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感受下敦煌石窟文物保护的高科技

2020-9-7 14:24:00  来源:科技日报   我有话说

来!感受下敦煌石窟文物保护的高科技

  初秋的敦煌,风和日丽,蓝天白云把大漠装扮得分外迷人。
  
  在正实施修复的莫高窟231窟,敦煌研究院保护研究所副所长、文物保护技术服务中心主任赵林毅带着科技日报记者,一边穿梭于脚手架,一边讲述莫高窟的壁画、彩塑和崖体的病害及其保护。
  
  由甘肃省科技厅支持,整合原有省级平台组建的敦煌文物保护研究中心在敦煌研究院近日揭牌。这是甘肃省落实习近平总书记去年到莫高窟考察时提出的“文物保护主要依靠科技”“把莫高窟保护好,把敦煌文化传承好”“努力把研究院建设成为世界文化遗产保护的典范和敦煌学研究的高地”等重要指示精神的重要举措。
  
  在这里,记者感受到敦煌文化遗产保护研究弘扬事业创新发展的新气象。
  
  从抢救性保护到与预防性保护并重
  
  石窟壁画存在的主要问题是由自然和人为因素引起的各类病害,也有材质本身所导致的问题。如颜料层起甲、粉化、脱落,崖体和地仗结构引起的空鼓、开裂,由水盐运移引起的地仗酥碱、疱疹,还有由微生物引起的画面污染等。塑像除了表层彩绘会出现与壁画相似的问题外,还有塑像结构体中木骨架的糟朽、断裂等。
  
  “随着游客的频繁参观,打破了洞窟原有相对稳定的小环境,势必会对洞窟文物造成一定的影响。”赵林毅说。
  
  莫高窟文物保护,从抢救性保护到与预防性保护并重,敦煌人一代接续一代,坚守与付出,聚沙成塔,但是从未停下“创新”的步伐。
  
  从上世纪70年代末开始,莫高窟文物保护就开始运用新技术、新材料加固石窟,研究壁画彩塑病害机理、修复材料及工艺并进行修复,研究应用计算机数字信息技术,对珍贵的壁画资料进行高保真、永久的保存。进入21世纪,敦煌研究院以更先进的理念、广阔的国际视野,开展管理工作,包括数字化存储等。
  
  如今,物联网传感技术日益成熟。敦煌研究院结合大数据、GIS地理信息、物联网等诸多新兴科技,对石窟文物保护与时俱进。
  
  当记者来到石窟监测中心看到,监测预警平台大屏幕上有4个洞窟亮起了预警灯。监测中心主任王小伟介绍,莫高窟内、外部都已部署现代物联网技术监测设备,可以实时监测石窟外部气象、风沙、水环境、噪音等情况,以及洞窟内部温度、相对湿度、二氧化碳等。当天正逢暑假高峰期,预警的4个洞窟内人流和二氧化碳指标达到了峰值,需要进行人流调峰。
  
  现代物联网技术构建的监测预警体系是敦煌研究院采取预防性保护的一个重要手段。这整套智慧化预警服务系统通过对石窟文物和建筑场所实时、长久的安全监控,能够及时感知到风险因素,将安全问题预防在先,防患于未然。
  
  赵林毅表示,近年来,敦煌研究院将洞窟日常保养与维护工作也纳入了预防性保护的范畴。所有开展的工作,突出了以防为主防治结合的预防性保护理念,应用科技手段最大程度遏制各类病害的发生和发展,最大限度延续文化遗产的寿命。
  
  现代先进科技手段和仪器发挥出越来越重要的作用
  
  “以往我们取样就用针尖轻轻扎一下,这针尖点的取样量粉末估计也只有几个毫克,但是对我们来说这已经很多了。”保护研究所的研究人员告诉记者。
  
  “这是X射线荧光分析装置,最快可以10秒检测出试块颜料中所有的元素。”“这个差热分析仪可以分析壁画的材质。”便携式设备让实验室动了起来,好多设备可以直接到壁画前进行无损检测了。”除了上述仪器之外,还有激光共聚焦显微拉曼光谱仪、红外光谱仪与光学相干断层扫描系统……通过这些仪器,科研人员可以很快获取壁画材质、结构、病害特征及可能诱发病害的因素等信息。
  
