“南海Ⅰ号”沉船发掘纪略
2019-11-14崔勇
崔 勇
(广东省文物考古研究所,广东 广州 510075)
1987年初,英国海洋探测打捞公司(The Maritime Exploration and Recovery Ltd.)的马丁(Mr.Martin),来到交通运输部广州救捞局业务处,希望合作打捞一艘沉没于下川岛附近海域的荷兰东印度公司商船“林斯堡”号(Rimsberg,根据荷兰语发音也译作“莱茵堡”号)。据称这条沉船是英国海洋探测打捞公司在荷兰古籍图书馆和航海图书馆一本1772年出版的有关广东的杂志中查到的,“莱茵堡”号船长42 m,装有385.5 t锡锭、6箱白银、136 t胡椒,以及可可、棉布、毛皮等货物。不久,该公司向中国政府主管部门提出打捞申请。中方决定采取合作形式,指定交通运输部广州救助打捞局参与打捞。同年8月,打捞工作在川山群岛海域展开。
川山群岛由上川岛、下川岛两个大岛以及其他一些小岛组成,地处广东中部通往西部海上交通的主航道上,是古代中国通往西方世界的“海上丝绸之路”的必经之地。中英两国的打捞人员在预设海域用声呐仪器探测海底,发现目标后潜水人员下水探摸,由于淤泥深厚,并没有发现荷兰商船遗迹。英国人转而采用1 t重的抓斗探挖,却意外捞出247件器物,包括陶瓷器、铜器、锡器、金腰带、铁器等(图1)。中方工作人员初步判断这是一艘中国宋元时期的沉船,可能是往来中国和东南亚、阿拉伯国家的贸易商船。中方现场负责人尹干洪及时停止了现场工作,并迅速报告广东省文物管理部门,停止打捞,并实施了相应的保护工作。根据文物法规定,广州救捞局把打捞上来的247件各类文物移交广东省博物馆。对于这个重大发现,广东省文物部门给予高度重视,并根据沉船年代,临时命名为“南海宋元沉船”。
1 “南海宋元沉船”的调查定位
1.1 中日联合调查
川山群岛海域沉船的发现,引起国家文物部门的高度重视。1989年8月,经国务院批准,中国历史博物馆与日本国水中考古学研究所签订合作进行南海沉船遗址水下考古调查、发掘的意向书,决定同年11月进行第一次调查。随后,国家文物局、中国考古学会、中国历史博物馆、日本考古学会等联合成立了“广东南海宋元沉船调查专家组”,著名考古学家、中国考古学会会长苏秉琦、日本考古学会会长江上波夫任正、副组长。
1989年11月15日,由中国、日本考古专家组成的南海沉船联合调查队在广州正式成立,队长是著名考古学家、中国历史博物馆馆长俞伟超教授,副队长为日本水中考古学研究所所长田边昭三教授(图2)。调查工作得到广东省文物管理委员会、广东省博物馆、交通运输部、广州救捞局等机构的协助。广州救捞局出动了“穗救201号”“穗救205号”拖轮等船舶参加调查。
(1)第一阶段:沉船扫测定位,测定沉船准确位置。使用了SMS-960型海底扫描系统、福康484微波测距仪等先进设备,完成测定海底地貌、探测沉船、精确定位、拍摄现场、测算海流等工作。11月17日,成功找到沉船确切位置,深度22 m,掌握了遗址周围的水文、能见度、气象等第一手资料。
(2)第二阶段:海况、海流调查与遗址表面测量。使用了EMC107型直读式电磁流速计测试海况。11月19日,中日考古人员轮流下水,进行遗址测量,草绘平、侧面图。中方队员张威在探摸中采集到一块木片;朝日电视台工作人员高桥雅彦、藤田亨在拍摄过程中采集到一片青白瓷片,经确认,与1987年打捞到的瓷器完全一样。由于海底能见度太差,水下拍摄无法完成。从初步掌握资料看,沉船遗址表面面积为1 m2,高30 cm,大部分船体可能为泥沙淹没。这次调查基本上确立了沉船的存在与具体位置,但在资金相对紧张的20世纪80年代末期,本次调查的经费是陆地考古的若干倍,在水下考古初创阶段,暂时没有能力对“南海Ⅰ号”进行进一步的工作,这一搁置就是10余年。
在漫长的等待中,中国水下考古完成了绥中三道岗沉船发掘、远赴西沙的调查以及境外的竹篙湾调查等工作,为再度回到“南海Ⅰ号”提供了知识、技能和经费的储备,这样的等待是值得的。
1.2 重启调查
