揭開千年文物的“保護密碼”
來源：新華每日電訊作者：齊中熙 2024-06-28 09:40
文化遺產(chǎn)不僅是歷史的見證、文明的標志，更承載著中華傳統(tǒng)文化生生不息、賡續(xù)不絕的厚重基因。
樂山大佛、敦煌莫高窟、嘉峪關長城、樓蘭古城……第三次全國文物普查顯示，我國有不可移動文物超過76.67萬處，其中全國重點文物保護單位5058處。
這些歷經(jīng)滄桑的遺址，如何抵抗歲月的侵蝕？從文物核心本體保護到文化遺產(chǎn)的綜合性保護，如何運用現(xiàn)代科學技術解決文物保護中的諸多難題？
綜合施治：系統(tǒng)化為文物保護去除“病根”
大渡河、青衣江和岷江三江交匯處，坐落著有1300多年歷史的樂山大佛像。
樂山大佛開鑿在紅色山巖體上，是世界現(xiàn)存最大的石刻坐佛，通高約71米，有“山是一尊佛，佛是一座山”的美譽。
然而，這樣的紅砂巖山體，歷經(jīng)千年風化病害嚴重，有的巖體表面明顯泥沙化，用手指輕輕一蹭便可能脫落。此外，由于長期的自然作用和人為干擾，佛像上長了很多苔蘚和雜草。游客眼里看到的就是“臉花鼻黑”“流淚”“長草”“開裂”等現(xiàn)象。
“為大佛診斷和治理病害，并不像人們想象的除除雜草那樣簡單，稍有不慎，很容易造成過猶不及的‘保護性破壞’。對它的保護不是單純的文物保護，而是一個綜合性的治理。”中國中鐵科研院文化遺產(chǎn)保護研究院（中鐵文保）院長、國家文物局石窟寺文物保護技術重點科研基地主任王逢睿說。
自1914年以來，樂山大佛先后進行了7次較大規(guī)模的表面修復，但都沒有系統(tǒng)性地從根源上解決問題。2022年，來自中國文化遺產(chǎn)研究院、敦煌研究院、四川省文物考古研究院等單位的專家們經(jīng)過現(xiàn)場勘查后一致認為，樂山大佛存在多種病害，最主要“病根”在水患。
“相比北方干旱、多風沙的氣候，川渝地區(qū)石窟保護面臨的最大難題是高溫、潮濕、多雨等導致的淺表部劣化、滲水及生物病害等?！蓖醴觐Ｕf。對這些裸露在大自然中的石窟進行保護修復，最大的難題是既要保護修復，又要保持原貌。
迄今，對這類涉及地質(zhì)、氣象、材料、生物以及水文等多學科的石窟保護，文物部門正持續(xù)進行綜合研究，并有了一定基礎理論進展。
其實，很多石窟在鑿刻時，都會考慮通風排水等因素。古人在建造樂山大佛之初也設計出一套科學完善的排水系統(tǒng)，使之盡量免遭雨水侵蝕。
“設計者在大佛的耳部、肩部和胸部建造了一套設計精巧、隱而不見的相互貫通的排水排濕通風廊道，有效阻隔了山體滲水對大佛的影響。”樂山大佛石窟研究院院長范元元說，清代詩人王士禎有關樂山大佛的詩句“泉從古佛髻中流”，講的正是這套排水系統(tǒng)。
然而，因長久裸露在戶外，特別是受自然環(huán)境的影響，樂山大佛這類石窟隨時間推移，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、材質(zhì)劣化、滲水侵蝕和生物污染等多重病害日益嚴重。
范元元告訴記者，目前對不可移動文物的保護修復，文物界有一個共識，即“最小干預，強度匹配，外觀協(xié)調(diào)”，而要達到這個目標非常困難。
針對樂山大佛體內(nèi)滲漏問題，中鐵文保團隊首創(chuàng)一種熒光碳點示蹤技術，以銀杏葉為前驅(qū)體，現(xiàn)場制備碳量子點作為示蹤劑。通過合理布置示蹤劑投放點和取樣點，精細探測石窟寺滲流路徑及來源。
與此同時，項目團隊采用地質(zhì)聚合物改性傳統(tǒng)捶灰材料，對潮濕環(huán)境下石質(zhì)文物實施精細化修復，形成了文物病害信息采集分析、無損探查與微損檢測、文物賦存環(huán)境監(jiān)測預警、石窟淺表層巖體劣化修復等成套關鍵技術。
熒光碳點示蹤技術成本低、效率高，填補了石窟寺滲流探測領域技術空白，突破了示蹤劑在此領域應用的技術瓶頸。技術成果在樂山大佛的水害治理工作中得到了成功應用。
“樂山大佛修復項目已被國家文物局列為川渝石窟保護性示范項目?！蓖醴觐Ｕf。
數(shù)字賦能：數(shù)字化技術與傳統(tǒng)保護相得益彰
我國目前發(fā)現(xiàn)的76.7萬處遺址中，土遺址占1/3。樓蘭古城遺址，便是我國數(shù)量龐大的土遺址之一。
深處羅布泊無人區(qū)腹地的樓蘭古城，是漢晉時期的絲路名城，在漢代成為絲綢之路上的要道。
100多年前，瑞典人斯文·赫定在羅布泊探險時，首次發(fā)現(xiàn)樓蘭遺址并將其公之于眾，由此掀起長達一個多世紀的樓蘭考古熱。近幾十年來，中國科學家深入羅布泊考察、研究，讓淹沒在歷史浮塵下的輝煌文明重現(xiàn)于世。