  随着现代科学技术的发展,敦煌研究院对壁画保护的技术和方法也在不断创新,可移动的实验室将无损或微损技术应用到文物保护中,未来还会有更多先进的科学仪器和设备活跃在壁画保护的实践中。
  
  而对壁画的加固修复结果应该如何评价,以前没有一个特别清楚的量化指标,比如所使用的修复材料的粘度、玻璃化温度、分子量、pH值,还有材料的粘结性和渗透性等,完全靠壁画修复师的经验。
  
  “国家古代壁画与土遗址保护工程技术研究中心在壁画的科学保护方面,重点围绕文化遗产价值发掘方法研究、传统制作材料和工艺的科学化研究、多因素耦合的病害机理研究、基于传统材料的保护加固技术和装备研发等方面持续开展工作,同时突出在文物保护基本原则指导下的保护过程中最有效科技手段的应用,不断完善适用于壁画保护的科学程序。”赵林毅说。
  
  另外,敦煌研究院也形成了适用于壁画保护的专用仪器和装备,研发了起甲病害回贴、空鼓病害灌浆、酥碱病害脱盐加固技术等壁画保护成套关键技术,以及针对壁画保护的过程质量控制方法和效果评价体系,编制了相关标准。
  
  在风沙防治方面,敦煌研究院也形成了防沙障阻沙、植物固沙、砾石压沙、草方格治沙的综合防治措施,建立了集气象监测、微环境监测、本体监测、崖体监测、游客监测和安防监测的预防性保护体系。
  
  保护技术向“一带一路”沿线国家推广
  
  作为世界文化遗产敦煌莫高窟、天水麦积山石窟、永靖炳灵寺石窟,全国重点文物保护单位瓜州榆林窟、敦煌西千佛洞、庆阳北石窟寺的管理单位,敦煌研究院是全国乃至世界上最大的石窟寺保护科研机构,理应为其他文化遗产地探索出一套完善的科学保护体系,辐射和带动重要文物保护利用事业的发展。
  
  敦煌研究院院长赵声良表示,自2019年以来,敦煌研究院持续加大投入,运用先进技术加强文物保护研究,开展省部级及以上课题25项,新立项5项,其中“墓葬壁画原位保护关键技术研究”获国家重点研发计划项目。授权文物保护技术专利3项、完成技术标准2部,内容涉及墓葬壁画保护、石窟寺风险监测技术研发、石窟寺加固技术等。这些课题、专利、标准的成功申报和实施,将突破我国石窟和古代壁画保护技术中的一些瓶颈问题,全面提升石窟和古代壁画保护的科学性与精细化水平。
  
  除此之外,敦煌研究院持续加强科研平台建设,在国家文物局和科部门的支持下,2018年底,建成的国内首个用于文物劣化机理研究的大型多场耦合实验室开始运行,首次将仿真与模拟试验技术成功引入文化遗产保护领域。
  
  目前,敦煌研究院已逐步形成了集古代壁画和土遗址保护基础研究、理论创新、技术与装备研发、合作交流、人才培养、成果推广与应用于一体的产学研用发展模式,取得了大量的创新型成果,多项技术成果获国家和省部级奖励。这些成果已经推广应用于甘肃、西藏、新疆、宁夏、青海、山西、河北等10余省(区)100余项全国重点文物保护单位的保护工程,取得了良好的社会效益,也正在向“一带一路”沿线国家推广。
  
百人龙虎  “去年8月,习总书记给我们提出了关于石窟寺保护、研究和弘扬的新的历史要求。”敦煌研究院名誉院长、“敦煌女儿”樊锦诗表示,石窟寺文化遗产承载并延续着国家和民族的精神血脉,需要薪火相传、代代守护,也需要与时俱进、推陈出新。

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