Wie groß ist der Aufwand, ein archäologisches „Haidilao“ durchzuführen?

Gutachter: Cai Dawei, Professor der Fakultät für Archäologie der Jilin-Universität

Ob in kulturellen Werken oder echten wissenschaftlichen Expeditionen, die unter Wasser verborgenen alten Schiffswracks sind voller Geheimnisse. Anders als in kulturellen Filmen und Fernsehwerken, in denen die Protagonisten die Tiefsee erforschen, als wäre nichts da, ist es bei archäologischen Ausgrabungen in der realen Welt jedoch äußerst schwierig, die Geheimnisse hinter den tief unter Wasser verborgenen Schiffswracks aufzudecken.

Im Jahr 2015 entdeckte das Shanghaier Amt für Kulturdenkmäler bei einer Unterwasseruntersuchung in den Hengsha-Gewässern von Chongming an der Jangtse-Mündung zufällig ein hölzernes Schiffswrack und nannte es „Jagtse-Mündung Nr. 2“. Im Jahr 2022 wurde das Jangtse-Mündungsgebiet Nr. 2 schließlich vollständig geborgen. Dieses antike Schiff ist das größte antike Holzschiff, das bisher in China entdeckt wurde, und hat viele Weltrekorde aufgestellt.

Das Haupteinsatzschiff des Bergungsprojekts, "Da Li"

Quelle: Shangguan News

Bei derartigen wertvollen Kulturgütern werden die Bergungsarbeiten natürlich mit großer Vorsicht durchgeführt und bei diesem Bergungsprojekt wurden verschiedene archäologische Unterwassertechniken eingesetzt. Dieser Artikel vermittelt Ihnen einen kurzen Überblick über die Unterwasserarchäologie und die damit verbundene Technologie.

Geheimnisse unter Wasser entdecken: Unterwasserarchäologie

Unterwasserarchäologie ist ein Zweig der Archäologie . Wie der Name schon sagt, handelt es sich dabei um eine Disziplin, die sich mit menschlichen Kulturdenkmälern unter Wasser beschäftigt. Die Unterwasserarchäologie muss den Grundsätzen der Archäologie folgen und im Einklang mit den relevanten archäologischen Theorien und technischen Spezifikationen durchgeführt werden. Außerdem müssen an Unterwasserstätten umfassende historische und archäologische Forschungen durchgeführt werden.

In den 1980er Jahren wurde die Unterwasserarchäologie in China eingeführt. Dank der Bemühungen einer Gruppe von Unterwasserarchäologen hat mein Land wichtige Ergebnisse bei der Untersuchung, Ausgrabung und Sicherung zahlreicher Unterwasserstätten oder wasserbezogener Relikte erzielt, wie etwa der Schiffswracks „Nanhai Nr. 1“ und „Bajiao Nr. 1“ aus der Song-Dynastie, der Küstensanddünen und der Muschelhügel.

Obwohl die Unterwasserarchäologie im archäologischen System noch in den Kinderschuhen steckt, birgt sie dennoch großes Potenzial für die Erforschung des antiken und modernen chinesisch-amerikanischen Handels, des Wassertransports, der Schifffahrtsgeschichte usw.

Unterwasser-Schiffswrack Quelle: Pexels

Obwohl die Unterwasserarchäologie noch relativ unausgereift ist, haben wir durch kontinuierliche Erkundung eine Vielzahl archäologischer Methoden und Techniken zusammengefasst. Neben Unterwasserfotografie, Ozeanscannen, Meeresvermessung und anderen Technologien kommt im Projekt „Mündung des Jangtse-Flusses Nr. 2“ auch eine neuartige Technologie zum Einsatz: die berührungslose Bogenstrahl-Technologie zur Gesamtumsiedlung von Kulturdenkmälern.

Sonartechnologie zur Ozeanabtastung

Als erstes müssen wir das Ozean-Scanning-Sonar vorstellen. Als praktische und einfach zu verwendende „Wunderwaffe“ bei der Erforschung der Ozeane hat das Sonar natürlich einen sehr hohen Stellenwert in der Meeresforschung. Auch in der Unterwasserarchäologie spielt die Sonarortung eine wichtige Rolle.

