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水下考古设备有哪些 专家讲述水下考古流程

●水下短基线?即水下监控指挥系统,将短基线声纳系统运用于水下考古实践中,本次小白礁Ⅰ号沉船考古使用尚属国内首次。实际上这种声纳系统也可以说是测量跟踪系统,在水里物探设备基本上都是声学信号。两个像哑铃一样的东西,悬挂在船舱两侧的水面下,显示水下考古队员的活动状况,可以实时显示人员活动范围和状况。

●浅地层剖面 像鲨鱼造型的这块板挂在船舱旁水面下,船拖着它走,对埋藏在海床表面以下的遗迹遗物进行探测,将数据输送至笔记本电脑,根据回声信号强度对海床表面以下地质结构的变化进行分析,从而判断是否有泥下沉船的遗址等。

●水下摄像机?和陆地摄像机的唯一区别就是防水超强,与平常的摄像机不同的是,水下摄像机外面套了一个防水功能的外壳,录下的短片可作为考古资料和档案保存。?

●海洋磁力仪?黄白相间的仪器悬挂在船体下,根据地球磁场原理检测水下金属物体,工作原理有点像陆地上探测地雷。

●差分定位系统?起到GPS的作用,就是DGPS,精确度很高。在海上是没有参照物的,用肉眼很难分辨准确目的地,所以需要该仪器在海上以及陆地精确定位,误差在一米以内。

●水下喇叭?水面上的人,对水下的潜水员有什么指示,可以通过水下喇叭将命令传达下去。

●氧含量测试仪?这次水下考古队员采用的是高氧潜水方式,氧气浓度高于正常压缩空气中的比例,这样做的好处是能够适当延长水下考古队员的水下停留时间。

●水下无线通讯系统?水下的一种通话方式,可以不借助电缆实现水下与水上、水下与水面三方通话。

●水下视频监控?方便船上的人对水下考古人员的工作情况进行实时监控。

●英国L-3?System?3900高清侧扫声纳系统?通过声音发射至海底,经过对海底反射回来的声波进行判断,从而达到对水下海床表面地貌变化的遗迹遗物进行探测的目的。

专家讲述水下考古流程

傅亦民是市文物保护管理所(考古研究所)副研究员、中国水下考古专业培训2期学员,1999年参加过福建省连江县定海白礁沉船遗址的水下考古实习。“定海白礁沉船装载的是福建黑釉瓷,与小白礁Ⅰ号沉船出水大量青花瓷不同。”昨天,傅亦民在宁波介绍了水下考古的工作程序、需要用到的设备等。

首要工作是寻找和定位水下遗址

傅亦民说,水下考古与陆地考古原理相同,只是工作环境不同,需要大量采用现代科技方法和手段。

“沉船有个比较明显的特点,它所形成的遗址一般是一次性的,没有考古地层上的早晚区别,船体、装载货物以及船上的生活用具反映了当时社会的侧面,可以此判断年代以及船运性质。”

寻找和定位水下遗址是首先要做的工作。“可以通过潜水、仪器寻找。潜水寻找常用漂浮线,水底放长绳分段系上浮标,潜水员找到目标,在浮标最近的地方作出记号;还有圆圈寻找,陆上调查后确定水下遗址的大致位置,在水底打一个固定桩,拴上绳子,潜水员拉紧绳子另一端,围绕固定桩在海底做圆周搜寻探摸,回到原地后,收缩绳子,继续转圈搜寻。”傅亦民告诉记者,“转圈半径一般在10米左右,因为水底有暗流、潮涌等情况。东海水下能见度在5米左右,基本看不清,只能靠摸。”

仪器寻找就是借助现代化设备寻找,仪器包括测扫声纳系统、浅底层剖面仪、磁力仪等。傅亦民说:“现代化设备结合潜水员水下寻找是比较好的方法。”

找到水下遗址后就要准确定位。“定位是将遗址具体位置在海图上标出,用经纬数注明,便于在具体地点上能很快找到遗址。定位方法主要有两种:一是利用岸边参照物定位,并配以景物照片;二是仪器定位,即用GPS准确定位。”

水下考古的前期调查工作很重要。“小白礁Ⅰ号沉船经过了大量的岸上调查,通过渔民提供的信息,水下考古队确定遗址范围、性质、价值以及海域水下环境等,了解小白礁Ⅰ号沉船的保存现状、船上物品及掩埋的程度、海底含沙量、地层堆积等情况,进行水下摄影、小规模发掘等。前期工作是很复杂的。”

“梅园石最重,所以最后出水”

出于安全和互相配合的考虑,水下考古作业必须两人同时下水,“一人发掘,一人记录、测量。”傅亦民介绍水下作业方法,“一般采用2米×2米的探方形式。硬探方指的是用金属制作的框架放在遗址上,一个框架就是一个探方,这是可以长期使用的。另一种是软探方。”他告诉记者,目前一般采用硬探方作业,因为比较准确。

准确记录、测量、绘图、摄影是水下考古与一般打捞的区别。潜水员到了水下怎么交流呢?“以前我参加水下考古的时候只能用特定的手势,手握拳大拇指朝上是出水等,现在有了水下无线通讯系统,可以实现水面与水下、水下与水下三方交流通话。”还有水下视频监控系统,对水下发掘情况进行实时掌控。另外,水下摄影摄像也是重要的记录方式,发掘对象和发掘过程都要翔实摄录下来。

在谈到此次沉船宝藏出水的问题,傅亦民说:“物品提取遵循‘先上后下、先易后难、轻拿轻放’原则。梅园石最重,所以小白礁Ⅰ号沉船物品提取它放在后面。”物品分批装网袋或框内,提出水面,初步冲洗后登记、编号、收藏。

水下作业最怕绞缠

傅亦民介绍了个人潜水装备、水下摄像机、水下无线通讯系统、水下视频监控等主要设备。“水底情况复杂,尤其在东海水下漆黑一片,作为水下考古队员心理素质一定要好,被水草、渔网等缠住时不能慌张,及时与同伴联系,用潜水刀割掉。”

水下作业的供气设备包括气瓶和水面管供。“相比气瓶,水面供气湿度大,感觉舒服很多。”他说,管供的缺点是作业人员活动范围不大,“适宜水下固定点工作,如水下考古发掘和小范围探摸测量。”一般工作中两种供气设备都要准备。

发掘设备主要是抽泥沙机,“将覆盖在遗址和遗物上的泥沙抽走,便于观察、记录,适用于水下遗址为沙底或泥底的情况。”

傅亦民还介绍了工作船与工作平台。“根据不同的海况、不同的条件,使用不同形式的工作船。工作船可以是军舰、运输船、渔船等,用于放置仪器、设备、潜水器具等,也可作为参与人员的工作、活动场地,同时也为潜水员出入水提供方便。”