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采用世界首創的“弧形梁非接觸文物整體遷移技術”, 我國迄今水下考古發現的體量最大的木質沉船——長江口二號古船11月21日在長江口水域成功實施整體打撈。 圖為長江口二號古船打撈現場。(國家文物局供圖)

圖為工作人員綁扎固定古船船體。 新華社記者 金立旺 攝
11月21日凌晨0時40分,中國水下考古取得新的歷史性突破:在長江口橫沙水域,我國迄今水下考古發現的體量最大的木質沉船長江口二號古船被成功實施整體打撈,這艘清代同治年間的貿易商船時隔150多年后重新出現在世人眼前。
長江口二號沉船之時,正是上海開埠初期。古船滿載著上海開埠信息,猶如一枚“時空膠囊”沉落海底,其中蘊藏不少懸念。這艘古船有著怎樣的前世今生?如何讓沉睡海底的遺珍重見天日?從歷史深處而來,它將駛向何方?記者對此進行了采訪。
長江口二號古船成功實施整體打撈,7年水下考古已探明古船基本情況
在長江口二號古船整體打撈專用工程船“奮力”輪的指揮部里,一面大屏實時顯示古船抬升高度、壓力等實時動態。上海博物館館長褚曉波和同事們緊張又激動地盯著一行行參數。
從2015年發現古船到如今古船整體打撈出水,褚曉波一路參與和見證。盡管一夜沒睡,他的語氣里還是難掩興奮:“打撈從11月20日晚上8時啟動,凌晨0時40分桅桿率先出水,共歷時4個多小時。大家前期陸上準備得充分,到了水下整體進展很順利!”
古船是如何“破浪而出”的?“形象一點來說,我們做了一個比古船更大的‘考古沉箱’,將古船船身、周邊淤泥和海水緊緊包裹在22根鋼鐵弧形梁構成的、整體重達8800余噸沉箱中,以每小時約4米的速度提升出水。”褚曉波說。
為何要讓古船“重見天日”?“長江口二號古船受水流沖刷嚴重,特別是隨著長江口水勢流向改變,河床由淤積轉變為快速下切,致使古船加速露出河床表面,船體面臨嚴重安全威脅。”據上海市文物保護研究中心副主任翟楊介紹,為防止古船遭到自然和人為破壞,研究人員決定對其實施整體打撈與保護。
大部分沉船的考古發現具有偶然性,而長江口二號古船是一次“主動出擊”。“它是全國水下文物普查期間首次主動發現并進行考古調查的古船。先普查確認,再重點開展,這種主動‘摸家底’的考古研究帶來良好的示范效應。”國家文物局考古研究中心副主任孫鍵說。
2015年,在國家文物局指導下,上海市文物局組織國家文物局考古研究中心、上海市文物保護研究中心等單位在長江口崇明橫沙水域開展水下考古重點調查時,通過聲吶掃測等技術發現了一艘木質古船,考古編號為“長江口二號”。為進一步摸清長江口二號古船的性質和年代,從2016年開始,國家文物局考古研究中心、上海市文物保護研究中心等國內專業機構,每年對古船進行水下考古調查和多學科研究。
“長江口的水是渾水,能見度非常差,調查主要是通過設備對海床進行掃描,分析結果后派隊員下水核實。由于季節原因以及臺風等因素,每年只有2個月左右的工作窗口期。”褚曉波說。
古船整體打撈出水準備工作與文物考古研究保護同步進行。經過7年水下考古,長江口二號古船的基本情況已探明:長江口二號古船為木質帆船,確認年代為清代同治時期(公元1862-1875年),所在水域水深8-10米,船體埋藏于5.5米深淤泥中,殘長約38.1米、寬約9.9米,已探明有31個艙室。古船上部的船艏、纜樁、主桅桿、左右舷等結構完整,從目前的勘測情況看,推測為清代上海廣為使用的沙船的可能性最大。
世界首創整體打撈技術獲得成功,文物保護與科技創新融合發展
