□ 蔣迅

NASA的考古學家

□ 蔣迅

熱帶雨林中的丹塔神廟

在通往北危地馬拉佩騰地區(qū)的叢林山路上荊棘遍布，道路有時甚至是很危險的。史前瑪雅神廟從茂密的森林里拔地而起，直指天空。湯姆·西佛徒步登上了51米高的丹塔神廟并測量了它的石灰石墻壁。青翠的雨林從他身邊延伸出去。

作為一名考古學家和人類學家，西佛更感興趣的是那些建造了這些神廟的人們。他們是如何到達這里的？通向現(xiàn)在已經(jīng)消失數(shù)千年的瑪雅城市的道路在哪里？

當西佛掃視著周圍的景象時，他看不到茂密叢林中任何古路的痕跡。然而他知道那些路就在這下邊。他已經(jīng)從在太空中拍攝的照片中看到了這些路徑。作為美國宇航局唯一一名考古學家，西佛能夠像接觸考古鏟那樣便利地接觸到衛(wèi)星圖像。

考古學的所有魅力在于，它是一個極為緩慢的科學。它可能要數(shù)月、數(shù)年、以致數(shù)十年才能發(fā)掘出一個重要的遺址。但是在最近二十多年里，考古學家們發(fā)現(xiàn)了一個捷徑：利用安裝在衛(wèi)星、航天飛機、飛機甚至卡車上的遙感器，他們可以找到已經(jīng)失去的古文明的蛛絲馬跡。而這一切都是從西佛開始的。

立志考古

年輕時的西佛對考古和美國宇航局都沒有興趣。他原來只是想當一名教師的。1967年，他上了一所師范學院：哈里斯教師學院（現(xiàn)在的哈里斯·斯托州立大學），主修教育學和英語。但當畢業(yè)時，他突然又對古天文學、古建筑和古宗教的歷史和關系發(fā)生了興趣。于是他義無反顧地報考了桑德州立大學人類學/考古學研究院。1976年他碩士畢業(yè)，開始了考古生涯。

一開始，西佛把自己的目標定在了南美洲的印加文化上。1977年，他接受了秘魯?shù)囊粋€資助，到安第斯山脈研究印加人的年歷系統(tǒng)。這個與我們現(xiàn)在的歷表很接近的印加系統(tǒng)由41條從金廟發(fā)射出來的直線組成；在每一條直線上有八個神社，一共有328個。這個數(shù)字可能就是印加月歷中的一個循環(huán)。西佛和團隊的人每天去尋找這些直線和神社，兩個月下來后他們也只走了其中的三條線。他意識到這樣下去是沒有結果的。

“肯定有別的辦法！”他回憶到，他曾經(jīng)讀到過美國宇航局國家空間實驗室將遙感技術用到農(nóng)業(yè)灌溉和土壤的分析中。那這項技術能否用到考古領域呢？他立即回到美國并訪問了在密西西比州的該局斯坦尼斯航天中心。

開創(chuàng)遙感考古先河

那時候，航天考古還沒有先例，西佛首先必須論證遙感技術在考古中的可行性。1982年，西佛從美國宇航局得到了一筆經(jīng)費，到新墨西哥的查科峽谷做了一次考察。這里是北美最大的史前遺址聚集地。人們相信，早在公元950年到1100年間，阿那薩奇文化就已經(jīng)把這里當作社交活動和宗教儀式的地方了。西佛相信他能使用遙感技術找到新的東西。

首先，西佛獲得了在美國宇航局飛機上安裝的專項制圖儀模擬器（TMS）拍攝下來的圖片。TMS記錄了從可見光到紅外線的七個波段的光譜。然后他派人攜帶著熱紅外多光譜掃描儀（TIMS）上飛機，到這一帶做了一次考古飛行。TIMS可以檢測到地表或地表附近的十分之一攝氏度的溫差。土壤的成分是影響溫度的一個因素。埋在土壤下面的石頭會使得其上面的土壤比周圍土壤獲得更多或失去更多的熱量。類似地，用于灌溉的農(nóng)田壟溝能比周圍地區(qū)保留更多的濕度。溫度的不同可以讓TIMS更容易地“看到”這些石頭和壟溝。

西佛把數(shù)據(jù)送入計算機以提高圖片的清晰度。然后他帶上這些圖像又回到了查科峽谷。站在這塊土地上，他用肉眼看不出有任何特別的地方。但是計算機提供的圖片卻顯示了不同的景象：他的面前是一個完整的公路系統(tǒng)，它應該是北美最為古老的公路系統(tǒng)了。

