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壁画墓葬保护的浅见

魏 象

                                                   
  包括壁画在内的各种质地的文物在它们所处的环境中,通过不同的媒介与各类物质相互作用,由此发生一系列复杂的物理、化学变化,只有仔细考量这一过程,找到有效的减少、减弱与外界有害的作用的方法,使这种相互作用保持在对文物无损的稳定平衡状态,从而达到保护文物的目的,是我们孜孜以求的。敦煌、兰州、西安的同行们正是以这种科学求实的态度在壁画保护的研究和实施上做了许多了不起的工作①,对笔者有许多启发,利用这个机会,笔者向他们表示敬意。
  笔者生活在中国南方,由于地理环境、地质条件不一样,罕见出土壁画,更谈不上什么研究,但由于对墓葬环境的一些了解,由此引发了我对北方地区出土壁画的兴趣,特别是对原址壁画及迁址壁画的保护有些粗浅不成熟的想法,不知是否合适,提出来供同行批评,权作抛砖引玉之想。
  一、墓葬环境
  我们的先人在埋藏保存上的智慧是惊人的。考古经历告诉我们,保存文物的最好方式莫过于我们战国至西汉的先人所制定的埋藏方法了。由此我们才见到了马王堆一号汉墓中栩栩如生的西汉女尸;以及同时出土的薄如蝉翼的素纱单衣与千数件保存完好的文物。当然我们要正确的解读这一信息。例如有人试图从防腐剂的角度来解释,这显然是一个误解。我们的先民在此实际上不过是提供了保存物质的理想环境,这个环境从科学意义上说是提供了一个封闭系统,一个与环境几乎没有能量交换的空间来存放他们的文明。物理学家在论及理想封闭系统时设定存在于一个巨大的恒定的热源之中的系统。
  无独有偶,我们的祖先正是在深挖摹坑中找到了这样一个理想的封闭系统。以巨大的地层为背景的恒定热源,为我们的先民保存他们的文明提供了帮助。为了阻止易变的气体扰动,他们更辅以木炭、膏泥来包裹,那怕葬具十分巨大。而南方多水的地层为保存湿尸更提供了优越的条件。八十年代中湖南省沅陵发掘的元墓中,出土的女尸象新鲜尸体,而手中所握桃树枝上的叶子竟然保持了绿色。这是先民利用大自然本身构筑封闭系统所创造的奇迹。在这个封闭系统中一切物理的、化学的、生物的变化都处于平衡状态。换言之,任何变化将导致熵的减少,因而难以实现。
  当然,这里所论封闭系统只能是理论上的。实际上,深埋亦有外界的扰动。在南方这一扰动因素主要是水,虽然它在阻隔空气和保温上功不可没。外界的扰动会使物质变化处于停滞状态的系统平衡产生一些细微变化,其中文物也会产生细微变化,然后又趋于平衡。外界扰动因素的大小、频率等决定了文物朽蚀的程度和速度。马王堆三座墓中,除一号墓未被扰动,二号墓在古代即被盗,三号墓在上世纪六十年代被一农人偶然挖穿,所幸他只是把发现的木炭当作燃料,并未再深究,但墓葬的封闭系统遭到破坏,其中的文物因此加速了朽蚀,以后七十年代中对三座墓葬的发掘,充分显示了这种变化过程。
  当然最大的扰动莫过于考古发掘本身了。一旦地表被掀开,那些深埋于地底安然度过悠长岁月的文物立刻暴露于一个全然不同的世界。强烈的日光、变化的温度、湿度,数不清的微生物……使它们陷于灾难之中,为了与环境取得平衡,文物将发生一系列变化,大多数变化将是破坏性的。
  例如,为与环境湿度取得平衡,文物开始失水,(大多数文物在地下环境均处于一定的含湿状态),木质文物将开裂收缩;壁画的颜料因在表层而最先失水,与不同质地的墓壁基底之间发生应力,因此起翘、剥离,彩绘陶俑的颜料亦可能出现同样的问题。
  出土文物中壁画的保护可能具有一定的特殊性,因为壁画一般是绘在墓室内壁的究竟是就地保护还是揭下异地保护?如果是荒郊野外的小墓我们可能比较易于下决心揭下,但若是大墓葬,尤其是本身具有保存价值的大墓室,就要三思而后行了,恐怕要对墓葬环境进行严格考察,作出周到的保护安排方能作决定。
  在被揭开的墓室中维持合适的湿度,令壁画表面缓慢干燥是十分重要的,与此同时必须采取防霉措施,以待安全度过发掘后文物遇到的重大难关,否则,可能因保存不当而产生颜料的脱落。日光中的紫外线,则可能导致颜料的褪色与变色,而微生物的介入,则可能使壁画中的有机成分霉变,……数不尽的变化开始了。
  我十分赞同壁画的就地保护,以及陈庚龄等同志主张的整体搬迁计划②,因为厚厚的地层能保持恒定的温度,而北方相对干燥的土壤,也较易维持合适的湿度。何况这两种方式更能够全面的反映墓葬文化,增加博物馆的历史氛围。不但如此,迁址给我们提供了在新址预先构造理想环境的机会。
  二、原址墓葬环境中的温度问题