褚曉波告訴記者,木質沉船結構脆弱,船與河床之間吸附力強,在完好保護的前提下,把古船連泥帶水打撈上來難度非常高。
2007年12月,見證海上絲路歷史的南宋沉船“南海一號”整體打撈出水,轟動世界。時隔15年后,我國再次對水下古代沉船開展整體打撈。“我們考慮過沿用‘南海一號’的技術方案,但兩處水域環境條件不同,經過論證,我們認為前者不適用于長江口二號古船。”褚曉波說。
如何為長江口二號古船“量身定制”整體打撈方案?在國家文物局同意采取整體打撈方式對長江口二號古船進行保護后,上海市文物局會同交通運輸部上海打撈局,集成當前世界最先進的打撈工藝、技術路線、設備制造,聯合多家單位大力攻關協作,最終研究并形成了世界首創的技術方案——弧形梁非接觸文物整體遷移技術。
“簡單來講,就是用建核電站、修地鐵隧道的技術打撈古船。”褚曉波說,這一方案創造性地融合了核電弧形梁加工工藝、隧道盾構掘進工藝、沉管隧道對接工藝,并運用液壓同步提升技術、綜合監控系統等全球高新技術,凝結著“大國重器”的創新智慧。
弧形梁,是打撈裝置中唯一的運動部件,也是打撈起沉船的關鍵。據上海電氣核電集團有限公司高端裝備工程事業部高級工程師張鳳武介紹,22根巨型弧形梁打入河床表面,穿過整個古沉船的底部,一節一節的弧形梁相互連接,穿插形成一個巨大的半圓柱沉箱,最終把整條古船及其附著的泥沙與海水完整包裹并打撈出來。
弧形梁不只是梁,也是一個大型的掘進機構。它的頂部是威力強勁的隧道盾構掘進裝置,尾部搭載推力巨大的隧道盾構推進裝置,可以從古沉船底部快速掘進、擊穿長江口海底厚厚的泥沙甚至巖石雜物。據了解,在全國,能制造如此巨大工程設備的車床僅有數臺。
“用造隧道的技術來打撈水下沉船,這在全世界水下考古中還是首次。依靠我國的高端制造能力,這樣的高科技方案可以最大限度保護水下文化遺產的原生性和完整性。”褚曉波說。
為了平穩安全提升弧形梁形成的沉箱并順利將其護送至船塢,全球首條古船整體打撈專用工程船“奮力”輪應運而生。“奮力”輪長130米,寬34米,型深9米,設計吃水6米,兩端設有同步提升裝置,從而保證了提升過程的穩定性。從空中俯瞰,船中部有一個長56米、寬20米的“大開口”,也稱月池,是這艘船最引人注目的地方。
褚曉波將這艘船比喻為“袋鼠媽媽”:“穿梁完成后,弧形梁沉箱裝載著古船直接由‘奮力’輪從海底提上來,放到月池‘口袋’中,之后再轉運、卸載到船塢。這相當于‘奮力’輪一艘船就能完成抬浮、運輸、進塢、卸載等通常需要三四艘船才能完成的工序,大幅提高了作業效率,也避免多次吊運古船而破壞文物的風險。
“長江口二號古船整體打撈遷移是科技創新賦能水下考古的實例,也是水下工程技術與文化遺產保護理念的結合。”褚曉波說,這體現了我國綜合國力的提升、科學技術水平的進步和海洋工程能力的飛躍,為水下考古整體打撈模式提供了新方法、開辟了新思路、增加了新案例,也為世界水下考古提供了中國理念、中國經驗。
目前國內乃至世界上發現的體量最大、保存最為完整、船載文物豐富的古代木質沉船之一
越南產水煙罐、東南亞的船體木材、景德鎮窯瓷器……長江口二號古船的船載文物豐富,通過選取4個艙室進行的小范圍清理,艙內均發現有碼放整齊的景德鎮窯瓷器等精美文物,已經出水完整或可修復的文物種類多、數量大。特別是出水的綠釉杯底書有“同治年制”款,為古船的斷代提供了重要依據。
2021年和2022年,上海市文物局兩次組織水下考古專業機構對長江口二號古船及周圍進行了水下調查,清理出了前幾次調查未發現的元代瓷器和高60厘米完整的豆青釉青花大瓶等大型整器,以及一批產自江蘇宜興窯的陶瓷器。
