科学家如何防止古代沉船化为尘土

从水下看，一艘百年历史的沉船几乎看起来是崭新的。当条件合适时，木头可以不受阻碍地存在，避免被饥饿的海洋生物或细菌吃掉的常见命运。与其他必须从坟墓中挖出或隐藏在多年的泥土和灰尘下的文物不同，这艘船完全保持原样沉没，这是一个完美的场景，详细描述了过去普通人、探险家和商人在前往新世界的航行中携带的东西。

“很多人把它们称为时间胶囊，”西佛罗里达大学专门研究沉船的人类学教授约翰·布拉滕说。“它们为我们提供了当时人们使用过的物品的快照，甚至包括衣服、他们吃的东西、他们携带的东西、在船的哪个部分进行了哪些活动、带了什么东西用于防御。”

沉船可以无限期地沉没而不会造成太大的干扰。真正的麻烦发生在它们浮出水面的时候。在与海里的鱼一起度过的岁月里，木材中的纤维素已经开始分解，现在唯一能将船和木块粘在一起的东西就是细胞之间的粘性水。“问题是当你把木头打捞上来时，它已经被水浸泡了很长时间，所以它实际上已经膨胀了一点，”大峡谷州立大学人类学教授马克·施瓦茨说，他曾研究过五大湖的沉船。

而且，正如你所想象的，当水干了，船体的结构就会崩塌。船体接触到干燥空气的那一刻，时间就开始流逝。研究人员试图通过在木片上涂上聚乙二醇或用巨型冷冻干燥机对木片进行加热来暂时保存木材的结构，但这种方法并不能永远保持下去。随时可能开始的潜伏酸化过程可以在几天内将保存最完好的船只变成尘土。

这就是瓦萨号目前的情况，它是一艘瑞典的大型战舰，于 1628 年沉没。虽然经过多年的保护，这艘 226 英尺长的船才得以幸免于水葬，但木材中的铁和金属钉已经开始酸化，从而破坏了木材。一旦开始酸化过程，整艘船几乎不可能不生病。

“现在瓦萨号里有近两吨硫酸。如果反应开始，几天之内，木材就会碎裂并化为灰尘，”法国格勒诺布尔劳厄-朗之万研究所的物理学家 Claudia Mondelli 说。但是，Mondelli 和一支意大利和法国研究人员团队发现，碱性氢氧化物纳米颗粒（由氢氧化物和镁或钙等碱性金属组成的化合物）可以形成中和酸的屏障，阻止破坏性的化学反应，并作为已经感受到酸化痛苦的木材的“解药”。他们的研究结果于上周发表在《纳米材料》杂志上。

蒙德里和她的团队在 2003 年发现的一艘公元二世纪高卢罗马沉船的木材样本上测试了他们的想法。蒙德里说，为了保存这些沉船上的木材，必须将它们浸泡在巨大的聚乙二醇池中数月甚至数年。他们的研究发现，水和氢氧化钙或氢氧化镁的悬浮液可以阻止酸化过程。悬浮的纳米颗粒能够渗透到木材中，中和内部已经存在的任何酸，并在酸化再次开始时形成一些储备。

当然，虽然这些结果让那些想要实现沉船探索梦想的人感到兴奋，但仍有工作要做。将这些颗粒悬浮在水中是迈出的重要一步，因为其他尝试是用酒精进行的，酒精是一种危险性更大、反应性更强的溶剂，但溶液仍必须在实验室中专门制作，根据木材厚度确定适当的剂量仍在研究中。

更不用说，打捞沉船是一项耗资巨大的工程。毕竟，用一池特殊化学品浸泡大型文物，以便对其进行年代鉴定、分析、拍照或重建以供博物馆收藏，并非易事。

德克萨斯农工大学海洋考古与保护中心主任克里斯·多斯塔尔（Chris Dostal）没有参与这项研究，他补充说，除非你为即将到来的任务做好了充分准备，否则不建议将沉船材料带到水面上。否则，你可能会眼睁睁地看着一件精美的文物枯萎成“无法修复的丑陋之物”，就像 20 世纪 60 年代在威斯康星州发现的百年老船阿尔文·克拉克（Alvin Clark）一样。

但这项研究提供的只是一个简单的额外步骤，以确保为使瓦萨号和玛丽玫瑰号等船只不仅仅是航海传奇而付出的所有努力能够持续足够长的时间，让一代又一代的人能够欣赏它们的美丽、创新和历史。