考古学的な「海底浚渫」を行うには、どれほどの大騒ぎが必要なのでしょうか？

レビュー専門家：吉林大学考古学院教授 蔡大偉

文化的な作品であろうと、実際の科学的な探検であろうと、水面下に隠された古代の難破船は謎に満ちています。しかし、文化的な映画やテレビ作品のストーリーのように、主人公たちが何もないかのように深海を探検するのとは異なり、現実世界の考古学の仕事では、深海に隠された難破船の背後にある秘密を明らかにすることは非常に困難です。

2015年、上海市文化財局は揚子江河口崇明横沙海域での水中調査中に偶然木造の難破船を発見し、「揚子江河口第2号」と命名した。 2022年、ついに長江河口2号が全面的に引き揚げられた。この古代船は、これまで中国で発見された木造古代船としては最大のもので、多くの世界記録を樹立しています。

引き揚げプロジェクトの主力船「大里」

出典: Shangguan News

このような貴重な文化遺産の引き揚げ作業は当然ながら細心の注意を払って行われ、今回の引き揚げ作業ではさまざまな水中考古学的技術が活用されました。この記事では、水中考古学とそれに関連する技術について簡単に説明します。

水中の秘密を探る：水中考古学

水中考古学は考古学の一分野です。名前の通り、水中の人類の文化遺産を研究する学問です。水中考古学は考古学の原則に従い、関連する考古学理論と技術仕様に従って実施されなければならず、水中遺跡における総合的な歴史考古学研究が行われなければならない。

1980年代に水中考古学が中国に導入されました。水中考古学者グループの努力のおかげで、我が国は「南海一号」や「八角一号」の宋代の難破船遺跡、海岸の砂丘、貝塚など、多くの水中遺跡や水関連の遺跡の調査、発掘、保護において重要な成果を達成しました。

水中考古学は考古学の体系の中ではまだ初期段階にあると考えられるが、古代と現代の中外貿易、水上交通、船舶の歴史などの研究において依然として大きな可能性を秘めている。

水中の難破船 出典: pexels

水中考古学はまだ比較的未熟ではありますが、継続的な探査を通じて、さまざまな考古学的方法と技術が確立されてきました。水中撮影、海洋スキャン、海洋測定などの技術のほか、「長江河口2号」プロジェクトで採用された独自の技術、すなわちアークビーム非接触文化財全面移転技術もある。

海洋スキャンソナー技術

まず最初にご紹介するのは海洋スキャンソナーです。海洋探査において便利で使いやすい「魔法の武器」として、ソナーは当然海洋探査において非常に高い地位を占めています。水中考古学では、ソナー検出も重要な役割を果たします。

海洋スキャンソナー技術は、主に広範囲の海底をスキャンするために使用されます。さまざまなソナー技術の中で、サイドスキャンソナー、マルチビームソナー、合成開口ソナーの3 種類が最も広く使用されています。これら 3 種類のソナーは動作原理と応用技術が異なるため、利点と適用可能なシナリオも異なります。

ソナーシステム

出典：中国青年報

サイドスキャンソナーは母船によって曳航され、海上での航行を可能にします。他のソナー技術と比較すると、サイドスキャンソナーは動作中に速度が不安定になったり揺れたりする問題がありますが、より高精細な画像とより鮮明な地形表示を得ることができます。さらに、サイドスキャンソナーは現場での操作が簡単で、検出結果も直感的です。現場で画像を読み取り、識別し、水中欠陥検出の異常状態の現場での判断を実現します。

マルチビームソナーは、広範囲をカバーし、高解像度のマルチビーム測深技術、ロール安定化技術などの技術を使用して、測深深度とカバー幅の2つの指標の統一を実現し、ロールによって生じるデータエラーを補正します。

古代船「長江河口2号」のマルチビームソナースキャンの合成画像

出典：ニュース写真

マルチパルス技術は、異なる周波数のパルス音信号を複数の方向に放射することで、1 回の検出で得られる情報量を増やし、リフレッシュ レートを向上させます。さらに、高解像度、大量のデータ処理の高効率を特徴とする合成開口ソナー技術があり、方向解像度は有効距離と信号周波数に依存しません。

水中撮影の重要性

水中考古学では水中写真撮影などの作業が欠かせません。水中撮影環境は特殊であるため、ダイビングや撮影の際には、ダイバーは撮影機材に習熟し、海の特性に精通して、探検に有意義な水中写真を撮影する必要があります。

揚子江河口での古代船の引き揚げの際には、より先進的なインテリジェント水中カメラシステムが使用された。このシステムは、揚子江の複雑な水中考古学的環境に対処するために開発されました。このシステムは、無人船や自動識別システムなど、インテリジェントな識別と操作を広範に活用しており、長江河口の水中考古学に多大な貢献をしています。

インテリジェントなシステムがあるにもかかわらず、送り返される遺跡の写真は依然としてぼやけています。この時、上海大学のエンジニアである李暁茂氏が勇敢に責任を引き受け、専門的な手段で画像を強化し、鮮明な水中画像を取得しました。

独自の「アークビーム非接触文化財一括移送技術」

2007年、「南海1号」が海中から引き上げられ、古代船の完全引き揚げという新たな引き揚げソリューションが誕生した。 15年後、「長江河口2号」の引き揚げでもこの引き揚げ方法が採用されました。この引き揚げ作業では、数々の新技術も開拓されたが、その中で最も特別なのは、世界初の「アークビーム非接触文化財全面移行技術」である。

長江河口は堆積物が多く、水流が乱れているため、「長江河口1号」では分割ケーソン引き揚げ工法を採用することができません。幸いなことに、関係機関の研究により、「アークビーム非接触文化財全面移行技術」が開発されました。その原理は、難破船の底に曲がった梁を使って巨大なケーソンを形成し、近くの泥や砂とともに難破船を引き揚げ、その後、工事船で目的地まで輸送するというものである。

作業員は引き揚げる前に、ケーソンの周りの沈泥を水で洗い流し、ケーソンへの海泥の吸着を減らした。

出典: Shangguan News

引き揚げ作業中、古代船を安定させるために、22組の曲がった梁と46組の鋼線ロープが使用されて固定されました。巨大な曲り梁22号は古代船を接触することなく抱きしめた後、時速2メートルの速度で持ち上げました。 2時間以上経って、古代の船は無事に海底から引き上げられました。その後、時速3～4メートルの速度で2時間以上かけて上昇し、古代船を工学船「フェンリ」に埋め込みました。このプロセスでは、油圧同期昇降技術や総合監視システムなど、10 を超える先進技術が統合されています。

曲がった梁が梁を貫くシーン 出典｜上海市文化観光局

揚子江の河口は濁水地帯であり、救助は非常に困難であるにもかかわらず、スタッフは困難にめげませんでした。この過程で、上海大学無人船工学研究所所長の彭燕氏がチームを率いて課題に正面から取り組み、多くの技術的問題を解決しました。例えば、超低周波エネルギーの収集問題を革新的な方法で解決し、海底エネルギーのリアルタイム収集を実現し、水中の文化遺産を長期間監視できるようになりました。

彭燕氏のチームが開発した無人船も研究過程でかけがえのない役割を果たした。例えば、無人探査船「静海6号」は地域データの収集を担当した。

長江河口2号古代船の起源｜新華社

水中遺跡は美しくて素晴らしいです。海に沈んでから何百年、何千年も経った後でも、私たちは彼らから物語を読み解くことができます。これが水中考古学の意義です。広大な水面の下には、人類の文明に関する多くの物語が、私たちが探検し読むのを待っています。