良渚这个实验室,为什么在研究土?

实验人员在采集遗址土样本 受访者供图
走进良渚古城遗址监测管理中心的潮湿环境土遗址保护实验室,仿佛进入了一个精密的医学检测中心。实验室里,实验人员小心翼翼地擦拭着玻璃器皿,酒精灯的火苗把桌上的不锈钢镊子映得亮闪闪。旁边的工作台上,整齐摆放着一排排试管,上面都贴着标签,里面浸着不同颜色的土样。这些看起来普普通通的泥土,有可能藏着破解潮湿环境土遗址保护难题的密码。
实验室里,38份来自浙北地区不同遗址的土样静静躺在恒温冰箱里,灰黑的、赤红的、赭黄的……近日,实验人员正忙着给这些土做精密的“体检”。从这些土的“体检报告”里,就有可能找出文化遗产的普适性保护方案。
土遗址研究,国内几乎是空白
为什么要研究土?
“看起来就是几袋泥土,但有可能记录着几千年的历史。”实验室文物保护负责人高海彦道出了这项研究的本质。
今年以来,实验室团队带着工具跋涉于浙北的田野之间,从多处遗址点采集到了38份土样。很多时候,研究人员要踩着打滑的田埂去遗址点取样,有些遗址考古发掘后即将回填,他们就从地表刨下一块泥,装进采样袋。
这些样本,是历史信息的唯一物质留存。
“医生要了解人体的各项指标,我们也要了解土传递的信息。”高海彦介绍,这是团队为破解潮湿环境土遗址保护难题新启动的研究。
这次研究,源于一个迫在眉睫的现实——良渚遗址是典型的南方潮湿环境土遗址,常年要面对湿度带来的结构破坏、苔藓和微生物病害、渗水和掏蚀等世界性难题。过去几年,团队积累了不少“治病经验”,但还需要做更广泛的对比研究,来验证这些经验是否适用于其他遗址。记录土样的基础数据,是开展研究的第一步。
“了解一个人的身体状况,一般看身高、体重、肤色深浅乃至体检报告里的各项指标。研究土遗址保护,同样要了解这些数据。”高海彦说。
带回实验室的土,接受了全方位“体检”,包括外观颜色、颗粒密度、微观结构、化学成分以及渗透性等数十项指标。每次体检,都相当于为土样建立了一份详细的“健康档案”。
实验团队正计划建一个标本库,给每份土样做一张“电子身份证”。扫一扫二维码,它们的“出生地”、成分指标、密度等情况就能一览无余。
“研究结果将为浙江的遗址保护提供参考,也将为全国乃至全球的遗址保护提供借鉴意义。目前,从全国范围来看,这个领域的研究几乎是空白。”高海彦透露,团队计划在今年完成全省的遗址的土样采集,把不同遗址的土样统一收录,形成数据库。

来自浙江各地遗址的土样本

实验人员在分析土样 记者 周辰璐 摄
专为“五千岁老人”看病的医院
良渚古城遗址这位“五千岁老人”,需要如同呵护婴儿般的细致关怀。潮湿环境土遗址保护实验室,好比专门为这位“老人”开设的医院。
为了解决遗址表面苔藓和霉菌的问题,团队和浙江大学合作,研发了一款植物精油,是“宝宝也能用的植物配方”。
“很多植物本身就带有杀菌功能,像樟脑丸能驱虫。”高海彦介绍。团队从植物里提取精油,用来抑制苔藓和霉菌生长,“相比化学药剂,植物精油天然安全,用自然的力量去抵抗自然的侵害,对人和遗址的伤害都小”。
遗址的保护措施也一直在做动态调整。
之前,团队与浙大合作研发了“喷一次管半年”的植物精油,如今,已有一些苔藓对其产生抗药性,只能保障四五个月的效力。最近,相关人员一直在调整配方,团队正在加紧研发“植物精油2.0版”。
除了更新“旧药方”,团队还在寻找新的保护办法。
“我们在老虎岭遗址地下空间架设了特殊的光谱灯箱,用特定的波段光线抑制苔藓霉菌的生长,目前还在实验阶段。”高海彦说。
实验团队还找到了对付蚁狮的办法。
“它们会在疏松的土里打出倒三角形的坑,埋伏在底部捕捉蚂蚁。这些陷阱不仅破坏了遗址土体的表观形态,还会让表层逐渐疏松、加速风化。”高海彦说。
为了消灭蚁狮,团队索性抓了一批回来饲养——它们几乎不吃不喝也能顽强存活,用常规方法根本拿它们没办法。
化学方法对蚁狮消杀很有用,但副作用也大,会对遗址本体造成伤害。
于是,他们就蹲在蚁狮边上,天天守着,盯着它们慢慢“施工”。令人惊讶的是,蚁狮对土壤条件极为挑剔:太硬的土挖不动,太松的土又黏不牢。大家一边看着蚁狮忙碌,一边记录不同土样中陷阱塌陷、堆积的细节。
能不能通过控制遗址土壤的硬度、颗粒径度等条件防住蚁狮?
经过多次对照实验,终于有了答案——没有杀虫剂,没有破坏遗址,只是改变了土壤的物理条件,就让蚁狮“无处安家”。
最近,团队又把重心放在了土壤掏蚀病害上。
所谓掏蚀,就是水流渗入土体内部,把土颗粒一粒粒带走,时间长了,就会在遗址里形成空洞,就像牙齿被蛀掉一样。
针对这个问题,他们提出了“牺牲层材料与工艺”的思路。高海彦打了个比方:“就像预防龋齿一样,先在容易出问题的地方垫一层保护层,就像给牙齿涂氟。”
这些方法背后,有一个共同的原则:最少干预。
“能不动遗址本体,我们就不动。五千岁的老人,可经不起大动干戈。”高海彦说。