▲ 波弗蒂點的中心廣場有發(fā)射裝線性結構

作為另一次論證，他在路易斯安娜州波弗蒂點的一個遺址做了一次普查。這個遺址早在公元前1200年就有人活動，大約600年后被遺棄。它有一個中心廣場，由六個同心脊所環(huán)繞。當考古學家們將TIMS提供的信息綜合起來后，他們發(fā)現(xiàn)了從中心地帶發(fā)射出的線性結構。泥土挖起后是以前未發(fā)現(xiàn)的堤道。

初試遙感技術

▲ 西佛站在神廟上

▲ 北美最為古老的公路系統(tǒng)

遙感對考古的價值最具戲劇性的證明是在中美洲。在公元前3000年到公元1500年間，一個印第安人文化在哥斯達黎加西北部的海拔1600米的阿雷納爾火山的底部興旺發(fā)達。而在哥斯達黎加的這些山區(qū)里曾經(jīng)被認為不存在史前人類的。這個阿雷納爾遺址的特殊之處是這座火山在過去的4000年里噴發(fā)了10次，從而把這些民居村莊加上了10層的保護，并且有一個厚厚的叢林樹冠。但是他們用TIMS檢測出了土壤的不同濕度水平從而發(fā)現(xiàn)了人類活動。除此之外，他們確認了大約60個定居點和其他遺址。

上世紀80年代中期，在美國宇航局的幫助下，美哥兩國考古學家建立了旨在證明遙感價值的一項合作。西佛與科羅拉多大學的培森·希茲教授等組成團隊，以期解決哥斯達黎加的史前印第安人的秘密。希茲帶領一隊科學家進入這個地區(qū)做了初步考察，緊接著把該局開發(fā)的遙感器在這個地區(qū)的上空覆蓋了一遍。到1985年年中，一個由紅外照片和TIMS熱數(shù)據(jù)產(chǎn)生的大型遙感數(shù)據(jù)庫形成了。后又通過雷達和光達傳感器記錄陸地衛(wèi)星的數(shù)據(jù)和信息。雷達揭示地面的線條和幾何形狀。如果光達從上面經(jīng)過一段被侵蝕了的小徑，那么這段路徑的縮進痕跡就會出現(xiàn)在數(shù)據(jù)上。根據(jù)這些信息，可以用計算機縮小到幾個具體的地點，在這些地點做進一步的調(diào)查。另外，人們可以向計算機提問題，比如已知的考古點都有什么共同之處。然后可以找出其他也具有這些特點的地方做深入調(diào)查。

以上的成果讓人們開始相信遙感技術。至少有一點是肯定的：遙感技術的使用不會損壞古跡。一個遺址一旦發(fā)掘就永遠不可能恢復到原來的樣子。你可能永遠地失去本來存在的線索。另一個優(yōu)點是遙感提供了迅速確認值得開發(fā)的場址。在考古學里，時間是一個關鍵的因素。森林砍伐和建筑活動對考古現(xiàn)場的破壞速度遠超記載到案的速度。遙感技術已經(jīng)證明是節(jié)省時間、節(jié)省經(jīng)費，同時能幫助考古學家決定優(yōu)先開發(fā)的遺址的手段。

瑪雅文化滅亡的教訓

▲ 危地馬拉的一座瑪雅廢墟

西佛的另一項計劃是到中美洲的雨林中去，那里是瑪雅人在大約公元900年左右完全消失之前出沒的地方。他們進行了一些實地工作以證實遙感數(shù)據(jù)的正確性并提供了整個地區(qū)的考古地圖。這種實地考察是辛苦甚至異常危險的。一次，一位隊員爬到樹頂上去做GPS讀取時發(fā)現(xiàn)自己的胳膊上已經(jīng)被紅螞蟻覆蓋。還有一次，考察隊被武裝了AK-47步槍的左翼游擊隊逮捕。他們被扣押了十個小時。

大量收集的遙感數(shù)據(jù)幫助他們找到了瑪雅人的道路和沼澤地帶的水井系統(tǒng)。在沼澤地帶的邊緣，圖像揭示的可能是一個大規(guī)模的建筑?，斞湃嗽?jīng)統(tǒng)治過整個中美洲。在其高峰期，瑪雅城市的人口達到每平方千米近1000人。即使在鄉(xiāng)村，人口密度也達到了100人左右。但是他們突然間消失了。

在不破壞雨林的條件下了解瑪雅人是如何在其中生活的，這對我們現(xiàn)代社會的環(huán)境管理具有重要的參考價值。中美洲的這片地區(qū)是世界上最大的熱帶雨林之一，但是正在迅速地被人類砍伐掉。重要的是人們不知道他們正在瑪雅人死亡的道路上重蹈覆轍。

