來！感受下敦煌石窟文物保護的高科技

初秋的敦煌，風和日麗，藍天白雲把大漠裝扮得分外迷人。

在正實施修復的莫高窟231窟，敦煌研究院保護研究所副所長、文物保護技術服務中心主任趙林毅帶著科技日報記者，一邊穿梭于腳手架，一邊講述莫高窟的壁畫、彩塑和崖體的病害及其保護。

由甘肅省科技廳支援，整合原有省級平臺組建的敦煌文物保護研究中心在敦煌研究院近日揭牌。這是甘肅省落實習近平總書記去年到莫高窟考察時提出的“文物保護主要依靠科技”“把莫高窟保護好，把敦煌文化傳承好”“努力把研究院建設成為世界文化遺産保護的典範和敦煌學研究的高地”等重要指示精神的重要舉措。

在這裡，記者感受到敦煌文化遺産保護研究弘揚事業創新發展的新氣象。

從搶救性保護到與預防性保護並重

石窟壁畫存在的主要問題是由自然和人為因素引起的各類病害，也有材質本身所導致的問題。如顏料層起甲、粉化、脫落，崖體和地仗結構引起的空鼓、開裂，由水鹽運移引起的地仗酥鹼、皰疹，還有由微生物引起的畫面污染等。塑像除了表層彩繪會出現與壁畫相似的問題外，還有塑像結構體中木骨架的糟朽、斷裂等。

“隨著遊客的頻繁參觀，打破了洞窟原有相對穩定的小環境，勢必會對洞窟文物造成一定的影響。”趙林毅説。

莫高窟文物保護，從搶救性保護到與預防性保護並重，敦煌人一代接續一代，堅守與付出，聚沙成塔，但是從未停下“創新”的步伐。

從上世紀70年代末開始，莫高窟文物保護就開始運用新技術、新材料加固石窟，研究壁畫彩塑病害機理、修復材料及工藝並進行修復，研究應用電腦數字資訊技術，對珍貴的壁畫資料進行高保真、永久的保存。進入21世紀，敦煌研究院以更先進的理念、廣闊的國際視野，開展管理工作，包括數字化存儲等。

如今，物聯網傳感技術日益成熟。敦煌研究院結合大數據、GIS地理資訊、物聯網等諸多新興科技，對石窟文物保護與時俱進。

當記者來到石窟監測中心看到，監測預警平臺大螢幕上有4個洞窟亮起了預警燈。監測中心主任王小偉介紹，莫高窟內、外部都已部署現代物聯網技術監測設備，可以實時監測石窟外部氣象、風沙、水環境、噪音等情況，以及洞窟內部溫度、相對濕度、二氧化碳等。當天正逢暑假高峰期，預警的4個洞窟內人流和二氧化碳指標達到了峰值，需要進行人流調峰。

現代物聯網技術構建的監測預警體系是敦煌研究院採取預防性保護的一個重要手段。這整套智慧化預警服務系統通過對石窟文物和建築場所實時、長久的安全監控，能夠及時感知到風險因素，將安全問題預防在先，防患于未然。

趙林毅表示，近年來，敦煌研究院將洞窟日常保養與維護工作也納入了預防性保護的範疇。所有開展的工作，突出了以防為主防治結合的預防性保護理念，應用科技手段最大程度遏制各類病害的發生和發展，最大限度延續文化遺産的壽命。

現代先進科技手段和儀器發揮出越來越重要的作用

“以往我們取樣就用針尖輕輕扎一下，這針尖點的取樣量粉末估計也只有幾個毫克，但是對我們來説這已經很多了。”保護研究所的研究人員告訴記者。

“這是X射線熒光分析裝置，最快可以10秒檢測出試塊顏料中所有的元素。”“這個差熱分析儀可以分析壁畫的材質。”攜帶型設備讓實驗室動了起來，好多設備可以直接到壁畫前進行無損檢測了。”除了上述儀器之外，還有鐳射共聚焦顯微拉曼光譜儀、紅外光譜儀與光學相干斷層掃描系統……通過這些儀器，科研人員可以很快獲取壁畫材質、結構、病害特徵及可能誘發病害的因素等資訊。

