Thứ Bảy, 21/09/2019
  • Tiếng Việt
  • English
  • French

Bảo tàng lịch sử Quốc gia

Vietnam National Museum of History

23/07/2018 00:00 179
Điểm: 0/5 (0 đánh giá)
Phần 2. Quy trình thực hiện khai quật khảo cổ học dưới nước

Khai quật khảo cổ học dưới nước không chỉ đơn giản là lặn xuống biển và trục vớt các hiện vật lên khỏi mặt nước. Trên thực tế, khai quật khảo cổ học dưới nước vẫn phải thực hiện đầy đủ các công đoạn như khai quật khảo cổ trên mặt đất, tuy nhiên độ phức tạp thì gấp nhiều lần bởi quy trình này diễn ra trong môi trường đặc biệt, đó là dưới đáy đại dương. Dưới đây chúng tôi sẽ giới thiệu khái quát các công đoạn trong một cuộc khai quật khảo cổ học dưới nước do các nhà khảo cổ của Viện Nghiên cứu Quốc gia về Di sản văn hóa biển (Hàn Quốc) thực hiện.

1.Khảo sát

Các cuộc khảo sát thường được thực hiện dựa trên báo cáo về việc tìm thấy cổ vật dưới đáy biển. Mục đích của việc khảo sát là nhằm phát hiện ra những con tàu đắm hoặc địa điểm tập trung nhiều hiện vật khảo cổ. Lặn biển là phương pháp đáng tin cậy nhất để xác định sự tồn tại của một địa điểm khảo cổ dưới nước, cho dù nó là phương pháp tốn thời gian nhất.

Khu vực phân bố di tích tàu đắm Yeongheungdo được chia ô để khảo sát

Để có thể khai quật tàu đắm Yeongheungdo vào năm 2013, thì từ năm 2012 các nhà khảo cổ đã triển khai khảo sát trên một khu vực phân bố hiện vật rất rộng dưới đáy biển, với diện tích lên tới 150.000m2 (độ dài 300m chiều đông - tây và 500m theo chiều bắc - nam). Nhóm khảo sát đã chia khu vực này thành các ô vuông có cạnh dài 50m, và tiến hành khảo sát từ góc tây bắc. Nếu khu vực này nằm trên mặt đất, thì việc khảo sát sẽ chỉ mất khoảng 5 ngày. Tuy nhiên, thực tế cuộc khảo sát đã diễn ra trong khoảng 60 ngày, cho tới khi xác định được vị trí tàu đắm.

Trong những trường hợp tàu đắm và hiện vật không nằm lộ ra ngay trên bề mặt đáy biển hoặc bị vùi lấp trong bùn, hoặc ở vùng nước sâu hơn 30m trở lên, thì việc xác định chúng bằng phương pháp lặn thông thường là không khả thi. Cũng cần nói thêm là vùng Biển Tây (Hoàng Hải) của Hàn Quốc vốn được biết đến là có tầm nhìn rất kém, chỉ từ 1 - 2 m. Thậm chí ngay cả khi thân tàu ở ngay gần thợ lặn, thì họ cũng chỉ có thể phát hiện ra bằng cách chạm vào nó. Do đó, để khắc phục những khó khăn này, nhà khảo cổ phải dùng tới những thiết bị khảo sát đặc biệt.

Máy sonar quét sườn (Side-scan Sonar): là một thiết bị dùng để phát hiện xác tàu và hiện vật khảo cổ giữa muôn vàn vật thể dưới đáy biển. Để có thể quan sát rõ hơn đáy biển ở vùng nước sâu, các đầu dò dạng con cá (towfish) được thả xuống nước vào kéo theo tàu ở gần sát đáy. Những đầu dò này sẽ tỏa ra sóng âm dạng hình nón và gửi hình ảnh đáy biển về máy chủ trên tàu điều khiển. Mật độ và ranh giới của hình ảnh thu được liên quan trực tiếp đến các yếu tố tán xạ và độ nhám của các vật thể dưới đáy biển. Dựa trên các yếu tố tán xạ này, nhà khảo cổ có thể nhận diện những vật thể có khả năng là tàu đắm hoặc cổ vật dưới đáy biển.

Xe điều khiển từ xa (Remotely-Operated Vehicle): đây cũng là một công cụ rất hữu ích trong việc tìm kiếm tàu đắm và hiện vật khảo cổ ở những vùng biển tiềm ẩn nhiều nguy hiểm. Chiếc xe này được gắn các thiết bị như camera để phát hình ảnh trực tiếp, bộ phát sóng siêu âm và cả máy quét sonar. Ngoài ra nó cũng có thể trục vớt hiện vật nhờ có những cánh tay dạng rô-bốt. Thiết bị này đã được dùng trong việc tìm kiếm tàu Titanic. Ở Hàn Quốc, Viện nghiên cứu Tàu biển và Công nghệ hàng hải đã phát triển loại xe tên là Crabster. Điểm đặc biệt của Crabster là nó không chạy bằng chân vịt như các loại xe điều khiển thông thường khác, mà nó có những chiếc chân để có thể di chuyển dưới đáy biển như những loài giáp xác (tôm, cua), nhờ đó mà tầm nhìn không bị hạn chế bởi bùn sủi lên từ chân vịt.

Xe điều khiển từ xa Crabster

Máy dò âm thanh đa tia (Multi-beam Echo Sounder): là thiết bị dùng để xác định địa hình dưới đáy biển. Nó cung cấp những hình ảnh thực tế dạng 3D bằng việc phát sóng âm xuống đáy biển và thu lại những sóng phản hồi. Thiết bị này phát và thu sóng âm theo chiều dọc và tính toán thời gian phản hồi khi khảo sát địa hình đáy biển.

