太空考古:用卫星找墓穴金字塔

航天 · 2016-11-22 23:53:14

美国亚拉巴马大学人类学副教授帕卡克带领团队，利用卫星图像，在埃及寻找遗迹，对抗文物流失问题。　　萨拉·帕卡克头上顶着人类学家、埃及学专家、太空考古学家等众多光环。　　近期，帕卡克成为2016年度TED大奖的赢家，并因此获得100万美元大奖。此后，外界对她的关注就没有中断过。她登上了美国多家主流媒体，她还上了著名脱口秀节目《科尔伯特报告》。　　帕卡克最为人津津乐道的，是利用卫星图像寻找埃及未被发现的金字塔、墓穴及其他遗迹。　　在TED大会上18分钟的演讲中，帕卡克讲述了自己的“愿望”，或者说花掉100万美元奖金的方法：“我想把全世界的每一处考古遗址都找出来。”具体来说，帕卡克想把每一个人都变成太空考古学家——把寻找遗迹变成一款游戏。　　最好时代　　卫星技术进步提速考古进程　　太空考古学家并非真的在太空工作，他们只是用距离地球400英里的卫星拍摄的图像来寻找地表以下埋藏的东西。　　通过这种技术来寻找潜在未开发遗址的研究者只有一小撮，但这个群体在不断壮大，帕卡克就是其中一员。　　这个领域诞生于上世纪80年代早期，当时，美国宇航局（NASA）雇佣了它的第一名考古学家汤姆·塞弗，开发最新的卫星技术。过去十年，随着卫星图像分辨率的提升，考古发现的数量明显增长。　　如今，卫星图像分辨率大幅提升，这一技术上的进步让太空考古学家的工作提速。　　“根据卫星图像（分析）结果进行勘测或发掘时，我们总是有所发现，”帕卡克说。这让发现考古遗址变成了一个更可靠更节约人力的过程。　　处理卫星图像，就像是穿过沙子去看墓穴，正如与帕卡克共事十多年的美国橡树岭国家实验室资深科学家德温·怀特所说，“并非直接看到（地下）遗迹。你在寻找的是导致环境改变的东西，它是不断重复的可探测的。”　　怀特补充说：“遥感技术并没有取代野外考察的必要性，但在近来的案例中，它让我们对古代社会的了解出现了快速、重要范式的改变。”　　“大量新发现的遗址，加上对此前遗址的进一步了解，现有的理论、假定、模型以及方法被打破。对考古学家来说，这是个激动人心的时代。”　　卫星寻宝　　她已发现17处金字塔3100多处遗址　　在2011年之前，帕卡克团队已在埃及发现了17处遗失的金字塔、1000处墓穴以及3100多处遗址。用帕卡克自己的话说，她“打败了印第安纳·琼斯”。　　“我赢了，我画出了塔尼斯遗址的地图。”她说。塔尼斯是座一度失落的埃及古城，因为电影《夺宝奇兵》而出名。　　帕卡克并非第一个太空考古学家，但可能是最出名的一个。　　根据怀特的说法，帕卡克的高知名度，一方面源于她是这种技术的早期传播者和她的学术能力，另一方面也是因为她选择了埃及入手：“她这个研究领域在全世界极受关注。”　　帕卡克在全世界很多地方都工作过，但她最着迷的还是埃及。她对公元前2000年到公元前1700年的中王国时期尤其感兴趣。　　帕卡克对卫星图像的兴趣，源于祖父的启发，后者将其应用到林业工作中。在埃及学习埃及古物学时，帕卡克开始探索现代工具的潜力。在剑桥攻读时，帕卡克创造了一项技术，通过分析卫星红外图像，发现埃及埋藏已久的考古遗址。　　如今，帕卡克是亚拉巴马大学人类学副教授，并创办了一个全球观测实验室。　　太空考古　　借地表差异看穿底下埋藏物　　虽然每一位太空考古学家的工作方式略有不同，但其目标是一致的：处理卫星图像，提高其分辨率，发现肉眼通常无法辨别的东西，如埋藏地下的金字塔、山丘以及墓穴。　　这种技术有一定的误导性。“每个人都以为我能透视到地下，因为它看起来像那么回事，”帕卡克说。“但其实我不能。”她能看到的只是地面上的细微差异，而这能透露出地下的信息。　　帕卡克解释说，如果你观察谷歌地图的图像，或许也能看出隐隐约约的痕迹，指向地下埋藏的遗迹。但谷歌地球的照片只能对地球做粗略的浏览。　　帕卡克用到的大部分图像来自一家高分辨率卫星图像提供商。她可以放大某一区域，对图像进行处理，然后分析肉眼看不到的电磁频谱透露的信息。