然而，樓蘭古城遺址所處環(huán)境極為惡劣，位于羅布泊沙漠溝壑相間的雅丹地貌中。而年均8級大風天數(shù)則高達80天，七八月期間，地表溫度可達65攝氏度。
“土遺址是文物保護行業(yè)中一個世界級難題。”敦煌研究院副院長郭青林認為，土遺址本身比較脆弱，大多數(shù)都在露天保存，坍塌、風化等因素容易導致其快速消失，而一旦消失將無法證明過去的歷史。同時，按照文物保護最小干預的原則，許多巖土工程方法無法直接采用。
2006年，我國第一批文化遺產(chǎn)領域國家科技支撐計劃項目啟動，使我國在土遺址的建造技法、制作材料、病害分類、加固材料、遺址穩(wěn)定性、加固效果評價、監(jiān)測及預防性保護等方面取得了豐富成果，成功搶救了一大批瀕危遺址。
新時代背景下，中鐵文保團隊結(jié)合全新的勘測理念及技術，探索出一條將數(shù)字化技術與傳統(tǒng)文物保護充分結(jié)合的路徑。
“巖土工程領域比較成熟的錨固及灌漿技術，于20世紀末被引入到土遺址保護中，通過與化學防風化相結(jié)合，初步形成了土遺址保護加固的成套技術。如今，我國對土遺址的保護已由搶救性保護逐步向預防性保護過渡?！敝需F文保西北片區(qū)負責人周鵬說。
自2020年6月13日開始，周鵬帶領項目團隊對樓蘭古城三間房和佛塔遺址進行勘測并進行搶救性修復。通過實地勘測分析，團隊成員認為，在極端氣候環(huán)境下，最好的保護是進行預防性保護監(jiān)控監(jiān)測，為將來保護修復提供科學數(shù)據(jù)支撐。
在修復基礎上，文保團隊積極探索跨界創(chuàng)新，開展了一項名為“數(shù)字樓蘭”的科技保護與文化展示工作。
在羅布泊腹地無人區(qū)，“中鐵文?！遍_展極端環(huán)境下遺址本體保護與“數(shù)字樓蘭”信息化監(jiān)測項目，通過不間斷監(jiān)測遺址區(qū)環(huán)境影響因素以及對風沙侵蝕與遺址損毀模式的深入研究，精細修復了遺址本體結(jié)構(gòu)殘損與表層劣化，并借助“天-空-地”一體化監(jiān)測體系，實現(xiàn)了對遺址及周邊地貌環(huán)境、氣象變化的遠程監(jiān)測，更將遺址景觀實現(xiàn)了三維精細展示和720°全景虛擬漫游等多重功能。
給文物“做手術”：傳統(tǒng)工藝和現(xiàn)代科技有效結(jié)合
歷史文化遺產(chǎn)是不可再生、不可替代的寶貴資源，文物的稀缺性與脆弱性相疊加，大大增加了對其實施保護工作的技術難度。
在四川省都江堰市城南處，有一座國家一級文物——奎光塔?？馑菄鴥?nèi)層數(shù)最多的古磚塔，其通高52.67米、總共17層，重達3460噸，始建于明代，初為石塔，明末毀于洪水，清道光年間重修。四面被青城、靈巖、玉壘諸山環(huán)繞，又有岷江水繞，雄秀萬狀。
2008年汶川地震，周邊建筑毀損嚴重，而有幾百年歷史的奎光塔卻僅結(jié)構(gòu)受損，在塔體西南側(cè)和東北側(cè)5層至塔頂出現(xiàn)了自下而上的貫穿裂縫。
成功抵御住汶川地震、晃而不倒的秘密在哪？原來，在地震發(fā)生前，奎光塔經(jīng)歷過一次“糾偏加固手術”。
王逢睿告訴記者，奎光塔是近年來我國古磚塔保護在傾斜糾偏方面的典型案例。奎光塔因采用磚砌、地理位置屬于岷江河灘及層數(shù)高等原因，經(jīng)歷百余年后，塔基開始傾斜。上世紀80年代初，傾斜更加明顯。
“看當時資料，塔底東側(cè)、西側(cè)被拉伸開裂，塔身達到26‰的傾斜率，大大超過了國家規(guī)范允許的4‰?！蓖醴觐Ｕf。
1999年，中鐵文保專家團隊趕到都江堰，對奎光塔所處地質(zhì)環(huán)境、病害情況展開調(diào)查，并首次提出迫降、頂升組合協(xié)調(diào)糾傾的方法，就是將地基再挖深，擴大填充原基礎，再用頂升方法扶正，給奎光塔做了一次精準的“糾偏加固手術”。
團隊順利完成了一至六層塔身加固、擴大填充原基礎，保證基礎長期穩(wěn)定并改善其承重條件的基礎加固。扶正后的奎光塔外觀更加雄偉壯麗，抗震能力大幅度增強。
奎光塔的成功修復，被譽為傳統(tǒng)工藝和現(xiàn)代科技有效結(jié)合的典范。
“通過奎光塔項目，我們形成了古塔健康診斷、可靠性鑒定及修繕加固的成套技術，通常涉及測量測繪、無損檢測、結(jié)構(gòu)性能評價、地基基礎加固與塔體扶正、塔身加固及構(gòu)件修繕等多學科。”王逢睿說。
編輯：關坤
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