清華有古墓！考古學家如何保護 「土坑」？之一

天啦嚕，清華竟然發現了古墓！而且還同時發現了漢、明清三個朝代的古墓呢！這次的古墓在考古學上被定為土遺址。別高興太早，你以為幾個「土坑」是那麼好保護的嗎？先看看考古學家是怎麼細心保護這些「土坑」的吧！

土遺址，顧名思義就是古人類遺留下的以土為主的遺迹或遺物。按照製作方式的不同，還能形象地把它們分為「凸」和「凹」兩大類土遺址。

「凸類」土遺址，其實就是那些建在地面上的土建築，比如土質的房子啦，城牆啦，糧倉啦等等。「凹類」土遺址更好理解，其實就是通過「挖土坑」的方式建造的地下土遺址，古代的墓葬就是這類土遺址的重要代表。

不管是凸類還是凹類土遺址，挖出來的時候我們都很興奮，但其實想長久地保存它們還是挺令考古學家們頭疼的。因為沒被挖出來的時候還算安全（受到比較大的威脅也就是地震）一旦被挖出來之後，什麼風吹、雨淋、沙打、日晒等磨難就會接踵而至。

根據土遺址面對安全隱患的不同，考古學家們大致要從防風化、防水防潮和防震三個方面來保護它的「人身安全」。咱們先說說防風化。

在成土過程中有個非常關鍵的環節——黏化，即原始土體中的黏土礦物在水、熱各方面條件都較穩定的情況下，會在土地的中下部發生明顯聚集，這就表現為日后土壤顆粒之間的結合力，這個結合力會讓土粒們老老實實的「抱」在一起，不散掉。

但剛才說的是在水熱等條件比較穩定的情況下，會形成這種黏化，那麼當水熱等條件不穩定的時候，這些本來「擠」得恰到好處的小土粒之間的結合力就有可能變弱甚至消失。

原來緊湊的土粒之間變得稀疏了，顆粒間原有結構被破壞，原有的形制就會發生改變，比如考古學家要研究一個朝代墓的形制，只因為土粒結構發生了一點點變化，很多有價值的歷史信息可能就丟了哦！這就是土遺址有可能面臨的風化危險。

打個比方吧，你費勁吧啦地畫好一幅沙畫，一個搗蛋鬼在上面一通亂抓，原來沙畫的顆粒結構被破壞，沙畫的內容當然也就被破壞了。

為了防止風化，專家們研究出很多方法，下面舉幾類有代表性的：

1、 給土坑「噴塗」氫氧化鈣（Ca(OH)2）或氫氧化鋇（Ba(OH)?）溶液。

材料：氫氧化鈣或氫氧化鋇溶液

原理：土坑裡潛伏著「伺機而動」的二氧化碳，氫氧化鈣或氫氧化鋇被噴洒上之後，二氧化碳立刻「蜂擁而至」，與其反應生成碳酸鈣或碳酸鋇，這些「硬傢伙」沉澱於土坑，讓土坑更結實。其化學反應方程式分別為：

Ca(OH)2 CO2=CaCO3 H2O

Ba(OH)2 CO2=BaCO3 H2O

優點：碳酸鋇或碳酸鈣雖然硬，但不愛「擋道兒」，不會討人嫌地堵住土坑裡的小孔隙，給反應中生成的少量水「放行」。

缺點：

(1)碳酸鈣和碳酸鋇為白色粉末，用多了土坑彷彿被刷上一層「大白」；

(2)氫氧化鈣或氫氧化鈉溶解度低，溶液製得濃度不高，很多二氧化碳就「搶不著」，生成的結實的碳酸鋇或碳酸鈣就少，強化效果不佳，所以得需要製備溶液，多次噴洒。

2、 給土坑「注射」PS（硅酸鉀K2SiO3）

材料：硅酸鉀溶液（K2SiO3）

原理：這個叫PS的溶液比真能把土坑「P」結實，裡面有倆高手，一個叫鉀離子，一個叫硅酸根離子。鉀離子把不聽話的土粒吸附到一起，硅酸根離子能吸附黏土礦物金屬里的陽離子，兩大高手夾擊下，原本呈分離狀的黏土礦物變成了結實的網狀結構。

優點：抗冷、抗熱，還特透氣，所以用這種方法加固的土坑不用太擔心土坑天冷會不會「凍壞」，天熱會不會「熱暈」等問題。

缺點：

(1)比較怕水，位於潮濕環境的土坑不建議用；

(2)價格有點兒貴。

3、 用高分子材料「修補」土坑：

材料：丙烯酸酯類、聚氨酯類、樹脂類材料等

原理：這類材料由幾個小分子化合物（相對於聚合物，小分子化合物叫單體）「抱團」而成，稱為聚合，這個過程中會產生不小的作用力，也就是化學鍵，將這類聚合物單體注入土裡，讓它們在土裡「抱團」吧！利用產生的化學鍵作用力達到加固土壤的目的。

優點：有強大的化學鍵作用力，加固效果還是杠杠的。

缺點：一些聚合物在某些特殊的情況下（如遇熱）會遊離單體，單體的毒性很大，例如我們熟悉的「惡鬼」——甲醛，對皮膚及黏膜有刺激性作用，造成身體局部發炎、潰爛甚至嚴重的病變。

綜上，其實目前考古學對防風化加固材料方法的研究還沒有一個相對較為完美的方案，還需要進一步的研究和實證。那麼，除了防風化問題，咱們的土遺址尤其是古墓必然是怕水的，歷代帝王看到自己的陵墓滲水都會龍顏大怒。古土遺址被挖出來之後，考古學家是怎麼解決這個問題的呢？請看系列之二《土遺址的防水防潮》

【參考文獻】

土遺址防風化保護概況，周雙林《中原文物》2003年06期

土遺址保護研究現狀與進展，孫滿利《文物保護與考古科學》2004年07期

石灰固化土抗壓強度發展規律研究，寧建國等《路基工程》2009年01期

《自然地理學》（第三版）劉南威，科學出版社，2018-11-01

水玻璃的改性研究及其在古象牙保護中的應用，李藝名，成都理工大學

作者：殷元宗

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