Die Ozean-Scanning-Sonartechnologie wird hauptsächlich zum Scannen des Meeresbodens über ein großes Gebiet verwendet. Unter den verschiedenen Sonartechnologien sind drei Typen am weitesten verbreitet: Seitensichtsonar, Mehrstrahlsonar und Synthetic Aperture Sonar . Da diese drei Sonartypen unterschiedliche Funktionsprinzipien und Anwendungstechnologien haben, weisen sie auch unterschiedliche Vorteile und Anwendungsszenarien auf.

Sonarsystem

Quelle: China Youth Daily

Ein Seitensichtsonar wird von einem Mutterschiff geschleppt, um die Navigation auf See zu ermöglichen. Im Vergleich zu anderen Sonartechnologien kann es beim Side-Scan-Sonar zwar zu Problemen mit instabiler Geschwindigkeit oder Jitter während des Betriebs kommen, es ermöglicht jedoch hochauflösendere Bilder und eine klarere Geländedarstellung. Darüber hinaus ist die Bedienung des Seitensichtsonars vor Ort einfach und die Erkennungsergebnisse sind intuitiv. Es kann Bilder vor Ort lesen und identifizieren und vor Ort eine Beurteilung abnormaler Bedingungen bei der Unterwasserdefekterkennung vornehmen.

Das Mehrstrahlsonar verwendet eine hochauflösende bathymetrische Mehrstrahltechnologie mit großer Reichweite, eine Rollstabilisierungstechnologie und andere Technologien, um die beiden Indikatoren bathymetrische Tiefe und Abdeckungsbreite zu vereinen und durch das Rollen verursachte Datenfehler auszugleichen.

Zusammengesetztes Bild der Mehrstrahlsonarabtastung des antiken Schiffs „Yangtze River Estuary No. 2“

Quelle: News Photo

Die Multipuls-Technologie erhöht die Informationsmenge bei einer einzelnen Erkennung und verbessert die Bildwiederholrate durch die Aussendung von Impulstonsignalen unterschiedlicher Frequenz in mehrere Richtungen. Darüber hinaus gibt es die Synthetic Aperture Sonar- Technologie, die sich durch eine hohe Auflösung und hohe Effizienz bei der Verarbeitung großer Datenmengen auszeichnet und deren Kursauflösung unabhängig von der effektiven Entfernung und der Signalfrequenz ist.

Die Bedeutung von Unterwasseraufnahmen

Unterwasserfotografie und andere Arbeiten sind in der Unterwasserarchäologie unverzichtbar. Aufgrund der besonderen Aufnahmeumgebung unter Wasser müssen Taucher beim Tauchen und Fotografieren mit der Aufnahmeausrüstung vertraut sein und mit den Eigenschaften des Ozeans vertraut sein, um für die Erkundung aussagekräftige Unterwasserfotos aufnehmen zu können.

Bei der Bergung des antiken Schiffes an der Mündung des Jangtse kam ein fortschrittlicheres intelligentes Unterwasserkamerasystem zum Einsatz. Dieses System wurde entwickelt, um mit der komplexen archäologischen Unterwasserumgebung des Jangtse-Flusses fertig zu werden. Dieses System macht umfassenden Gebrauch von intelligenter Identifizierung und Bedienung, einschließlich unbemannter Boote und automatischer Identifizierungssysteme, und hat große Beiträge zur Unterwasserarchäologie in der Jangtse-Mündung geleistet.

Obwohl es ein intelligentes System gibt, sind die zurückgesendeten Fotos der Ruinen immer noch unscharf. Zu diesem Zeitpunkt übernahm Ingenieur Li Xiaomao von der Universität Shanghai mutig die Verantwortung und verbesserte das Bild mit professionellen Mitteln, um klare Unterwasserbilder zu erhalten.