埃及南阿布西尔卫星图。左图拍于2009年。右图拍于2011年，图中可见盗墓者留下的坑洞。

红外卫星图显示，一座被埋地下的金字塔位于方框的中心位置。　　人类的眼睛只能处理可见光，但帕卡克会利用近红外线和短波红外线，它们透露出的信息能让帕卡克梳理出原本容易被人忽视的细节。　　在寻找新的考古遗址时，帕卡克会选取约20米见方~50米见方的地块，然后加上滤镜，用不同的电磁频谱来观察每张图像。　　她寻找的是能透露地下埋藏物的地面特征。一个标志线索是地表植被的生长状况。埋藏地下的建筑物往往会阻碍地表植物的生长，形成某种“不毛区”。这种“不毛区”会呈现出地下建筑物的轮廓，用肉眼无法看到，但使用短波红外线摄像却可以。　　在埃及这样的地方，植被非常稀疏，卫星图像可以帮助帕卡克区分自然生长物和人造材料如许多墓穴所用的泥砖。　　政局不稳　　中东文物流失问题严重　　在帕卡克最新的研究中，她并非只是靠着分析痕迹寻找文物，更多的是凭借盗墓者在地面留下的坑洞对抗文物流失问题。　　研究者发现，中东政治的不稳定导致盗墓及文物破坏问题越发严重。再加上全球经济问题，掠夺文物问题在2009年~2010年期间翻了一倍。由于埃及2011年起政局动荡，文物掠夺问题在2011~2013年间又翻了一倍。　　帕卡克团队根据2009年卫星数据，发现15889个盗洞，2010年则有18634个，与之相比，2008年仅有3247个。　　2011~2013年间，研究者发现每年平均出现3.8万个盗洞。　　以阿蒙涅姆赫特三世在代赫舒尔建的金字塔为例，2009年，该处无遭盗掠痕迹，到了2011年5月，卫星图像显示有10多处盗洞，到了2012年9月，这片区域遍布盗洞，到了2013年5月，情况越发严峻了。帕卡克2014年12月亲自前往代赫舒尔，心痛于盗洞之多之深，其中一些深至10米。　　帕卡克并非唯一一个从太空对抗盗墓问题的研究团队，还有一些研究者把类似的技术运用在叙利亚和伊拉克——这两个国家同样面临着日益严重的文物破坏问题。　　英国萨福克学院的考古系教授大卫·吉尔认为，“卫星图像展示了（文物破坏）问题的严重性”，也让人们思考：这些地点存在多少文物？被盗走的文物流向哪里？是否已经进入黑市？　　吉尔收集的文物拍卖数据显示，2002年，苏富比拍卖的埃及文物总值达300万美元，2009~2010年，这个数字增长到1300万美元。　　帕卡克也同意，拍卖市场的这种变化与卫星图像发现的盗洞数量之间有关联。　　吉尔认为，没有买卖就没有杀害，他认为一个严格市场能逼退盗墓者，建议拍卖行和画廊执行更严格的检验，确保手中的埃及文物有合法的来源。　　帕卡克则认为，卫星图像也能在辨别非法文物的过程中扮演重要角色。举例来说，假如卫星图像显示一个埃及新王国时期的考古地点遭劫掠严重，与之对应地，就能向经纪商和拍卖行列出一张值得密切留意的文物的黑名单。　　未来目标　　花百万建网上平台护文物　　中东文物流失速度太快，帕卡克忧心忡忡：“现实是我们正在输掉与盗墓者的战争”，她觉得考古学家手中的资源太少。　　