《海洋环境对沉船遗址保存状况的影响》

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1、《海洋环境对沉船遗址保存状况的影响》摘　要：结合我国已发掘沉船遗址的出水文物情况，分别从物理影响、生物影响、化学影响三方面分析海洋环境对沉船遗址的影响，为水下考古发掘及出水文物保护工作提供参考意义。关键词：海洋环境；沉船遗址；保存状况随着中国水下考古事业发展，越来越多的古沉船遗址进入考古工的视野，从中国渤海海域辽宁绥中三道岗元代沉船到中国南海海域西沙“华光礁Ⅰ号”南宋沉船、台山下川岛“南海Ⅰ号”宋代沉船及“南澳Ⅰ号”明代沉船遗址等这些已发掘遗址的文物保存状况可以看出，沉船遗址的保存情况一方面与船体及

2、承载货物的年代、质地、结构等有关，另一方面受船体沉没海域海洋环境的影响[1]。从目前国内外已发掘沉船遗址的保存状况来看，海洋环境对沉船遗址的影响可以归为物理影响、生物影响、化学影响这几方面[2]。1、物理影响　（1）海水温度通常古代船体在海底沉没的过程中，开始发生快速的腐败过程，直至船体及文物与周围环境逐渐达到平衡，文物腐败速率才逐渐变缓。海水温度直接影响到沉船遗址尤其有机质文物发生腐蚀反应的速度，在较低温度下，沉船及承载文物的腐蚀速度也大大减缓，因此有机质文物也更容易保存下来。中国近海表层水温年度

3、温差自北向南逐渐减小，渤海三面环陆，平均水深18m，冬夏季水温相差较大，从渤海湾辽宁绥中三道岗沉船遗址发掘文物的种类及保存状况可以看出，虽木质船体遭受海浪、潮汐及生物的侵蚀已解体，但用于包装文物的苇席仍清晰可见[3]，这在常年水温较高的南海海域原址发掘的沉船中都鲜有发现。　（2）海水搬运及冲蚀作用海底的沉积物类型分为粘土质、钙质生物软泥和碎屑及硅质软泥三类[4]。在波浪、潮汐及海流作用下，海底沉积物碎屑会经历搬运及再沉积过程，尤其是海底淤泥及悬浮粉砂颗粒，当海水运动速度达到泥砂的启动速度时，泥沙被潮

4、流掀起随潮流搬运，对船体及散落文物表面进行剥蚀[5]。直至沉船遗址逐渐被海底沉积物掩埋，形成相对封闭的环境，这种海水运动引起的剥蚀作用才会减弱。但当船体沉没海域海流较为频繁时，海底泥砂不仅不能掩埋住船体，还会使船体及承载文物反复暴露在海水环境中，反而会加速对沉船遗址的腐蚀作用[6]。2、生物影响海洋中分布了十分丰富的生物群落，船体沉没在海底后，沉船海域的生物群落便开始以此为居所或营养源进行日常的生物代谢过程。　（1）生物沉积作用海洋生物在新陈代谢过程中产生的碎屑及生物死亡后的壳体、骨骼是海底沉积物的

5、重要组成部分，在沉船遗址表面也发现大量的生物沉积物。根据这些沉积物的性质主要分为钙质沉积及硅质沉积两种[7]。形成的钙质沉积物组成主要为方解石、高美方解石、文石、白云石等，硅质沉积主要包括石英及硅酸盐类。这些沉积物除对本身疏松多孔易积聚盐分外，对船体及文物本身无害，但当有海底粘土、生物分泌物及铁器锈蚀物的参与时，这些沉积物会将周围大量文物粘连在一起形成体积巨大的凝结物[8]，不仅影响文物外观，也给后续保护工作提出了难题。　（2）生物侵蚀在已发掘出水的文物上经常会发现海星、海葵甚至鲍鱼、贝类等海洋生物

6、活体，将文物表面污染的五颜六色。海柳、船蛆、螺、寄居蟹等甚至直接将船体文物作为营养源，在上面扎根生长，严重破坏文物本身结构，进而造成船体及文物的残缺及损坏。　在海洋缺氧环境中一些厌氧生物如硫酸盐还原菌能将硫酸盐及一些含硫化合物还原为硫化氢，导致铁质文物的腐蚀及木质船体的酸化降解。3、化学影响　（1）海水成分　海水是多组分、多项的复杂体系，海水中含量大于1mg/L的元素有11种，Na+，Mg2+，Ca2+,K+,Sr2+等五种阳离子，Cl-，SO42-，HCO3-,Br-，F-等五种阴离子和硼酸分子（

7、H3BO3）等，占海水所有溶解物质的99.9%。在海水这个大电解质溶液中，船体承载的铁质文物会迅速发生腐蚀，随着腐蚀反应的进行，铁器体积出现膨胀并与周围物体锈蚀在一起，形成大块锈蚀凝结物。因此，在已发掘的沉船遗址中，铁器经常粘连在一起且矿化严重。相比之下铜器比铁器耐腐蚀许多，虽然在含大量氯离子的海水环境中，但海底的溶解氧含量很低，铜器腐蚀的速度仍很缓慢。　除了对金属类文物的腐蚀作用外，海水pH值、盐度等对陶瓷器釉面、木质船体及其他有机质文物同样具有侵蚀作用。　（2）海水中的CO2　海水中的CO2系统

8、包括海水中的CO2，CO32-和HCO3-等，海水中的CO2浓度直接影响海水的pH值，而金属在电解质溶液中的腐蚀与溶液pH存在密切关系。通常海水pH值在7.8~8.4间，呈弱碱性对沉船遗址及承载文物的保存较为有利。　（3）海洋中溶解氧海水中溶解氧主要于大气及海洋植物的光合作用，海水中溶解氧对沉船遗址的保存状况有非常重要的影响。海水pH值不变的情况下，氧浓度的增加，铁器的腐蚀反应速度迅速增加。在缺氧海泥中，海水氧化还原电位降低，形成还原气氛，使五彩瓷器等彩料发生还原，导