为破解历史难题提供最可靠的保障。（吕月)2021.04

45