在国家文物局、中国历史博物馆、广东省文化厅等领导的关怀与支持下,中断多年的“南海Ⅰ号”沉船发掘工作于2001年春季得以重启。由于此次工作得到了中国香港“中国水下考古探索研究会”陈来发等诸位先生在资金、潜水器材、潜水手段等方面的大力资助,工作得以顺利推进。
4月24日上午6时调查工作船正式起航,由于闸坡港距工作地点很远,单程航行时间为5 h,所以后来改为以阳江市的东平港为工作基地,单程航行时间缩短为3 h。
前期的定位工作按照1987年英国人提供的位置示意图和1989年交通部广州救捞局报告坐标实施,但并不顺利。原因一是缺乏海上寻找沉船的经验,香港方面租用的旁侧扫描系统属于老式设备(一直存在故障),聘请的声呐判读员不熟悉该系统,缺乏在海上寻找点状目标的经验;二是受海浪干扰或由于渔民作业方式的改变(由原来的单船围网改为双船刮底的拖网),海床变得平坦,影响声呐判读。于是后期改用中科院南海海洋研究所提供的美国克莱英旁侧声呐与浅地层剖面二合一组合仪,取得了比较理想的效果。探测拖鱼本身既可作声呐平面海底扫测,又可同步显示拖鱼正下方的海底地质剖面,工作非常有效,很快就在1989年声呐扫描的海域,与救捞局提供的坐标点几乎重合的测线上发现了一处声波反射异常点。经多次潜水探摸后,笔者幸运地在水下摸到两块较大的含铁质凝结物。但这真是“南海Ⅰ号”吗?虽然兴奋,但也不能急于下定论。直到救捞局的潜水员徐浩武证实此地的水下地貌和他们1987年的工作地点相同;加上这一地点又有几片南宋时期的白釉、青白釉、酱釉瓷片陆续出水,与“南海Ⅰ号”出水的瓷器基本一致;而且定位系统所测得的坐标进一步验证了1989年探测定位所取得的坐标数据基本准确。因此,三重证据使得“南海Ⅰ号”沉船精确坐标点得以重新确认。
1.3 进一步调查和试掘
因需要对沉船进行最后的判定,自2001年10月至2004年,4年间共对沉船进行了大小7次调查、试掘和物探工作(图3、图4),通过局部抽泥,沉船现状逐渐显现出来。沉船长约31 m,宽约10 m,型深约4 m,系远洋商船。船货有瓷器、金属制品和其他有机类制品,特别是瓷器,在仓内成摞摆放、数量巨大。船体基本为正沉状态,平卧于海底,绝大部分为海底淤泥所掩埋,右舷略侧倾,船艏稍下沉,船身及结构基本保存完好。沉没地点位于阳江海域,距岸18海里(1海里=1 852 m),沉没地点海床为淤泥,水深约20 m,能见度几乎为零。因其所处海域为渔场,自然和人为破坏使“南海I号”面临巨大的威胁。“南海I号”保护与发掘对于中国文物考古工作者来说是一次巨大的考验。
试掘出水的各类细小器皿、有机质文物不仅数量庞大,而且具有极高的史料价值。保存完好的船体本身就是南宋时期海船的珍贵标本;根据国内外一些沉船的发掘资料显示,推测船上还可能出现写在纸张和竹木简上的文字,这些史料对于研究船主、货物及航线等是非常珍贵的实物资料。如何获得沉船中更多的信息,在我国此前的水下考古工作中没有先例。
试掘时发现,海水能见度和潮汐、气象等不利因素对水下发掘造成极大困难。首先,在零能见度的条件下,无法准确记录描述文物原始位置和状态,大量考古学信息无法获知,对各仓位功能的研究只能靠推测。其次,低能见度、恶劣海况、多变的气象因素对现场考古人员的安全也造成了威胁。
2 研究制订“南海I号”的打捞方案
2.1 创新思路的形成及推进过程
“南海I号”面临着渔船拖网破坏、人为盗捞,以及其他不可预见因素破坏的威胁。另外,即使对具体沉船位置采取了严格的保密措施,现代定位技术的普及仍使得沉船遭盗捞的风险日益增加,“南海I号”的保护面临空前的挑战。
传统的沉船水下发掘与保护的方法是先打捞船载文物,然后将船体分解打捞出水。文物出水后,再实施脱水脱盐和其他化学方法进行保护。“瓦萨号”(Vasa)的打捞是一个成功范例,但遇到了保护难题。由瑞典专家组成的跨学科研究小组的最新研究成果表明:在斯德哥尔摩梅拉伦湖底的300多年时间里,“瓦萨号”船体内积累了大量硫化氢。船被打捞出水后,船体中的硫化物与空气中的氧气发生化学反应,形成硫酸,硫酸会破坏木材中的木质素;此外,硫酸盐的结晶过程会产生膨胀,尤其是“瓦萨号”上有超过9 000个铁制螺栓,所含的三价铁离子正是硫酸盐形成的催化剂,这无疑会进一步加速“瓦萨号”的完全解体和腐烂。专家建议应该从消除铁催化剂的活性入手,减缓硫酸化的进程。“瓦萨号”为水下文物的保护提供了宝贵的经验和教训,也为“南海I号”的保护思路确定了明确的目标和方向。
