走进遗址上的智慧实验室丨三星堆“考古方舱”探营记
时隔30余年后，三星堆再次惊艳世人，而此次对三星堆遗址进行的考古发掘可谓是“科技感”十足，被誉为“一场高科技助力的多学科‘综合考古’”。
“针对本次新发现坑的发掘、保护与信息提取，专门设计了一套多功能考古操作系统，努力创新设计具有中国风格的考古发掘设施设备。”四川省文物考古研究院研究员、三星堆工作站站长雷雨介绍，在三星堆的考古发掘现场设有考古实验室，此举属于首创，真正实现了考古出土文物与文物保护无缝对接。
纵观发掘过程，考古工作者充分运用了现代科技手段，建设成考古发掘舱、集成发掘平台、多功能发掘操作系统，在多学科、多机构的专业团队支撑下，形成了传统考古、实验室考古、科技考古、文物保护深度融合的工作模式，实现了考古发掘、系统科学研究与现场及时有效的保护相结合，确保了考古工作的高质量与高水平。
“把田野考古发掘变为实验室考古发掘，相当于把整个发掘现场搬进了实验室。”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说。
发掘舱：
解锁精细化考古的各种可能
参与1986年三星堆遗址发掘的当地村民杨永成回忆，他们对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……如今，这些“粗糙”的手段早已被更加精细、高效、安全的一系列操作所取代。
此次三星堆的新发掘，与1986年的“裸挖”相比，专门为这6个新发现的祭祀坑搭建了全透明的考古发掘方舱。其中，有3个大面积的祭祀坑各独立设有单独发掘舱，另外3个面积较小的祭祀坑“共享”一个大型发掘舱。4个舱体内部恒温恒湿，给予出土文物最佳保护环境。中国社会科学院考古研究所研究员赵志军坦言，这是我国首次采用“考古方舱”的形式开展工作，开创了田野考古发掘的一种新模式。
▲发掘舱内考古人员正运用集成发掘平台工作 薛帅 摄
据了解，每个方舱里配备了集成发掘平台，并设置有多功能考古操作系统，采用了平行桁架、自动化载人系统等装置，实现出土文物调运的功能。走进发掘舱，只见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。舱内的起重机也足以应付各类器物的提取工作。正如四川省文物考古研究院文保中心主任谢振斌介绍：“不仅可以载人悬空清理易碎文物，还可以装载文物出坑；既可以进行高光谱分析，也能开展三维扫描等信息采集工作……”
“现在的工作条件简直和我们当年有天壤之别。”曾主持发掘过三星堆1、2号祭祀坑的领队陈显丹感叹。祭祀坑发掘现场，安装有8台400万星光级网络摄像机，1台工业全景相机，专门用于考古过程的全程记录，实现实时传输到现场应急会诊室，通过专家会诊系统实现远程文物会诊功能。发掘舱环境调控系统可调节温度和湿度，而文保人员通过手机软件或者电脑上的监测终端便可随时查看仓内温度、湿度。甚至，通过监看系统，还可以密切跟踪着仓内的二氧化碳、二氧化氮含量。
实验室：
发掘、保护、研究一条龙
走进为此次三星堆遗址考古发掘所搭建的巨型大棚内，只见4个大型发掘舱体的一旁，考古实验室一字排开：有机实验室、无机实验室、应急分析实验室、文保工作室、考古工作室、微痕应急保护实验室……文物出土后很快就可以在现场进行理化实验，发掘、保护实现了“零时差”的无缝衔接。
据专家介绍，之所以要实验室先行，就是为了及时开展对有机物的保护与提取，丝绸、漆器、竹木器以及有可能存在于器物上的文字等，如果不及时保护处理，很可能出土就被破坏或者消失。
