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留住千年芳華 延續(xù)敦煌故事——莫高窟文物保護(hù)中的科技創(chuàng)新

2019-08-21 15:37:00
來源:科技日?qǐng)?bào)
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  科技日?qǐng)?bào)記者 唐婷 陳瑜

  “總書記勉勵(lì)文化工作者講好敦煌故事,講好中國(guó)故事。作為從事文物保護(hù)的科技工作者,我們很受鼓舞。”8月19日,習(xí)近平總書記赴甘肅考察調(diào)研,首站來到敦煌莫高窟。談及當(dāng)天下午參加的座談會(huì),敦煌研究院科研管理處處長(zhǎng)陳港泉研究員十分激動(dòng)。

  莫高窟也稱“千佛洞”,始建于公元366年,集建筑、彩塑、壁畫于一體,具有極高的研究?jī)r(jià)值。上世紀(jì)50年代起,國(guó)家投入大量人力財(cái)力用于莫高窟文物的保護(hù)、維修與研究。在過去幾十年里,敦煌研究院的研究人員,借助科技手段,讓莫高窟減少病害,延年益壽。

  新思路治

  “頑疾” 讓壁畫延年益壽

  整個(gè)莫高窟有400多個(gè)窟保存有壁畫,如今面向公眾開放的僅有70來個(gè),由于很多洞窟病害程度嚴(yán)重,或許永遠(yuǎn)不可能跟游客見面。

  未與游客見面的85窟幾乎集中了敦煌壁畫的所有病害,其中最重的是會(huì)造成壁畫整體脫落的空鼓病害。

  1997年,“重病纏身”的85窟被敦煌研究院列為重點(diǎn)“拯救對(duì)象”。由于當(dāng)時(shí)保護(hù)、管理的科技水平相對(duì)較低,專業(yè)技術(shù)人才短缺,保護(hù)手段落后,敦煌研究院選擇和美國(guó)蓋蒂保護(hù)研究所開展聯(lián)合攻關(guān)。為找到修補(bǔ)材料,專家花了整整4年,試驗(yàn)了80多種材料,發(fā)明一種“灌漿”技術(shù),將泥漿注射到空鼓的壁畫中,這種液體會(huì)充滿空隙和裂隙,變硬后固定壁畫。

  但問題接踵而來,含有水分的泥漿將壁畫中的鹽分帶至表面,影響了壁畫價(jià)值,同時(shí)誘發(fā)壁畫鹽害——又稱壁畫“癌癥”,要進(jìn)行較好的修復(fù),難度較大。

  2006年,作為“十一五”國(guó)家科技支撐課題“古代壁畫脫鹽關(guān)鍵技術(shù)研究”課題負(fù)責(zé)人,陳港泉與團(tuán)隊(duì)提出采用新型材料結(jié)合脫鹽技術(shù)去除和降低文物材質(zhì)鹽分的新途徑。經(jīng)過3年的反復(fù)試驗(yàn)和研究,基本解決了我國(guó)古代壁畫鹽害治理難題。

  “十二五”期間,在國(guó)家科技支撐課題“干旱環(huán)境下古代壁畫保護(hù)成套技術(shù)集成與應(yīng)用示范”支持下,研究人員進(jìn)一步依靠科技手段,拓展研究領(lǐng)域和研究深度,研究壁畫病害誘發(fā)原因和微觀破壞機(jī)理,深入開展保護(hù)技術(shù)集成與裝備研發(fā),形成了壁畫保護(hù)修復(fù)方法體系。

  實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警

  守護(hù)文物“微環(huán)境”

  狂風(fēng)卷起的揚(yáng)沙浮塵、降雨帶來的濕度升高……各種自然環(huán)境因素和旅游開放給莫高窟文物帶來一定程度侵?jǐn)_。

  “為保障洞窟壁畫和彩塑保存環(huán)境穩(wěn)定,我們采用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了莫高窟監(jiān)測(cè)預(yù)警體系,制定了科學(xué)的洞窟開放管理制度。”敦煌研究院敦煌石窟監(jiān)測(cè)中心主任王小偉介紹。