近年来,我国水下考古发掘和文物保护技术取得了长足进步,发掘和保护方法的创新成为“南海I号”抢救性发掘工作的关键环节。中国考古史曾有过多次整体提取和实验室发掘整理的经验,最为著名的当属李济先生主持的殷墟发掘,将编号为YH127的窖穴中发现了形状规整、数量庞大、积叠有序的甲骨整体提取,运回南京博物院进行室内发掘,避免了气候变化可能带来的影响,并使得发掘和保护更加细致、科学。受这次发掘的启发,笔者提出“南海I号”整体打捞的思路,当即获得时任广东省文物考古研究所负责人李岩的首肯。李岩同时提出为“南海Ⅰ号”量身定做一个用于安置的“水晶宫”,即“南海一号”博物馆。这一将整体打捞和博物馆建设捆绑在一起的新思路得到了广东省文化厅、省文物局的认可和支持。随后,笔者与刘胜根(1989年,时任广州救捞局中方代表的刘胜根与笔者在发现“南海Ⅰ号”的潜水工作船“腾加号”上共事26天)成为首先被咨询的对象,此时刘胜根已是广州救捞局的总工程师兼副局长(图5)。此后,笔者又结识了高级工程师吴建成,他提出了“沉箱”的概念,认为目前的沉箱技术比较成熟,而且没有技术瓶颈。至此,“南海I号”整体打捞的思路初步形成。
2.2 整体打捞的方案制订
为保证“南海I号”保护工作的持续性和有效性,并控制成本,经过多次沟通和探讨,最终确定了模拟复原水下埋藏环境,永久性保护“南海I号”的科学方案。2003年10月,“南海Ⅰ号”整体打捞概念性方案通过专家论证。为进一步对方案的可行性进行探讨和优化,2004年9月,在保证文物安全的前提下,广州打捞局有针对性地对沉船数据进行了采集,包括对沉船的沉态、尺寸进行探摸和测量,海床下30 m钻孔和泥样采集,回淤速率的测量,全潜驳沉放点的选择,拖航的路径探测,48 h流速记录,海水水样采集及分析。此后,广东省文化厅、广东省文物考古研究所、交通部广州打捞局联合华南理工大学、国家四航局设计院等高等院校、研究机构,对“南海Ⅰ号”整体打捞及保护方案涉及的文物考古、水下工程、岩土力学、海洋打捞、海洋水文与气象、环境保护等问题进行4次论证,先后制订概念性方案、可行性方案、细化方案、实施方案等,反复优化完善,并进行了大量模拟试验与科学计算。2006年6月,在国家文物局组织的专家论证会上,《“南海Ⅰ号”整体打捞及保护方案》获得通过,并确定由广东省文化厅组织实施。“南海Ⅰ号”整体打捞工作进入倒计时。
3 整体打捞与博物馆建设并行实施
3.1 “南海Ⅰ号”整体打捞
2006年12月8日,广东省文物考古研究所黄道钦所长、交通部广州打捞局陈北先局长在广州正式签订了“南海Ⅰ号”打捞协议,至此,世界水下考古史上规模空前的沉船打捞工作拉开了序幕。
2007年4月9日,“南海Ⅰ号”整体考古打捞工作正式启动。“南天柱”船组(图6)首先进场,魏峻和笔者分别任现场正副队长,吴建成任现场总指挥。打捞工作一波三折,工程量远超预判,工作艰难推进。同时,省委、省政府、省文化厅各级领导组成了坚强的后盾,为整体打捞保驾护航,给打捞工作注入了一剂强心针。2007年12月22日,“南海Ⅰ号”终于整体出水(图7);12月28日,在万众瞩目下,“南海Ⅰ号”成功入住新家——广东海上丝绸之路博物馆的“水晶宫”,标志着“南海Ⅰ号”整体打捞工作的圆满完成,展现了中国水下考古人敢为天下先的精神和开拓、进取、科学、务实的作风。
打捞工程共历时264天,先后投入了包括亚洲最大的起重船“华天龙”号(最大起重量4 000t)和“重任1601”号(最大起重量16 000t)半潜驳等大型船舶设备共21艘;潜水员下水3 016班次,潜水作业195 000 min。这在我国乃至世界的沉船打捞史上无疑是一个创举!