例如，有机质文物应急保护室，配备了充氮保湿箱、低温保湿柜、生物低温采样箱等设备，可对出土的角骨蚌牙、纺织品、漆木器开展应急保护；无机质文物应急保护室，配有离子色谱、整体提取设备，可对出土金器、青铜器、玉石器和陶器进行应急保护；应急检测分析室，配备了手持式X—荧光仪、超影深显微镜、体式显微镜、色差仪等便携检测仪器和丝蛋白检测材料，可对出土文物、微痕信息进行快速分析和微观形貌观察，为应急处理与后期保护研究提供信息支撑……
▲2021年三星堆遗址考古发掘舱工作现场（四川省文物考古研究院供图）
为了更好还原古蜀人的生活，此次三星堆考古还通过跨学科的合作进行研究。除了对考古发掘的位置进行了全面的3D扫描之外，还对填土进行了大量的采样和留存。除了表面填土因为污染而没有采样，探方内的全部填土都进行了采样、研究和库存，而且在研究的过程中，已经读出了一些肉眼看不到的信息。例如，通过高分辨率的扫描电子显微镜对填土进行观察，在4号坑的泥土中已经发现了纺织品的痕迹；另外填土内的某些灰烬，则是以竹子为主。
雷雨表示，为了能够更多获取泥土中的历史信息，在发掘工作中，所有的工作人员都穿戴好防护服，尽量保证填土不受污染。将所有的精细信息全部记录，并且对于填土进行保存，也是给未来的考古发掘工作留样，以便在未来有更多的手段进行研究时，能够获得更多的信息。
目前，中国共有34个顶级科研单位投入到此次三星堆祭祀坑的发掘中，共同开展10项科技考古、8项文物保护方面的研究。“多学科交叉让考古工作更精细、准确、及时。”谢振斌说。
三星堆“科技天团”
还有哪些“明星”？
高光谱成像技术
在本次三星堆考古发掘中，高光谱成像技术大显神威。考古人员通过高光谱成像分析坑内的灰烬等物质，就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，一些丝绸制品的残余就是这样被发现的。研究者通过后续检测，证实了丝蛋白的存在，这为“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。在中国丝绸博物馆的协助下，这些丝绸的功能、材质分析及后续保存正在进行中。
碳—14测年
此前在三星堆遗址采集的19个标本采用了碳—14测年，得出的年代范围在公元前2471年至公元前1260年之间。因此专家认为1、2号坑的年代不会晚于公元前1260年。针对本次三星堆遗址6个器物坑中采集的73份炭屑样品，北京大学考古文博学院副院长、教授吴小红主导的联合团队采用了精确度、灵敏度更高的加速器质谱碳—14测年法进行了分析。其中，4号坑年代最有可能是在公元前1199年至公元前1017年，年代区间属于商代晚期。
3D打印“文物保护壳”
此次三星堆考古发掘中，不仅三维扫描技术被应用到多个环节中，3D打印技术也得以大显身手。使用3D扫描仪将文物以及其周边的信息数据进行搜集，然后通过3D打印机打印出一模一样的石膏模型。用这个打印出的石膏模型制作了贴合严密、保护性强的硅胶保护套，将保护套贴合在文物上后，再使用套箱的方式提取文物。例如，3号坑的大口尊连同内部填土重达几百公斤，不易发掘。为了确保万无一失，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。
高分子材料“呵护”脆弱象牙
近年来，各种有机高分子材料在文物表面封护、文物加固、粘接等方面，都有广泛的应用。例如，环氧树脂因具有优良的防水性和安定性能，能够较好地阻止水和盐类对石质文物的破坏，常被用作石质文物的保护材料。在本次的发掘中，考古人员对露出发掘层的象牙首先进行了保湿处理，避免其迅速开裂，再利用高分子材料对象牙的结构进行加固，随后才取出象牙，并立即送往文物保护修复中心。不过，如今采用的有机高分子材料也不能一劳永逸地保护古蜀象牙，业界期待着相关新材料技术的发展升级来应对这一难题。
2021年4月8日《中国文化报》
第7版刊发特别报道
《走进遗址上的智慧实验室 三星堆“考古方舱”探营记》
责编：张海宁