那么瑪雅人到底是犯了什么致命的錯誤呢？西佛的團隊和其他考古學者們把遙感數(shù)據(jù)與其他信息結合起來，逐漸得到了一個較為清晰的答案。他們從古底層沉積物的草籽中發(fā)現(xiàn)，在公元1200年左右，正是在瑪雅文化倒塌之前，樹籽幾乎完全消失了，取而代之的是雜草的種籽。也就是說，這個地區(qū)幾乎完全沒有了森林。瑪雅人為生活所需而大量砍伐樹木。他們采用刀耕火種的辦法毀林造田。他們還要用樹木去燒蓋神殿的石灰石。每生產(chǎn)一平方米的石灰石膏就需要砍掉20棵樹。沒有了樹木，侵蝕會惡化，帶走肥沃的表層土。根據(jù)美國宇航局計算機模擬計算，地表的覆蓋變化導致這個地區(qū)的溫度變化達3度～ 5度之多。炎熱使大地干旱，無法種植莊稼。氣溫上升改變降雨模式。干旱季節(jié)里，水源不足，深達150多米的地下水不能從水井里打出。瑪雅人一定是依靠著水庫里積存的雨水維持生活。因此一旦降雨中斷，后果不堪設想。 “以前，考古學家們一直在爭論瑪雅文化的消亡是由于干旱、戰(zhàn)爭還是疾病，或其他因素。”西佛說，“現(xiàn)在我們認為所有這些因素都起了作用，但這些都只是表面現(xiàn)象。根源在于自然干旱和人類毀掉森林所造成的長期食物和水源的缺乏?！?/p>

從阿雷納湖橫跨的阿雷納爾火山

而今天，熱帶雨林在人類的破壞下迅速消失。在過去的40年里，有大約一半的雨林已經(jīng)被砍掉。當?shù)氐霓r(nóng)民還是刀耕火種的辦法。這樣的土壤經(jīng)過三五年后就貧瘠了，于是他們就再去燒另一片森林。而被拋棄的土地需要15年才能恢復生機。這樣無休止地進行下去，直到森林完全消失。按照現(xiàn)在的速度，到2020年，至多還有15%的森林能幸免?？磥憩F(xiàn)在的人類正在重復瑪雅人的致命錯誤。

但畢竟瑪雅文化延續(xù)了數(shù)百年，他們一定也有值得我們學習的地方。這些正面的東西是什么呢？一個重要的線索就可以從空間看到。西佛他們仔細查看了衛(wèi)星成像，他注意到在瑪雅遺跡附近的類似沼澤地帶的排水和灌溉系統(tǒng)?，F(xiàn)在當?shù)氐奈５伛R拉人沒有這樣的系統(tǒng)，考古學家也一直認為瑪雅人也沒有這樣的系統(tǒng)。從6月到12月的雨季里，這里是泥濘地帶，而在旱季，這里是一片焦土。兩個季節(jié)都不適合耕作。西佛懷疑，這些古運河是瑪雅人設計的管理水資源的一部分，這使得他們可以在這里種莊稼。這樣的沼澤地帶占地40%。有了這樣的耕地，瑪雅人就可以有較為充分和穩(wěn)定的食物，因為他們可以在雨季到高地耕作，然后旱季再到低洼地帶去耕作。很有可能，瑪雅人用這個辦法避免了刀耕火種，從而保存了雨林。

那么今天的我們能向瑪雅人學習嗎？西佛和他的同事們正在和當?shù)氐恼畬W校合作，第一步先要劃分出用于耕作的土地，然后嘗試建立一個灌溉系統(tǒng)。一千年前瑪雅人留下的信息對后人永遠是不晚的。中美洲環(huán)境與發(fā)展委員會與美國宇航局簽署了協(xié)議，擴大中美洲科學家們使用遙感數(shù)據(jù)。這個協(xié)議包括里伯利茲、哥斯達黎加、薩爾瓦多、危地馬拉、洪都拉斯、尼加拉瓜和巴拿馬。

▲ 通過遙感發(fā)現(xiàn)的古路

▲ 瑪雅人的灌溉系統(tǒng)

“很多人認為考古學家就是挖掘古文物或者尋找消失的城市，”他說?！斑@顯然不對。我們在考察人類文明是如何適應環(huán)境的變化的。通過學習過去，我們可以為后人學到寶貴的經(jīng)驗?！?/p>

現(xiàn)在，航天遙感考古已經(jīng)成為了考古學中一個越來越重要的手段。人們有理由相信考古學家們能解決更多的千古之謎。★