  在監(jiān)測(cè)中心的大屏幕上,洞窟內(nèi)微環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、莫高窟小區(qū)域氣象站數(shù)據(jù)、區(qū)域游客數(shù)量分布圖、接待信息及窟區(qū)主要區(qū)域視頻一覽無余。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)著70個(gè)開放洞窟內(nèi)的溫度、相對(duì)濕度和二氧化碳指標(biāo)。

  自2002年起,敦煌研究院開展了以“莫高窟游客承載量”為主要內(nèi)容的一系列預(yù)防性保護(hù)研究,確定了洞窟內(nèi)相對(duì)濕度不能超過62%,二氧化碳不能超過1500ppm的洞窟微環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)。

  一旦洞窟環(huán)境超過預(yù)警指標(biāo),系統(tǒng)可自動(dòng)向莫高窟開放管理委員會(huì)發(fā)布預(yù)警提示。洞窟管理部門和接待部門根據(jù)情況啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案并及時(shí)調(diào)整游客參觀路線,啟用調(diào)節(jié)洞窟,及時(shí)對(duì)預(yù)警的洞窟進(jìn)行通風(fēng)和除濕,使溫濕度和二氧化碳指標(biāo)回落至安全范圍內(nèi)。遇到強(qiáng)降雨、沙塵暴等極端天氣情況時(shí),莫高窟采取停止開放的管理措施,并向社會(huì)及時(shí)發(fā)布洞窟暫停開放通知。

  在王小偉看來,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)收集和存儲(chǔ)各類數(shù)據(jù),并結(jié)合每個(gè)洞窟內(nèi)彩塑和壁畫的變化情況進(jìn)行分析和總結(jié),為莫高窟文物的預(yù)防性保護(hù)和制定科學(xué)的開放管理制度提供數(shù)據(jù)依據(jù),有效解決了保護(hù)和旅游之間的矛盾,實(shí)現(xiàn)了旅游開放和洞窟保護(hù)的平衡發(fā)展。

  數(shù)字化技術(shù)

  讓千年石窟“活”起來

  莫高窟,雖然規(guī)模宏大、洞窟眾多,但每個(gè)洞窟的空間極其有限,窟內(nèi)的彩塑和壁畫采用泥土、木材、麥草等脆弱的材料制成,時(shí)間一長(zhǎng),容易產(chǎn)生多種病害,并緩慢老化。

  如何存住文物容顏,讓更多的人有機(jī)會(huì)領(lǐng)略千年石窟的魅力?采用數(shù)字化技術(shù),讓千年石窟以另一種方式“活”起來,是解題答案之一。

  據(jù)報(bào)道,經(jīng)過近30年的探索實(shí)踐,敦煌研究院完成了敦煌石窟206個(gè)洞窟的數(shù)據(jù)采集和100多個(gè)洞窟的圖像處理、140個(gè)洞窟的三維掃描和虛擬漫游節(jié)目制作。中英文版本的“數(shù)字敦煌資源庫”先后面向全球上線,實(shí)現(xiàn)敦煌石窟30個(gè)洞窟整窟高清圖像的全球共享。

  前往洞窟之前,游客們可以在莫高窟數(shù)字展示中心觀賞高清數(shù)字電影《千年莫高》和球幕電影《夢(mèng)幻佛宮》,了解莫高窟自然、歷史、文化背景和數(shù)字化洞窟景觀。

  實(shí)際上,由于洞窟采光不好,游客可能看不太清楚文物細(xì)節(jié)!岸3D虛擬環(huán)境中觀賞敦煌壁畫和彩塑,大屏幕上高分辨率圖像的效果好于觀看洞窟本身!标惛廴f道。

  來源:科技日?qǐng)?bào)

 

[責(zé)任編輯:王怡然]