隨著現代科學技術的發展，敦煌研究院對壁畫保護的技術和方法也在不斷創新，可移動的實驗室將無損或微損技術應用到文物保護中，未來還會有更多先進的科學儀器和設備活躍在壁畫保護的實踐中。

而對壁畫的加固修復結果應該如何評價，以前沒有一個特別清楚的量化指標，比如所使用的修復材料的粘度、玻璃化溫度、分子量、pH值，還有材料的粘結性和滲透性等，完全靠壁畫修復師的經驗。

“國家古代壁畫與土遺址保護工程技術研究中心在壁畫的科學保護方面，重點圍繞文化遺産價值發掘方法研究、傳統製作材料和工藝的科學化研究、多因素耦合的病害機理研究、基於傳統材料的保護加固技術和裝備研發等方面持續開展工作，同時突出在文物保護基本原則指導下的保護過程中最有效科技手段的應用，不斷完善適用於壁畫保護的科學程式。”趙林毅説。

另外，敦煌研究院也形成了適用於壁畫保護的專用儀器和裝備，研發了起甲病害回貼、空鼓病害灌漿、酥鹼病害脫鹽加固技術等壁畫保護成套關鍵技術，以及針對壁畫保護的過程品質控制方法和效果評價體系，編制了相關標準。

在風沙防治方面，敦煌研究院也形成了防沙障阻沙、植物固沙、礫石壓沙、草方格治沙的綜合防治措施，建立了集氣象監測、微環境監測、本體監測、崖體監測、遊客監測和安防監測的預防性保護體系。

保護技術向“一帶一路”沿線國家推廣

作為世界文化遺産敦煌莫高窟、天水麥積山石窟、永靖炳靈寺石窟，全國重點文物保護單位瓜州榆林窟、敦煌西千佛洞、慶陽北石窟寺的管理單位，敦煌研究院是全國乃至世界上最大的石窟寺保護科研機構，理應為其他文化遺産地探索出一套完善的科學保護體系，輻射和帶動重要文物保護利用事業的發展。

敦煌研究院院長趙聲良表示，自2019年以來，敦煌研究院持續加大投入，運用先進技術加強文物保護研究，開展省部級及以上課題25項，新立項5項，其中“墓葬壁畫原位保護關鍵技術研究”獲國家重點研發計劃項目。授權文物保護技術專利3項、完成技術標準2部，內容涉及墓葬壁畫保護、石窟寺風險監測技術研發、石窟寺加固技術等。這些課題、專利、標準的成功申報和實施，將突破我國石窟和古代壁畫保護技術中的一些瓶頸問題，全面提升石窟和古代壁畫保護的科學性與精細化水準。

除此之外，敦煌研究院持續加強科研平臺建設，在國家文物局和科部門的支援下，2018年底，建成的國內首個用於文物劣化機理研究的大型多場耦合實驗室開始運作，首次將倣真與模擬試驗技術成功引入文化遺産保護領域。

目前，敦煌研究院已逐步形成了集古代壁畫和土遺址保護基礎研究、理論創新、技術與裝備研發、合作交流、人才培養、成果推廣與應用於一體的産學研用發展模式，取得了大量的創新型成果，多項技術成果獲國家和省部級獎勵。這些成果已經推廣應用於甘肅、西藏、新疆、寧夏、青海、山西、河北等10余省(區)100余項全國重點文物保護單位的保護工程，取得了良好的社會效益，也正在向“一帶一路”沿線國家推廣。

“去年8月，習總書記給我們提出了關於石窟寺保護、研究和弘揚的新的歷史要求。”敦煌研究院名譽院長、“敦煌女兒”樊錦詩表示，石窟寺文化遺産承載並延續著國家和民族的精神血脈，需要薪火相傳、代代守護，也需要與時俱進、推陳出新。