11月21日清晨拍攝的“奮力輪”“懷抱”古船的畫面（無人機照片）。新華社記者 金立旺 攝

2022年11月21日凌晨0時許，長江口橫沙水域見證了中國水下考古新的歷史性突破，22根巨型弧形梁組成的長48米、寬19米、高9米、重約8800噸的沉箱裝載著古船，經(jīng)過數(shù)小時的水下持續(xù)提升后，在打撈工程船“奮力輪”中部月池緩緩露出水面，古船桅桿清晰可見。

時隔150多年，長江口二號古船重見天日。11月25日，古船被“奮力輪”帶入楊浦上海船廠舊址1號船塢，開啟文物保護與考古發(fā)掘新階段。

日前，澎湃新聞（www.xinlihui.cn）記者從華東師范大學(xué)獲悉，通過對沉船所在位置的沉積環(huán)境分析，華東師大河口海岸學(xué)國家重點實驗室王張華教授團隊得出了沉船事件很可能與臺風(fēng)災(zāi)害天氣有關(guān)的重要猜想。不僅如此，王張華團隊還通過研究，分析出沉船事件前后北港沉積環(huán)境的巨大變化。

王張華   澎湃新聞記者 曹俊杰 圖

早在沉船被打撈之前的2017年9月，上海市文保中心就在沉船所在位置實施鉆孔，取得13余米長的地層記錄，并委托華東師大河口海岸學(xué)國家重點實驗室王張華團隊進行沉船所在位置的沉積環(huán)境分析。

王張華團隊對鉆孔地層進行了沉積構(gòu)造、粒度、有機碳穩(wěn)定同位素、碳十四、光釋光測年等多項分析測試。通過分析，團隊主要回應(yīng)了兩個重要問題，一是沉船事件前后的河口水域環(huán)境，二是通過環(huán)境和地質(zhì)記錄分析進一步推測古船沉沒原因。

沉船事件發(fā)生于北港貫通之前、以漲潮流為優(yōu)勢的環(huán)境

11月24日，王張華在辦公室告訴記者，2017年鉆孔取樣后，裝在PVC密封管的樣品被帶入研究室，研究團隊發(fā)現(xiàn)其中不僅有泥沙沉積物，也有沉船的一段30厘米厚的木頭。由此，他們大體將沉積地層分成現(xiàn)代北港沉積、沉船事件沉積、沉船下伏地層三個大層，其中沉船事件沉積中包含著那段沉船木頭。

現(xiàn)代北港沉積、沉船事件沉積、沉船下伏地層。 （本文圖片除標(biāo)注外，均為受訪者供圖)

王張華指出，在“沉船事件沉積”地層，木頭的下方和上方都是像面粉一樣的“質(zhì)地”，被稱為粉砂沉積。如圖可見，粉砂沉積的構(gòu)造跟諸如“現(xiàn)代北港沉積”“沉船下伏地層”這樣的一般地層非常不一樣。這一段缺乏層理的沉積構(gòu)造，往往就代表可能是一個非?？焖俚某练e過程。

此外，在事件層和其下地層的接觸面，可以看到有薄薄的一層砂，這層砂質(zhì)特別粗，與其下層形成了一個侵蝕面。這個薄層砂與事件層的粉砂質(zhì)沉積主體，構(gòu)成一個下粗上細(xì)的沉積序列，王張華介紹，是比較典型的風(fēng)暴沉積序列。

“風(fēng)暴剛剛開始的時候，因為波浪作用強勁，帶來強水流，由此在當(dāng)時可能掀起海底的泥沙，帶走了細(xì)顆粒物，而只把粗顆粒物保留在海床上，這就是圖示的砂質(zhì)較粗的這一層砂。其后風(fēng)暴慢慢衰弱，遇到常規(guī)的漲落潮流，水流相對平穩(wěn)，那么這些渾濁的水體里的泥沙就會快速地沉降下來。”王張華介紹。

