科技解锁历史

2024-11-30 00:00陈典
知识就是力量 2024年11期

2007年12月22日,南海一号沉船经打捞出水

“穿越时空”的宝船

1987年,南海一号沉船在广东省阳江市附近海域被发现。经过多年发掘,这艘南宋时期的商船轮廓逐渐清晰——船长约30米,宽近10米。沉船中出土了约20万件文物,包括瓷器、漆器、竹木器、金属器等。其中,瓷器数量最多,也有许多金属器物,材料有金、银、铜、铁、锡和铅等,种类多样,显示出宋代高度发达的海外贸易体系,再现了南宋海洋活动的繁荣景象。

南海一号模型

宋代是中国对外贸易发展的黄金时期。当时,中国的瓷器、漆器等商品深受外国欢迎,而铜、铁等金属资源在市场上也极具价值。随着造船技术的进步,宋朝的商船可以航行更远,与海外国家的贸易往来也越发频繁。

南海一号沉船出水的文物为我们了解这一时期贸易状况提供了宝贵资料。

如此重要的铜

在当时,各类金属资源不仅可以用来制造武器和工具,还能作为压舱物,保持船只的平衡。而在各类金属中,铜具有特殊的重要性。

铜在宋代具有重要的战略地位,是铸造钱币的关键材料,铜钱不仅是官方货币,而且代表着国家的经济利益。《宋史》记载:“禁毁铜钱作器用并贸易下海。”可见宋代政府严格控制铜器的制造和交易。

南海一号沉船出水的二龙戏珠金镯,内径长6.76厘米,重115.16克。手镯器体空心、粗细较均匀,龙颈处的镯体为扁圆形,至龙口部位又向内收束成圆形,使整个龙首更富生动立体感

因此,铜器贸易在当时具有极高的风险,船上的货主想要通过商船将这些铜器带往境外,需要冲破重重关卡。但是,在南海一号沉船中,考古学家发现了上万枚铜钱。

青铜环的秘密

除了铜钱外,考古学家还在南海一号沉船中发现了上百件青铜环。这些青铜环形状简单,没有装饰,看起来像普通的铜手镯。

这些青铜环的发现也给考古学家带来了许多疑问:这些青铜环的合金配比是怎样的?它们的真实用途为何?在海上贸易中又有何作用?

由于宋代的铜器普遍使用合金熔点低、流动性好、易于铸造的高铅青铜,因此,考古人员从铅同位素入手,探知青铜环的秘密。

了解青铜环的“出生地”

为了确定这些青铜环的原料来源,考古人员使用了电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)、多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)等先进设备。这些设备可以帮助我们深入了解青铜环中的微量元素和铅同位素。

更有趣的是,铅同位素几乎不受金属腐蚀或同位素分馏的影响,这意味着即使文物在地下埋藏多年,这些比例数据依然可靠。通过分析铜器中的铅同位素,我们就可准确判断出合金中铅料的来源。

南海一号沉船出水的铜钱

考古人员对这些青铜环进行化学成分分析后发现,与宋代其他青铜器物的特点相似,青铜环含有高比例的铅。同时,这些环主要由铜、铅和锡组成,高含铅量使得它们在铸造时更易成型。而在微观结构中,铅颗粒分布状况显示,这些环没有经过锻造或褪火处理,而是直接铸造成型。

进一步分析表明,这些青铜环的成分可以分为3类,其中一类的成分与宋代铜钱的合金比例相符。这表明,这些青铜环可能是预先设计成某些固定的合金比例,计划用于某些特定目的,比如熔炼后加工成其他器物。

南海一号沉船出水的青铜环(供图/陈典)

考古人员还发现,南海一号沉船中的青铜环在微量元素和铅同位素特征上都很稳定。将结果进行比对显示,这些材料最有可能来自广东地区。也就是说,南海一号沉船可能曾在广东地区的港口停靠,装载了包括青铜环在内的货物。

除此之外,南海一号沉船中还发现了一些广东风格的酱釉陶瓶,这也反映出,广东地区曾拥有丰富的铜矿资源和先进的铸造技术。

每一件文物背后都隐藏着属于它的独特故事,考古人员借助先进的科技手段,不仅能揭示文物的来源,还能重现当时人们的生活与贸易状况。时至今日,南海一号沉船依然充满了谜团,考古学家们正不断发掘和研究,努力让更多文物背后的故事重见天日。

铅同位素为何能揭示青铜环“出生地”?

铅有4种稳定的同位素:204Pb、206Pb、207Pb和208Pb。204Pb的数量不会随时间变化,而206Pb、207Pb和208Pb则分别是铀和钍(tǔ)的衰变产物。由于各地矿石在形成时所处的地质环境不同,这些放射性元素的含量也不同,因此各地的铅同位素比值会有所差异。通过测算这些比值,文物中的铅同位素含量就会化作矿石的“指纹”,告诉我们这些材料的来源。

如果说碳十四测年技术(根据碳-14的衰变程度来计算出样品的大概年代的测量方法)可以帮助我们知道文物的“年龄”,那么铅同位素分析就可以来回答这些文物的“出生地”。

考古人员在清除青铜环上的锈迹

(责任编辑 / 王佳璇 美术编辑 / 周游)