  水溶性物质在文物中的运动恐怕不单是壁画类文物的顽敌,金属类、石质文物、甚至我们所研究的PEG4000填充的漆木器,亦需为此研究对策。这一问题的解决,与环境湿度密切相关。在此我们必须弄清一个问题,即那些显得潮湿的墓室内,水分来自何方?我以为人们在认识上有一个较大的误区,即认为是地下水、土层中的水从墓壁渗出,(当然有些特殊情况要具体分析,如陈文中有关裂隙存在的描述。)实际上我认为正是因为墓室的恒温引起了上述问题的出现,墓室壁维持着恒定的地温(例如摄氏18度左右)③,而外间温度偏高的暖湿空气不断涌入,从而遇冷变为饱和状态,在墓壁上结露,源源而至的露水甚至流淌起来。在气温相对低时,外来空气相对墓室而言为不饱和,这时墓室可能相对就要干燥得多。
  因此,从墓室处送入通过降温去湿的空气,应能改善墓室内的潮湿情况,当然由参观者呼出的水气也应当在去湿考虑之内。
  三、墓室壁含湿情况对盐类运动的影响
  壁画的变酥、起甲均与土层中盐类的运动相关,而盐类运动又与土壤的含湿情况相关,怎样抑制这种运动呢?古人的智慧再次启发我们。那些不曾扰动,而在考古发掘中出土的壁画的完好情况告诉我们,由于墓室的含湿情况与包围它的地层成为一体,同时涨落,因而,阻止了盐类对壁画的侵蚀。维持已开放的墓室与地层的一致才能阻止上述问题的出现。为此,我们可在墓壁中安装测定含湿程度的传感器,并在不同深度的墓室地层中安装同样的传感器,由此调整墓室中的温度,尽可能保持画含湿程度与土层的同步。当然一套合理的工作参数必需经过反复实验积累,并由此编出软件,在电脑参与的情况下,上述工作应不难实现。以上讨论的前提是建立在盐运动的如下笔者设想的模式:
  潮湿的墓壁 使壁画附着的土层潮湿 潮湿的土层中盐类向墓壁(壁画)运动 墓壁(壁画上)流淌的露水吸收盐分 由此形成盐分浓度梯度减小 引发土层中的盐继续向壁画运动……④
  即:
  湿度梯度
  墓室壁 墓室壁后的土层
  如果维持壁画层含湿程度始终与土层同步或约低于的状况,则盐类的运动应当被阻止。⑤
  由于采用了合适的湿度,使墓室保持了相对干燥状态,则霉菌滋生的情况亦应受到扼制。
  我们可能因此避免了采用有毒气体对墓室作熏蒸一类除霉的极端方式。
  四、墓室中CO2的影响
  一个开放的墓室,由于观众的呼吸作用,尤其是相对闭塞的墓室环境,将使空气中CO2的含量大大超标,这样的结果可能是灾难性的。陕西历史博物馆的同行对此作了详尽的实验研究⑥。
  笔者80年代中曾在成都参观了王建墓,王建墓是一个原址保护的文物遗存,从发掘至今亦有五六十年历史。墓室中,就地陈列了大量精美的石雕、石刻文物。对比出土时的照片,我们惊奇地发现,这之间已经有了较大的变化。分析原因,则是岩石的风化所致。就岩石这种材料而言,风化的速度未免太快了一点。仔细分析,我们发现,引起加速风化的直接原因应当归结为CO2含量超标。多年来,成千上万的观众使墓室中的CO2含量始终处于较高的水平。而由室外不断涌入的暖湿空气又在恒温状态的墓壁上、石刻上结露,更加增加了CO2转为碳酸的机会,由此引起风化。石质材料尚且如此,超标的CO2对于壁画的损害就可想而知了。
  可见,控制观众人数以及从通风系统输送合适温度、去过湿的新鲜空气、排出墓室中CO2气体是多么的重要。当然,保持墓室的干燥同样可以减少CO2的危害。
  要完成上述工作,一定的能耗是不可避免的,但是相对建筑物中的能耗要经济得多,这是因为墓室的地温结构解决了大部分能量问题。可以设想,直接利用通过长距离的地下管道输入室外空气则空气的降温、去湿将直接由地球土层这一恒温源自行解决,从理论上我们很容易证明由此可获得前文所称与土层同步的含湿空气。这也是我十分赞同原址、迁址保护壁画的原因。
  魏象 湖南省博物馆 研究员
  ————————————
  ①李最雄《敦煌壁画彩塑的颜料分析与保护研究》《两岸文物保存修复会议论文集》2000年10月,国立历史博物馆。
  ②陈庚龄、薛俊彦、马清林:《甘肃酒泉、嘉峪关地区现存墓葬壁画、半地下复原保护的可行性研究》,《第六届全国考古与文物保护化学学术会议论文集》2000年11月。
  ③马王堆一号汉墓墓底测温为18℃,北方地区的地温可能稍低一点。当然地层的深度不同地温也不同,但在很大的尝试范围内这一温度区别不大。
  ④在本次会议上,如与会者所知,笔者用上述模型较好地解释了盖蒂研究所在敦煌某窟所测两壁盐浓度巨大差异的原因所在。
  ⑤笔者认为可能存在这样的模式:
  温度梯度
  高—————————→低
  墓室壁 墓室壁后的土层
  低←—————————高
  盐份浓度梯度
  盐份运动方向 
  ←————————— 
  ⑥张群喜、申秦雁:《从颜料色板的老化实验谈唐墓壁画的保护》,《第六届全国考古文物保护化学学术会议论文集》,2000年11月。
  

唐墓壁画国际学术研讨会论文集/陕西历史博物馆编.--西安:三秦出版社,2006.10

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