長江河口地形地貌圖，KZ01-A為長江口二號沉船所在位置。

長江口二號古船模擬圖  澎湃新聞 資料圖

此外，沉船事件沉積的下伏地層，以均質(zhì)泥為主，夾極薄的砂質(zhì)紋層或砂質(zhì)透鏡體，意味著其基本上沒有經(jīng)歷長江淡水徑流的作用；而在上覆地層，經(jīng)過洪水季節(jié)與枯水季徑流、潮流對河床的作用，砂泥形成一層交疊一層的“互層”關(guān)系，與下伏地層截然不同。

據(jù)此，研究團隊得出結(jié)論：沉船沉沒于一個徑流作用較弱、以漲潮流為主的環(huán)境中。

定性觀察沉積構(gòu)造后，王張華團隊又對地層進行了數(shù)據(jù)指標(biāo)上的定量分析研究。有機碳穩(wěn)定同位素分析結(jié)果表明，在沉船沉沒之前，海洋藻類對該位置沉積物中的有機碳貢獻比起陸地植物而言明顯很多，說明這些泥質(zhì)沉積物主要由漲潮流自外海輸入。

對于地層記錄的多指標(biāo)分析數(shù)據(jù)圖

對鉆孔不同深度，團隊做了光釋光的測年分析，研究顯示，沉船事件層的光釋光年齡，明顯是大于150年前的。

“我們知道，目前古船確認(rèn)年代為清同治年間（公元1862-1875年），我們的數(shù)據(jù)做出來是偏老的，但這個結(jié)果很符合沉船所在的環(huán)境?！蓖鯊埲A解釋，光釋光測到的是泥沙最后一次見到光的時間，古船所在的河口水域位于鹽水楔型河口的最大渾濁帶，水里的含沙量高、能見度低，所以太陽光很難穿透水；此外，該處泥質(zhì)沉積應(yīng)是受到漲潮流（包括風(fēng)暴潮）和河口環(huán)流侵蝕、搬運外海的早期沉積物，再沉積于北港，因此記錄的是泥質(zhì)沉積上一次在外海時的年齡。

王張華進一步拿出長江口歷史海圖解釋，上述沉積環(huán)境分析結(jié)果，與歷史海圖中記錄的北港演變歷史十分吻合。根據(jù)長江口最早的歷史海圖，北港上口在1842年還未完全打開，水下淺灘與崇明島相連，長江口南支的徑流主要自南港入海，今天的北港在那個時候因此以潮汐和波浪作用為主，所沉積的泥沙也以漲潮流輸入為主。

1842、1879、1931、1958、2010年長江河口地形地貌演變圖，圖中紅點為沉船位置。歷史海圖由同濟大學(xué)范代讀教授整理

到1879年，北港上口打開，在徑流的沖刷作用下，北港的水深明顯加大，經(jīng)北港入海的長江徑流量因此必然明顯增多，同時其攜帶的長江泥沙也進入北港。

沉船事件有極大可能和臺風(fēng)這樣的災(zāi)害天氣有關(guān)

王張華特別關(guān)注到圖中“沉積物粒度組成”一欄，在沉船事件沉積層的底部，粒徑陡然升高，砂含量是整個鉆孔的最大值，明顯大于現(xiàn)代北港的砂質(zhì)沉積，而與北港貫通之前的攔門沙及前緣斜坡的砂層較為接近。

研究團隊對于沉積物做了定量的粒度分析，其中主要包括黏土、粉砂和砂三項。砂的比例越高，意味著沉積物顆粒越粗，這也意味著水動力越強。

“水動力很強的情況來說，一是洪水，二是風(fēng)暴，比如臺風(fēng)?！蓖鯊埲A先分析了臺風(fēng)的作用，“我們長江口幾乎每年都會有臺風(fēng)，假如是從長江口附近甚至就從長江口經(jīng)過的話，會掀起非常大的浪，對海底造成很強的沖刷，那么細(xì)顆粒都被帶走，只有砂被留下來。所以我們說根據(jù)這樣的一個沉積物的分析的話，沉船事件有極大可能和臺風(fēng)這樣的災(zāi)害天氣有關(guān)?！?/p>

