NASA的考古学家

2017-08-12蒋迅

太空探索 2017年8期

关键词：玛雅人玛雅美国宇航局

□ 蒋迅

NASA的考古学家

□ 蒋迅

热带雨林中的丹塔神庙

在通往北危地马拉佩腾地区的丛林山路上荆棘遍布，道路有时甚至是很危险的。史前玛雅神庙从茂密的森林里拔地而起，直指天空。汤姆·西佛徒步登上了51米高的丹塔神庙并测量了它的石灰石墙壁。青翠的雨林从他身边延伸出去。

作为一名考古学家和人类学家，西佛更感兴趣的是那些建造了这些神庙的人们。他们是如何到达这里的？通向现在已经消失数千年的玛雅城市的道路在哪里？

当西佛扫视着周围的景象时，他看不到茂密丛林中任何古路的痕迹。然而他知道那些路就在这下边。他已经从在太空中拍摄的照片中看到了这些路径。作为美国宇航局唯一一名考古学家，西佛能够像接触考古铲那样便利地接触到卫星图像。

考古学的所有魅力在于，它是一个极为缓慢的科学。它可能要数月、数年、以致数十年才能发掘出一个重要的遗址。但是在最近二十多年里，考古学家们发现了一个捷径：利用安装在卫星、航天飞机、飞机甚至卡车上的遥感器，他们可以找到已经失去的古文明的蛛丝马迹。而这一切都是从西佛开始的。

立志考古

年轻时的西佛对考古和美国宇航局都没有兴趣。他原来只是想当一名教师的。1967年，他上了一所师范学院：哈里斯教师学院（现在的哈里斯·斯托州立大学），主修教育学和英语。但当毕业时，他突然又对古天文学、古建筑和古宗教的历史和关系发生了兴趣。于是他义无反顾地报考了桑德州立大学人类学/考古学研究院。1976年他硕士毕业，开始了考古生涯。

一开始，西佛把自己的目标定在了南美洲的印加文化上。1977年，他接受了秘鲁的一个资助，到安第斯山脉研究印加人的年历系统。这个与我们现在的历表很接近的印加系统由41条从金庙发射出来的直线组成；在每一条直线上有八个神社，一共有328个。这个数字可能就是印加月历中的一个循环。西佛和团队的人每天去寻找这些直线和神社，两个月下来后他们也只走了其中的三条线。他意识到这样下去是没有结果的。

“肯定有别的办法！”他回忆到，他曾经读到过美国宇航局国家空间实验室将遥感技术用到农业灌溉和土壤的分析中。那这项技术能否用到考古领域呢？他立即回到美国并访问了在密西西比州的该局斯坦尼斯航天中心。

开创遥感考古先河

那时候，航天考古还没有先例，西佛首先必须论证遥感技术在考古中的可行性。1982年，西佛从美国宇航局得到了一笔经费，到新墨西哥的查科峡谷做了一次考察。这里是北美最大的史前遗址聚集地。人们相信，早在公元950年到1100年间，阿那萨奇文化就已经把这里当作社交活动和宗教仪式的地方了。西佛相信他能使用遥感技术找到新的东西。

首先，西佛获得了在美国宇航局飞机上安装的专项制图仪模拟器（TMS）拍摄下来的图片。TMS记录了从可见光到红外线的七个波段的光谱。然后他派人携带着热红外多光谱扫描仪（TIMS）上飞机，到这一带做了一次考古飞行。TIMS可以检测到地表或地表附近的十分之一摄氏度的温差。土壤的成分是影响温度的一个因素。埋在土壤下面的石头会使得其上面的土壤比周围土壤获得更多或失去更多的热量。类似地，用于灌溉的农田垄沟能比周围地区保留更多的湿度。温度的不同可以让TIMS更容易地“看到”这些石头和垄沟。

西佛把数据送入计算机以提高图片的清晰度。然后他带上这些图像又回到了查科峡谷。站在这块土地上，他用肉眼看不出有任何特别的地方。但是计算机提供的图片却显示了不同的景象：他的面前是一个完整的公路系统，它应该是北美最为古老的公路系统了。

▲ 波弗蒂点的中心广场有发射装线性结构

作为另一次论证，他在路易斯安娜州波弗蒂点的一个遗址做了一次普查。这个遗址早在公元前1200年就有人活动，大约600年后被遗弃。它有一个中心广场，由六个同心脊所环绕。当考古学家们将TIMS提供的信息综合起来后，他们发现了从中心地带发射出的线性结构。泥土挖起后是以前未发现的堤道。

初试遥感技术

▲ 西佛站在神庙上

▲ 北美最为古老的公路系统

遥感对考古的价值最具戏剧性的证明是在中美洲。在公元前3000年到公元1500年间，一个印第安人文化在哥斯达黎加西北部的海拔1600米的阿雷纳尔火山的底部兴旺发达。而在哥斯达黎加的这些山区里曾经被认为不存在史前人类的。这个阿雷纳尔遗址的特殊之处是这座火山在过去的4000年里喷发了10次，从而把这些民居村庄加上了10层的保护，并且有一个厚厚的丛林树冠。但是他们用TIMS检测出了土壤的不同湿度水平从而发现了人类活动。除此之外，他们确认了大约60个定居点和其他遗址。