3.2 广东省海上丝绸之路博物馆落成
2004年初,在确定整体打捞的思路逐渐成熟,概念性方案初步成型的基础上,沉船出水后的保护、发掘、研究、展示等问题被提上日程。至此,新中国成立以来,广东省在广州市外最大的文化投资项目——广东海上丝绸之路博物馆的建设项目终于落地。2004年12月,经过科学选址,配合当地政府“文化搭台,经济唱戏”的发展纲要,广东海上丝绸之路博物馆在阳江市海陵岛十里银滩奠基建设。2007年,仅剩南墙待封闭的海上丝绸之路博物馆“水晶宫”静待“南海Ⅰ号”入驻。整体打捞和博物馆建设同步进行,这在世界范围内的水下考古项目中也是极其罕见的。从目前结果看,这个决策具有划时代的意义,不但极具前瞻性,也为后续的发掘、保护和整体展示提供了难得的平台(图8)。
4 “南海Ⅰ号”的发掘
4.1 两次试掘
“南海Ⅰ号”入驻广东海上丝绸之路博物“水晶宫”后,立即进行海水浸泡,使沉船尽快回复到海底环境,为后期工作争取了时间。但打捞是否真正成功却一直困扰着大家,如何确认打捞成果成为发掘者首要的任务。2009年,开始第一次试掘,这次小规模试掘以验证打捞成果为目的,由广东省文物考古研究所独立完成。试掘结果显示,“南海Ⅰ号”完整装在了沉箱中,四周留有较大的操作空间,从平面上证明了整体打捞的成功。但如何提高水下能见度,进行全面发掘成为新的难题。第一次试掘首先采用了最初设想的水下发掘的方式,这种方法将远海不可控的自然环境改造成室内可控的人工环境,并将25 m水深的工作环境降低为12 m,不再需要减压,但这无法解决能见度低的问题。但好在整体打捞的成功为后续的工作方法提供了多种选项,因此广东省文物考古研究所于2011年对沉船进行了又一次试掘,采集相关数据,为制订全面发掘方案做技术方法的储备。
4.2 启动全面发掘
2011—2013年,进入“南海Ⅰ号”全面发掘方案的实质制订阶段。国家文物局水下文化遗产保护中心、广东省文物考古研究所分别提出了水下发掘、脱水发掘、保水发掘3种方案。通过多次专家论证会,最后以保水发掘为基础,结合另外两种发掘方案的优点,确定了最终方案。同时,由中国文化遗产院主持制定的“南海Ⅰ号”出水文物保护方案、广州打捞局制订的发掘现场加固改造等方案都通过专家论证。2014年11月28日,“南海Ⅰ号”全面发掘工作正式启动。
经国家文物局批准,发掘工作由国家文物局水下文化遗产保护中心、广东省文物考古研究所承担,中国文化遗产研究院、广东海上丝绸之路博物馆参加共同实施,发掘领队由水下文物保护中心的研究员孙键和笔者共同担任。中国文化遗产研究院、广东省博物馆、广东海上丝绸之路博物馆等机构参与了出水文物保护工作。
4.3 发掘成果
(1)再次证明整体打捞方案的科学性。继2009年在平面上证实打捞成功后,2018年在立面上也显示了整体打捞的完美结果。沉船底部保存完好,底部距底托梁留有至少2 m的安全冗余,船体保存也较为完整,仅艏艉稍有残缺。
(2)对船体结构和造船工艺有了全面认识。沉船残长22.95 m,宽9.85 m,船内舱室最深2.7 m,加上龙骨厚度,沉船通高超过3 m。全船共分为15个舱室,船舱间用隔舱板进行分隔;现存13个船舱以及艉部左右对称布置的2个艉尖舱。两舷为多重板鱼鳞搭接结构,部分隔舱存有甲板。沉船保留有左右舷板、水线甲板、隔舱板、舵承孔等船体结构,以及船中桅托梁、甲板、船壳板、底板和小隔板等部分;从船舯部的桅座结构来看,主桅杆是可倒桅结构。从船体结构和船型工艺上看,“南海Ⅰ号”属于福船类型,即采用了水密隔舱技术,安全系数高、抗风浪性好、装货量大、适宜远洋航行。依船体结构和部位的不同,“南海I号”沉船采用了不同种属的木材,产地来自中国东南沿海、西南及南亚等地(图9)。