團隊一開始也推測過沉船會不會是跟洪水事件有關(guān)，“但是因為沉船的位置是在離岸比較遠(yuǎn)的地方，而觀察此處地貌，水流自北港而出后，過水?dāng)嗝嬖谶@里會一下打開，那么水流就明顯減慢，洪水事件在口外對這個船可能就不會有那么大的作用。從沉積物的粒度組成上也可以印證這一點。”

地方志記載的清代臺風(fēng)災(zāi)害氣象記錄

據(jù)上海、江蘇地方志記載，清同治年間，此處臺風(fēng)侵襲的頻率不低，1861、1864、1867、1868等年份，均有“颶風(fēng)、大風(fēng)雨”等記載。對于王張華團隊的猜想，歷史文獻資料也是一種補充印證。

未來有望用更進一步的科研，還原沉船瞬時的環(huán)境特征

在傳統(tǒng)意義上長江口二號古船發(fā)現(xiàn)帶來的文化、歷史價值以外，王張華坦言，此次古船的發(fā)現(xiàn)，對于科研人員更好地認(rèn)識、補充河口的地貌演變也提供了寶貴的資料。

事實上，地質(zhì)研究正越來越多地與考古工作打出漂亮的“組合拳”。 王張華曾主持包括“長江口南支水域水下考古調(diào)查中的水下文物沉積環(huán)境分析”“廣富林遺址全新世早中期古地理環(huán)境演變和古文化發(fā)展關(guān)系”“長江水下三角洲晚第四紀(jì)年代地層框架和沉積相演變”等重要項目。近年來，通過對魚山遺址地層記錄展開的研究，王張華帶領(lǐng)團隊還揭示了觸發(fā)良渚文化衰變的重要環(huán)境因素。如今走進她的辦公室，地面還堆疊著錘子、鏟子、PVC管等采樣工具，甚至還有一個塞滿泥巴樣品的大冰柜。

“我們過去用地質(zhì)記錄來研究河口的地貌演變，其實難度很大，其中最大的障礙就是測年。像這一次用到的光釋光(OSL)的測年分析，結(jié)果也是無法做到完全準(zhǔn)確的。但是沉船事件自身給了我們一個相對準(zhǔn)確的年齡，來驗證和比對我們的分析結(jié)果?？梢哉f古船的發(fā)現(xiàn)和我們做沉積分析的科研工作，是互相成就的關(guān)系。”王張華說。

11月25日長江口二號古船入塢儀式，王張華沒去現(xiàn)場，“人太多了?！彼悬c不好意思。“是‘社恐’嗎？”王張華笑著歪下腦袋回應(yīng)。

“長江口二號”古船入塢現(xiàn)場 澎湃新聞 資料圖

不過，此后王張華可以與長江口二號古船打交道的機會還有很多——隨著古船入塢，王張華團隊的科研工作可操作的空間更大，將從傳統(tǒng)的地質(zhì)學(xué)手段，拓展到更高級的DNA等技術(shù)手段。團隊接下來還會探究沉船發(fā)生的瞬時，環(huán)境呈現(xiàn)出的特征，通過蛛絲馬跡，揭示長江口二號古船身上“看不見的信息”。

等船進入船塢后，團隊希望在清理發(fā)掘的過程中，找到埋在泥沙下面、泥沙和船體接觸面上的沉積物，“那很可能是當(dāng)時古船剛剛沉沒時，保留下的生態(tài)環(huán)境。這里面可能會有很多跟這艘船有關(guān)的信息，我們將會用DNA等技術(shù)手段去提取這些信息?！?/p>