“我相信还有无数的考古遗址等待人们去发现”，她估计，单是在尼罗河三角洲一带，目前已发现的考古遗址还不到总数的0.001%，至于世界其他地方有待发现的遗址有多少，更可想而知。“考古是一个缓慢而艰辛的过程，”她说，“这种情况必需得到改变。”　　太空考古需要大量的人力投入。帕卡克可以在大约5分钟内扫完46平米左右的卫星图像，但数据再多一点的话，她的团队可能就要花上一个多星期去研究了。　　然而，并不是每个与众不同的地表特征都意味着新的考古发现。“你看到的每一个成功都徘徊在一大堆无用功的边缘。” 帕卡克说。也就是说，和大多数科学工作一样，这也是一个系统化的试错过程。　　有鉴于此，帕卡克想加速考古发现的进程，让更多的人投入到对抗文物犯罪的行列。她想出了一个新方法，她打算用TED颁发的100万美元奖金创立网上平台，按计划，它最快在今年秋季能面世。　　帕卡克指出，吸纳全球民众加入计划，对解决越趋失控的文物破坏及盗墓问题至关重要：“走在盗墓者前面、保护文物的唯一方法，就是激励全世界，让人人都能成为考古学家。”　　网上平台提供多款小游戏，其中一款会让网民在无数卫星图片中，寻找古墓、金字塔、文物收藏地点等。　　这个平台目前还在开发之中，但它的模式已经很清晰：用户登录后先学习一些基本攻略，然后会拿到一张卡片，上面有一张小小的卫星图像，代表着地面400~2500平方公里的区域，借此，可以寻找墓穴、金字塔、盗洞或其他任何可能的考古线索。　　找到线索后怎么办？考古学家将到网民“相中”地点研究，为政府或执法机构保护文物铺路。　　帕卡克举例：“假如50个人同时认为他们发现了一个墓穴，我们就会考虑去看看。”　　为免给盗墓者可乘之机，用户只能获知手中图片的大致地理位置如意大利南部或秘鲁北部，不会得知GPS数据或具体地点信息。　　帕卡克说，一旦发现一个遗址，她会跟其他考古学家共享这些数据，创建一个全球警示系统，帮助保护全世界的文物。　　为了增加透明度，考古学家走进网民参与发现的遗址现场时，“会带上全世界一起”，通过社交媒体播放发现过程，在游戏中获得高分的用户有机会一同参与。　　门槛降低　　人人都能是考古学家　　可以想见，帕卡克的游戏对大众会很有吸引力——每一个想成为印第安纳·琼斯的人，都能参与到考古活动中来。　　帕卡克雄心勃勃：“一百年前，考古学是富人的专利。50年前，考古学是男人的天堂。如今，考古学基本是学者的天下。而我们的目标是民主化考古发现的过程，让人人都能参与。”　　帕卡克想让妇孺老幼都参与到游戏中来，希望让玩家在游戏中尽可能地依靠直觉。她还开玩笑：“说不定加州乡下的某个老奶奶会变成寻宝能手。”　　帕卡克并不指望每个玩家都能成为专业的考古学家，但她确实希望通过在全球中小学的普及，让未来新一代了解保护文物的重要性，也希望提高这个领域的曝光度，让外界更加重视日益猖獗的盗墓行为的危害。　　据估计，自中东地区陷入动乱以来，恐怖组织窃取了价值超过3亿美元的文物。

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