據翟楊介紹,從文物本體看,長江口二號古船是罕見的保存完好的木質貿易帆船,體量巨大,長38.1米,是“南海一號”的1.5倍。長江口二號古船上船貨數量巨大,僅小范圍清理,就出水600余件完整和可復原的景德鎮窯瓷器,僅一件高60厘米的嫁妝瓶內就塞滿了50件青花團龍杯。瓷器種類豐富,有青花、粉彩、單色釉、窯變釉等,為清同治時期瓷器提供了斷代和組合標尺。此外,還出水了宜興紫砂、“時泰”木桶等文物。可以說,長江口二號古船是關于晚清最重要的考古發現之一,填補了清代同治時期水下考古的空白。
長江口二號古船本身也是一件大文物,承載了豐富的歷史信息。古船船體和船用屬具保存較好,大量船上生活物品展現了清代晚期商船航行與船上生活的生動畫面,是當時船舶社會的實物反映。
上海是海上絲綢之路的重要口岸之一,長江口則處于“黃金水道”的入海口和中國南北海岸線的中心點。“長江口二號古船的發現,印證了上海是一個歷史悠久的港口城市,更是近代上海作為東亞乃至世界貿易和航運中心的珍貴歷史見證。”上海市文物局局長方世忠說。
作為目前國內乃至世界上發現的體量最大、保存最為完整、船載文物豐富的古代木質沉船之一,長江口二號古船填補了我國清代晚期大型木帆船研究空白。船體的完整性和豐富的船載文物,也為研究中國近代經濟貿易史、長江黃金水道航運史和近代海上絲綢之路提供了重要資料。
為建設中國特色中國風格中國氣派的考古學作出積極探索
打撈出水后,“古船”去哪了?
“11月21日下午‘奮力’輪先駛入上海橫沙島碼頭,在那兒進行‘修整’。”褚曉波說,古船的桅桿和一些隔艙板都露出了水面,而這些木質材料此前在水下浸泡了150多年,因此需要對它們進行支撐加固、保水等基礎保護工作。
按計劃,長江口二號古船將在幾天后由“奮力”輪帶入楊浦上海船廠舊址1號船塢。昔日的老船塢將變身考古大棚和古船實驗室,后續的文物保護與考古發掘也將持續進行,逐步揭開這艘清代古沉船的未解之謎。未來,長江口二號古船博物館也將在這里落成。
在《“十四五”文物保護和科技創新規劃》中,長江口二號古船被列入中國水下考古重大項目。“我們現在完成了整體打撈遷移工作,但長江口二號考古和保護工作才剛剛開始。”褚曉波說,下一步要先建考古臨時大棚,在恒溫恒濕的室內環境進行考古發掘和文物保護,此外還要同步籌建博物館。
翟楊說,將重點分析古船遺址埋藏過程和船上聚落景觀,對古船建造、航線進行全生命周期的研究,開展古船及文物與其生產地、制造地、運輸地、消費地社會的比較研究,力求在國內外廣泛的時空框架中,充分發掘闡釋其科學、歷史和藝術價值。
考古不止面朝土地,“面朝大海”是它迷人的另一面。長久以來,人們習慣于從陸地的視角探討世界文明進程。事實上,在地球這個藍色星球中,水體面積占比高達71%,其中蘊藏著大量文化遺產。海底遺跡仿佛上了鎖的“時光寶盒”,而水下考古就像打開寶盒的鑰匙,幫助我們找回沉沒的歷史,串起文明的記憶。
我國數量眾多、類型豐富、價值巨大的水下文化遺產是中華民族勤勞智慧的結晶,是中華文明的重要組成部分。“長江口二號考古與文物保護工作是新時代中國水下考古事業砥礪奮進、發展壯大的生動縮影,為深化中華海洋文明研究和文明交流互鑒研究提供了有力實證,為建設中國特色中國風格中國氣派的考古學作出了積極探索。”褚曉波說。
從見證海上絲綢之路通往世界航道的“南海一號”,到如今的長江口二號古船,中國水下考古的探索不斷向前。未來,期待更多“時光膠囊”被打開,更多歷史珍寶浮出水面。