上世纪80年代中期，在美国宇航局的帮助下，美哥两国考古学家建立了旨在证明遥感价值的一项合作。西佛与科罗拉多大学的培森·希兹教授等组成团队，以期解决哥斯达黎加的史前印第安人的秘密。希兹带领一队科学家进入这个地区做了初步考察，紧接着把该局开发的遥感器在这个地区的上空覆盖了一遍。到1985年年中，一个由红外照片和TIMS热数据产生的大型遥感数据库形成了。后又通过雷达和光达传感器记录陆地卫星的数据和信息。雷达揭示地面的线条和几何形状。如果光达从上面经过一段被侵蚀了的小径，那么这段路径的缩进痕迹就会出现在数据上。根据这些信息，可以用计算机缩小到几个具体的地点，在这些地点做进一步的调查。另外，人们可以向计算机提问题，比如已知的考古点都有什么共同之处。然后可以找出其他也具有这些特点的地方做深入调查。

以上的成果让人们开始相信遥感技术。至少有一点是肯定的：遥感技术的使用不会损坏古迹。一个遗址一旦发掘就永远不可能恢复到原来的样子。你可能永远地失去本来存在的线索。另一个优点是遥感提供了迅速确认值得开发的场址。在考古学里，时间是一个关键的因素。森林砍伐和建筑活动对考古现场的破坏速度远超记载到案的速度。遥感技术已经证明是节省时间、节省经费，同时能帮助考古学家决定优先开发的遗址的手段。

玛雅文化灭亡的教训

▲ 危地马拉的一座玛雅废墟

西佛的另一项计划是到中美洲的雨林中去，那里是玛雅人在大约公元900年左右完全消失之前出没的地方。他们进行了一些实地工作以证实遥感数据的正确性并提供了整个地区的考古地图。这种实地考察是辛苦甚至异常危险的。一次，一位队员爬到树顶上去做GPS读取时发现自己的胳膊上已经被红蚂蚁覆盖。还有一次，考察队被武装了AK-47步枪的左翼游击队逮捕。他们被扣押了十个小时。

大量收集的遥感数据帮助他们找到了玛雅人的道路和沼泽地带的水井系统。在沼泽地带的边缘，图像揭示的可能是一个大规模的建筑。玛雅人曾经统治过整个中美洲。在其高峰期，玛雅城市的人口达到每平方千米近1000人。即使在乡村，人口密度也达到了100人左右。但是他们突然间消失了。

在不破坏雨林的条件下了解玛雅人是如何在其中生活的，这对我们现代社会的环境管理具有重要的参考价值。中美洲的这片地区是世界上最大的热带雨林之一，但是正在迅速地被人类砍伐掉。重要的是人们不知道他们正在玛雅人死亡的道路上重蹈覆辙。

那么玛雅人到底是犯了什么致命的错误呢？西佛的团队和其他考古学者们把遥感数据与其他信息结合起来，逐渐得到了一个较为清晰的答案。他们从古底层沉积物的草籽中发现，在公元1200年左右，正是在玛雅文化倒塌之前，树籽几乎完全消失了，取而代之的是杂草的种籽。也就是说，这个地区几乎完全没有了森林。玛雅人为生活所需而大量砍伐树木。他们采用刀耕火种的办法毁林造田。他们还要用树木去烧盖神殿的石灰石。每生产一平方米的石灰石膏就需要砍掉20棵树。没有了树木，侵蚀会恶化，带走肥沃的表层土。根据美国宇航局计算机模拟计算，地表的覆盖变化导致这个地区的温度变化达3度～ 5度之多。炎热使大地干旱，无法种植庄稼。气温上升改变降雨模式。干旱季节里，水源不足，深达150多米的地下水不能从水井里打出。玛雅人一定是依靠着水库里积存的雨水维持生活。因此一旦降雨中断，后果不堪设想。 “以前，考古学家们一直在争论玛雅文化的消亡是由于干旱、战争还是疾病，或其他因素。”西佛说，“现在我们认为所有这些因素都起了作用，但这些都只是表面现象。根源在于自然干旱和人类毁掉森林所造成的长期食物和水源的缺乏。”

从阿雷纳湖横跨的阿雷纳尔火山

而今天，热带雨林在人类的破坏下迅速消失。在过去的40年里，有大约一半的雨林已经被砍掉。当地的农民还是刀耕火种的办法。这样的土壤经过三五年后就贫瘠了，于是他们就再去烧另一片森林。而被抛弃的土地需要15年才能恢复生机。这样无休止地进行下去，直到森林完全消失。按照现在的速度，到2020年，至多还有15%的森林能幸免。看来现在的人类正在重复玛雅人的致命错误。

但毕竟玛雅文化延续了数百年，他们一定也有值得我们学习的地方。这些正面的东西是什么呢？一个重要的线索就可以从空间看到。西佛他们仔细查看了卫星成像，他注意到在玛雅遗迹附近的类似沼泽地带的排水和灌溉系统。现在当地的危地马拉人没有这样的系统，考古学家也一直认为玛雅人也没有这样的系统。从6月到12月的雨季里，这里是泥泞地带，而在旱季，这里是一片焦土。两个季节都不适合耕作。西佛怀疑，这些古运河是玛雅人设计的管理水资源的一部分，这使得他们可以在这里种庄稼。这样的沼泽地带占地40%。有了这样的耕地，玛雅人就可以有较为充分和稳定的食物，因为他们可以在雨季到高地耕作，然后旱季再到低洼地带去耕作。很有可能，玛雅人用这个办法避免了刀耕火种，从而保存了雨林。

那么今天的我们能向玛雅人学习吗？西佛和他的同事们正在和当地的政府学校合作，第一步先要划分出用于耕作的土地，然后尝试建立一个灌溉系统。一千年前玛雅人留下的信息对后人永远是不晚的。中美洲环境与发展委员会与美国宇航局签署了协议，扩大中美洲科学家们使用遥感数据。这个协议包括里伯利兹、哥斯达黎加、萨尔瓦多、危地马拉、洪都拉斯、尼加拉瓜和巴拿马。