Original „Lichtbogenstrahl-Technologie zur berührungslosen Übertragung kultureller Relikte“

Im Jahr 2007 wurde „Nanhai Nr. 1“ aus dem Wasser geborgen, wodurch eine neue Bergungslösung geschaffen wurde – die vollständige Bergung antiker Schiffe . 15 Jahre später wurde diese Bergungsmethode bei der Bergung der „Mündung des Jangtse-Flusses Nr. 2“ verwendet. Diese Bergungsaktion ermöglichte auch die Entwicklung einer Reihe neuer Technologien. Die weltweit größte Besonderheit ist die „berührungslose Technologie zur Gesamtmigration kultureller Relikte mittels Lichtbogenstrahlen“.

Aufgrund des hohen Sedimentgehalts und der turbulenten Wasserströmung in der Jangtse-Mündung kann im Jangtse-Ästuar Nr. 1 die Methode der segmentierten Senkkastenbergung nicht angewendet werden. Glücklicherweise wurde nach Untersuchungen einschlägiger Institutionen die „berührungslose Lichtbogenstrahl-Gesamtmigrationstechnologie für Kulturgüter“ entwickelt. Das Prinzip besteht darin, aus gebogenen Balken einen riesigen Senkkasten am Boden des Schiffswracks zu bilden, das Schiffswrack zusammen mit dem umliegenden Schlamm und Sand zu bergen und es dann mit einem Bauschiff zum Zielort zu transportieren.

Vor der Bergung spülten die Arbeiter den Schlamm rund um den Senkkasten mit Wasser aus, um die Aufnahme von Meeresschlamm am Senkkasten zu verringern.

Quelle: Shangguan News

Um das antike Schiff während der Bergung zu stabilisieren, wurden 22 Sätze gebogener Balken und 46 Sätze Stahldrahtseile verwendet, um es zu befestigen. Nachdem der riesige gebogene Balken Nr. 22 das antike Schiff berührungslos umschlossen hatte, hob er es mit einer Geschwindigkeit von 2 Metern pro Stunde an. Nach mehr als zwei Stunden wurde das antike Schiff erfolgreich vom Meeresboden gehoben. Dann dauerte es mehr als zwei Stunden, bis das antike Schiff bei einer Geschwindigkeit von 3–4 Metern pro Stunde in das Ingenieurschiff „Fenli“ eintauchte. Dabei werden über ein Dutzend fortschrittlicher Technologien wie beispielsweise die hydraulische Synchronhubtechnik und ein umfassendes Überwachungssystem integriert.

Szene mit gebogenem Strahl durch Strahl. Quelle: Shanghai Municipal Administration of Culture and Tourism

Obwohl die Jangtse-Mündung ein schlammiges Gewässer ist und die Bergung sehr schwierig ist, ließen sich die Mitarbeiter durch die Schwierigkeiten nicht entmutigen. Während dieses Prozesses führte Peng Yan, Direktor des Forschungsinstituts für unbemannte Bootstechnik der Universität Shanghai, das Team dazu, sich den Herausforderungen direkt zu stellen und viele technische Probleme zu lösen. So wurde beispielsweise das Problem der Erfassung von Ultra-Niederfrequenzenergie auf innovative Weise gelöst, sodass eine Echtzeiterfassung der Meeresbodenenergie möglich ist und Unterwasser-Kulturgüter über einen langen Zeitraum überwacht werden können.

Auch die von Peng Yans Team entwickelten unbemannten Boote spielten im Forschungsprozess eine unersetzliche Rolle. So war beispielsweise das unbemannte Erkundungsboot „Jinghai Nr. 6“ für die Erfassung regionaler Daten zuständig.

Die Quelle des antiken Schiffes Nr. 2 in der Jangtse-Mündung｜Xinhua News Agency

Unterwasserruinen sind wunderschön und wunderbar. Auch Hunderte oder Tausende von Jahren nach ihrem Untergang im Meer können wir noch immer Geschichten aus ihnen lesen. Dies ist die Bedeutung der Unterwasserarchäologie. Unter der riesigen Wasseroberfläche warten viele Geschichten über die menschliche Zivilisation darauf, von uns entdeckt und gelesen zu werden.