(3)出水文物极为丰富,生动展示了宋元时期海上丝绸之路的历史画卷。“南海Ⅰ号”是一艘满载远航且保存尚好的宋代海船,船货品类繁多,琳琅满目,且不乏文物精品。目前,船舱内货物已清理完毕,出水文物总数超过17.4万件,堪称目前我国水下考古之最,尤以铁器、瓷器为大宗(图10)。
“南海Ⅰ号”出水瓷器集中展示了宋元时期我国瓷器外销的壮观景象。沉船瓷器囊括了当时大多数外销瓷窑址的产品,特别是江西、福建和浙江3个省的产品,包括景德镇窑的青白瓷,德化窑的白瓷与青白瓷,磁灶窑的酱釉与绿釉瓷,闽南地区的青瓷,以及浙江龙泉系的青瓷等。器型有壶、瓶、罐、碗、盘、碟、钵、粉盒、炉等。特别需要提及的是,为适应海外市场的需求,许多瓷器带有明显的异域风格,如德化窑的仿金银器执壶。
“南海Ⅰ号”的另一个重要考古成果是总重量超过130 t的铁器,显示出铁制品在当时海洋贸易中的重要性,说明宋代以煤炭化石为燃料的冶金业产量巨大,且已广泛用于对外贸易,成为输出的主要货物品种。
出水文物中还有各类金、银、铜、铅、锡等金属器,竹木漆器,玻璃器以及人类骨骼、矿石标本、动植物遗存等。丝织品、纸张等有机物已经不存,但检测提取到少量化学残留物。
(4)发掘、保护、展示三位一体,积极进行技术创新。“南海Ⅰ号”的打捞,采用沉箱整体打捞的方案,将沉船从海底整体打捞出水,再移入为其量身定制的博物馆进行精细化发掘,堪称世界水下考古史上的一个壮举,也极大地提升了全面获取古代沉船信息的能力。正因如此,“南海Ⅰ号”沉箱整体打捞考古项目荣获2007年国家科技进步奖。
在发掘过程中,考古队积极尝试、应用现代科技手段,使“南海I号”的考古发掘得到全程准确记录,甚至可全方位逆向复原,为今后博物馆展示、复原与保护提供了基础数据保证。同时还引入信息化测绘技术,建立了综合测绘平台。发掘中使用三维激光扫描、数字近景摄影测量技术、全站仪测绘和平面垂直摄影结合CAD描图等测绘方式,对上表面淤泥、甲板、船舱和船体的不同发掘阶段进行数据采集,各探方、凝结物、文物、船体等要素的空间信息资料数据得到完整而精确的记录。
(5)结合地面考古方法,开展综合性、跨学科的考古工作。考古队对海洋沉船的埋藏环境、沉船遗址的海洋生态、古代海上生活、古代中外生物交流等问题开展了综合研究,取得丰硕成果。
将“南海Ⅰ号”作为高度浓缩的聚落形态进行研究,是广东省考古工作者最初整体打捞的构想和初衷之一,引入聚落考古理念对“南海Ⅰ号”进行综合发掘研究,对水下考古学科建设和发展具有重要的现实意义。
目前,对“南海Ⅰ号”多学科的研究已逐步展开,对船体结构、船材种类、陶瓷窑口产地、动植物种类、船附海洋生物种属、金器漆器工艺等方面开展分析、鉴定、辨识和探源工作,是我国文化遗产保护多学科合作的一次创新。目前,《南海I号沉船报告》(上下)已出版,保护工作的相关报告亦已出版发表。
(6)积极开展公众考古。自考古发掘工作启动伊始,“南海Ⅰ号”沉船的现场发掘、保护工作始终对公众开放。观众在参观博物馆展厅的同时,可以近距离观看考古发掘的全部过程,此举极大地激发了社会公众参与水下文化遗产保护的热情,成为中国考古学界面向社会公众,特别是青少年宣传文化遗产保护的重要窗口。
5 结束语
“南海Ⅰ号”是海上丝绸之路上的一颗璀璨明珠,在长眠海底800余年之后,中国水下考古人以其坚韧的毅力和辛勤的努力,正在一步一步地揭开其神秘的面纱。我们相信,“南海Ⅰ号”沉船考古项目,将以其无与伦比的考古成果和别出心裁的技术创新,载入世界水下考古的史册。