水中考古学：時を超えたささやき

制作：中国科学普及協会

著者: 郭正 (中国科学院音響研究所東シナ海研究ステーション)

プロデューサー: 中国科学博覧会

「魚から人間へ」の研究は、人類の起源に関する長年の議論を説明しています。人類は長い間、生命の起源である広大で神秘的な海の探究に邁進してきました。しかし、一見穏やかで魅力的な海も、いつ荒波を起こして人命を奪う可能性もあります。では、予測不可能な海を前に、人類は海でどのように考古学調査を行うのでしょうか?

古代から現代まで、水中考古学の目的は何でしょうか？

秦以前の時代には、嶺南の住民は南シナ海と太平洋沿岸で商業活動に従事し始めました。 「海上シルクロード」は、秦漢、隋唐、宋元と発展した後、明代に鄭和が西方へ航海した時に最盛期を迎えました。

海上シルクロード

画像出典：The Paper https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_14617327

しかし、ご存知のように、海上の強風や巨大な波は帆船に壊滅的な災害をもたらす可能性があります。古代の船はもちろん、現代の船も風や波に遭遇したときは避難対策を講じる必要があります。そのため、何千年にもわたって、この水路には数え切れないほどの船が沈没してきました。

これらの難破船のほとんどは商船であり、それらが運んでいた磁器などの品物は通常、当時の高度な職人技と技術を表しています。水中考古学調査を行う重要な理由の一つは、かつて海中に沈んでいたこれらの精巧な工芸品を再び日の目を見るようにすることです。さらに、水中考古学は、古代の造船、航海などの技術、海上輸送、商業活動などの側面についての理解を深めることもできます。

沈没船

画像出典: Sohu https://www.sohu.com/a/196614541_100027108

仕事をうまくやり遂げたいなら、まず道具を磨かなければならない：音響手法は水中考古学に役立つ

諺にもあるように、「仕事をうまくやり遂げたいなら、まず道具を研がなければならない」。水中考古学調査を実施するには、確かに一連の技術的および装備的な準備が必要です。

ダイバーの訓練や潜水器材の研究・開発・製造に加え、水中の状況を把握し、遺跡を正確に発見することも水中考古学作業の極めて重要な部分です。実際、マルチビームソナー、浅層プロファイラー、サイドスキャンソナー、水中ロボット（遠隔操作車両、ROV）など、水中で私たちの「目と耳」として機能するこれらのデバイスは、主に音響方法を使用して水中検出活動を行っています。

マルチビームソナー、地下探査機、サイドスキャンソナー、水中ロボット（ROV）

画像出典: 1. 青島ウォーターツール http://www.watertools.cn/index.php/product/info/311?one_id=248&two_id=323&parent_id=289

2. 青島ウォーターツール http://www.watertools.cn/index.php/product/info/303?one_id=248&two_id=294&parent_id=289

3.捜狐 https://www.sohu.com/a/349110652_743632

4.捜狐 http://it.sohu.com/a/442729792_100275934

ここで疑問が生じるかもしれません。なぜ検出に音響的方法を使用する必要があるのでしょうか?カメラを水中に設置して直接映像を見たり写真を撮ったりするなど、他の方法を使うほうが直感的でしょうか?この問題に関しては、水中での電磁波の減衰が非常に大きいという現象が関係しており、同時に複数の問題が説明されます。

1. 光の本質は、特定の波長範囲内の電磁波です。太陽光は水中深くまで届かないため、海底は通常かなり暗く、数十メートルより下の深さでは視界が非常に悪くなります。このため、照明器具を点灯して海底の動画や画像を撮影したとしても、撮影できる範囲は非常に狭いものとなります。したがって、水中考古学作業は通常、大規模な探査が完了し、音響的方法によって基本的な水中の状況が把握され、比較的正確な考古学的遺跡が特定された後に、クローズアップした小規模なビデオまたは写真撮影操作が行われた後に実行されます。

2. 電磁波に依存する通信方法は水中考古学ではうまく機能しないため、水中通信およびデータ伝送は一般的に有線方式を使用するか、通信およびデータ伝送に音波に依存します。

通常、水中ロボットにはカメラ機器が搭載されており、水中撮影を行うことができます。

動物のエコーロケーションから水中考古学の仕組みまで

上記の記事では、マルチビームソナー、浅層プロファイラー、サイドスキャンソナーなどの機器について触れました。では、これらのデバイスは水中環境でどのように機能するのでしょうか?

小さな例を挙げてみましょう。コウモリやイルカなどの動物がエコーロケーション能力を持っていることは誰もが知っています。音波を発し、空気や水を通過して障害物の表面に到達し、反射します。これらの動物は、反射された音波を受信して​​分析することで、前方の障害物までの距離、大きさ、形状などの情報を得ることができます。

水中考古学で使用されるこれらのソナー装置の動作原理は、動物のエコーロケーションとある程度類似しています。つまり、水底に音波を発し、エコーを受信し、エコーを分析および処理して必要な結果を取得します。

ただし、機器によって分析プロセスや結果は異なります。例えば、浅層堆積物プロファイラーは海底地層の地質情報を取得し、サイドスキャンソナーは海底の地形情報を取得します。

マルチビームソナー、サイドスキャンソナー、浅層プロファイラーの処理結果

画像ソース: 1. Blue Ocean http://lcsonar.com/cesaocase/100.html

2. 中国測量地図ネットワーク https://www.chinaunsv.com/mall/858.html

3. 北京泰福君 http://www.time-f.com/product-31395-52569-158001.html

急成長する水中考古学産業

これらの音響機器の助けにより、我が国の水中考古学は近年繁栄してきました。

海外では、中国科学院音響研究所東シナ海研究ステーションがスリランカと協力し、スリランカ海域で複数の海洋調査と難破船探査を実施し、難破船を発見した。中国では、2022年6月に「長江河口2号」古代船の全面移転の前処理段階が完了し、古代船の境界と埋没深度が正確に特定され、舵（舵柄と舵柄）、錨、ケーブル、建築資材、紫土の急須などの散在した文化財が抽出されました。

今後、科学研究者のたゆまぬ努力とさまざまな先進設備の助けにより、我が国の水中考古学は新たな分野を開拓し、新たな飛躍を遂げ続けると信じています。

編集者: Ying Yike