(记者 濮玉慧 良渚遗址管理区微融媒体中心 摇慧敏) 五千多年前的良渚古城,随着考古手铲的落下,拂去了历史的风尘。自出土那一刻起,这个5000岁高龄的遗址就面临着“褪色”的风险。

江南潮湿多雨,特殊气候让良渚古城遗址容易开裂、风化、发霉、长苔藓……和人一样,面对持续变化的环境,土遗址也会生很多“病”。

如何把潮湿环境下的土遗址保护好,让这个实证中华五千多年文明史的圣地持续闪耀光芒,良渚人给它找了一群“孪生兄弟”。

通过数字孪生技术,研究人员对南城墙遗址周边地貌采集了实时数据,通过分析模型,又在“良渚遗址5000+”数智应用里搭起了南城墙遗址的数字孪生场景。

这个良渚遗址的“数字孪生兄弟”,可以替本体“承受”狂风暴雨,帮助工作人员研判潜在的影响因素和风险点,架构起预警体系。比如,当每小时降雨量达40毫米时,持续多长时间会漫灌遗址本体?哪些又是薄弱点?

现实世界里,我们没有办法控制降水量,也不可能任由水位持续上涨。“保护第一”始终是良渚遗址开展相关工作恪守的宗旨。所以,之前的保护工作,只能是“兵来将挡,水来土掩”。

有了这位“数字孪生兄弟”,保护工作进入到“防未病、治已病”的阶段。在数字孪生场景中,能模拟降雨,架构降雨量与水位上升之间的关系模型,排摸薄弱点,并根据系统的实时数据,及时做出应对。风险的感知、评估、监测、预防以及应急管理在数字孪生场景里都可以一键管控。

“未来,我们希望遗产保护领域能有个像ChatGPT一样的智能机器人,它能实时感知获取大量遗产保护管理数据,并通过一些工具和算法,给保护管理工作更好的建议和预警。”杭州良渚古城遗址世界遗产监测管理中心主任孙海波这样希望着,也这样实践着。

十天前,潮湿环境土遗址保护实验室正式揭牌。这是全国首个南方潮湿环境土遗址保护专业实验室,总面积约1500平方米。

土遗址建造工艺实验室是7个分室之一。记者在这里看到,桌上摆着许多黄色的土块立方体,它们也是良渚遗址的“孪生兄弟”。

“如果大范围、大量取样,这对遗址本身就是一种破坏。我们选取了和遗址土性质、土色类似的土块来制作样块。”良渚古城遗址世界遗产监测管理中心文物保护团队负责人高海彦介绍,为了找出最接近的样本,研究员要对遗址土来个“全面体检”,如压缩特性、渗透特性、强度特性等。

怎么“体检”呢?在现场,记者看到了一叠孔径不一的筛网,这是用来对土作颗粒分析的,大颗粒就留在了筛网上,小颗粒会掉到下一层。“通过筛网,我们可以知道土的颗粒组成,如果粗颗粒多、细颗粒少,那这种土的孔隙就多,在水流的冲蚀下,细颗粒易从孔隙中被带走,就容易发生渗蚀、管涌等病害。”高海彦介绍道,“在样块上,我们会进行病害模拟,尝试不同的处理,对比出最合适的防治办法,再在遗址本体上实施。”

在实验室,记者看到一台高低温交变湿热试验箱,可以模拟不同的温度、湿度和风速,帮助研究人员分析不同环境下样块的变化规律。有了这些数据,会更明确在什么样的环境下,遗址会被保护得更好。

光了解土还不够,在潮湿环境土遗址保护实验室三楼,还有一群和化学试剂打交道的研究员,他们琢磨的是加固剂、杀虫剂、防霉剂等试剂的配比。

以研究遗址土成分为例,研究人员通过免疫法,检测良渚先民建造城墙时使用的胶结物到底是蛋清、桐油、糯米还是其他材料。弄清楚成分,才可以进一步了解良渚先民的营建工艺,也能选出更合适的加固材料。

“干湿循环的时候,土一吸水就会膨胀8%左右,但加固材料不会膨胀,内部一膨胀就把外面顶掉了,加固就失效了。我们的研究就是要找到合适的加固材料,让保护技术更持久。”浙江大学艺术与考古学院教授张秉坚介绍道。

除了加固剂,良管委与浙江大学合作开发了复合配方植物精油,来抑制土遗址表面苔藓、霉菌的生长。无色、环保、易挥发的植物精油,不会影响遗址本体的颜色,也不会长期留在文物内,最大程度地降低了对本体的影响。

经过一年多的试用,该款精油的有效抑制效果达98%,但研究仍在继续。“长期使用一款植物精油,苔藓、霉菌可能会逐渐拥有抗药性,一旦有抗药性了,我们要有第二代、第三代植物精油马上投用,接力保护好土遗址。”张秉坚说。

潮湿环境土遗址保护,是一项需要持久攻坚的国际性难题,借助潮湿环境土遗址保护实验室,相信会有越来越多的“良渚经验”成为土遗址科学保护的典范。



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