Máy đo trắc diện đáy biển (Sub-bottom profiler): thiết bị này phát ra sóng âm vào các trầm tích dưới đáy biển và tạo ra sơ đồ mặt cắt đáy biển dựa trên những tín hiệu phản hồi từ các trầm tích. Sơ đồ này sẽ chỉ ra cấu trúc của đáy biển, qua đó giúp nhận diện tàu đắm và cả hiện vật khảo cổ.

Máy dò kim loại (Metal detector): máy dò kim loại là thiết bị hữu dụng để tìm kiếm các hiện vật kim loại chôn trong lòng đất. Gần đây, thiết bị này cũng được sử dụng trong việc dò tìm hiện vật dưới đáy biển.

2.Xác định tàu đắm

Khi có những vật thể được phát hiện bởi thợ lặn hoặc các thiết bị dò tìm đáy biển, nhà khảo cổ không nên quá phấn khích. Điều đầu tiên cần làm là xác định xem liệu đó có phải là một tàu đắm cổ hay chỉ là đồ hiện đại. Nhìn chung, đa số những vật thể phát hiện trong các cuộc khảo sát đều không phải là tàn tích của tàu đắm, thay vào đó chỉ là những rác thải thời hiện đại chìm dưới biển. Tuy nhiên, với sự kiên trì bền bỉ, các nhà khảo cổ cũng đã phát hiện ra những tàu đắm thời cổ đại và trung đại với các dấu hiệu riêng của nó, ví dụ như hiện tượng phân bố rải rác của đồ gốm sứ hay những mảnh gỗ lớn. Tàu đắm Mado 3 được phát hiện do các nhà khảo cổ nhận thấy sự xuất hiện của những tấm gỗ lớn và số lượng lớn những chiếc bát men ngọc cùng với những hàng hóa khác nằm rải rác dưới đáy biển.

3.Khai quật

3.1. Căng ô khai quật

Sau khi nhận diện vị trí và kích thước của con tàu, nhà khảo cổ sẽ chia khu vực dự kiến khai quật thành các ô vuông. Kích thước của mỗi ô tùy thuộc vào điều kiện của từng địa điểm cụ thể, nhưng thường thì mỗi ô có kích thước 1 x 1m. Các ô vuông này được làm bằng khung sắt hoặc dây cáp. Nếu làm bằng dây cáp thì có ưu điểm là nhà khảo cổ dễ dàng lấy bùn ra khỏi khu vực khai quật, nhờ tính cơ động của dây cáp. Tuy nhiên, khung cáp cũng dễ bị xê dịch bởi dòng chảy và sự va chạm của thợ lặn. Do đó, trong quá trình khai quật, người ta thường ưu tiên sử dụng khung sắt, còn khung cáp chỉ mang tính phụ trợ.

Các thợ lặn đang lắp đặt khung sắt (trái) và khung cáp (phải) để chia ô khu vực khai quật tàu đắm Taean

Mục đích chính của việc chia ô này là nhằm thu thập thông tin nhiều nhất có thể, cũng như phục vụ việc trục vớt hiện vật và các bộ phận của tàu đắm. Về mặt nguyên tắc, không chỉ bản thân hiện vật mà cả vị trí phân bố của nó hợp thành một thông tin khảo cổ hoàn chỉnh. Việc căng ô lưới là phương pháp hiệu quả nhất để thu thập thông tin như thế. Đây là phương pháp tương tự như khai quật trên mặt đất, tuy nhiên, việc chia ô khu vực khai quật ở dưới biển là cần thiết hơn nhiều bởi nhà khảo cổ bị hạn chế tầm nhìn nên không thể quan sát một phạm vi rộng như trên mặt đất.

3.2. Hút bùn/cát

Khi khai quật trên mặt đất, nhà khảo cổ thường bóc các lớp đất bằng các công cụ như cuốc, xẻng, bay, nạo. Trong khi đó, để tiến hành khai quật dưới nước, nhà khảo cổ phải thực hiện công việc đầu tiên là hút bùn hoặc cát phủ lên trên tàu đắm và hiện vật. Có hai loại thiết bị để thực hiện việc hút bùn, đó là máy nâng không khí (air lifts) và máy bơm chân không (vacuum pumps).

Máy nâng không khí là một dạng thiết bị nạo vét dưới nước, gồm một ống nhỏ có đường kính khoảng 10cm, độ dài từ 3 - 10m, và tùy trường hợp có thể dài tới 30 - 60m. Một luồng khí nén được bơm vào đầu dưới của ống, là phần tiếp cận với vật thể cần nạo vét. Luồng khí này được bơm đủ lâu để tạo áp lực khiến cho các bọt khí tăng lên và di chuyển lên phía trên của ống. Theo luồng khí này, dòng nước cùng với bùn sẽ di chuyển về phía đầu ra của ống.

Máy nâng không khí được sử dụng từ cuộc khai quật tàu đắm Shinan (1976) cho đến cuộc khai quật tàu đắm Taean (2008). Gần đây, thiết bị này không được sử dụng trong khai quật các địa điểm dưới nước bởi lực hút quá mạnh của nó có thể làm mất đi những thông tin khảo cổ và phá hủy hiện vật.

Thay vào đó, các nhà khảo cổ Hàn Quốc sử dụng máy bơm chân không để hút bùn. Thiết bị này có cơ chế hoạt động tương tự máy hút bụi. Lượng bùn được hút tùy thuộc vào đường kính của ống hút. Ống cỡ lớn (đường kính 15cm) được sử dụng ở giai đoạn khai quật sơ bộ, còn ống cỡ nhỏ (đường kính 7-8cm) được sử dụng khi khai quật xác tàu đắm có chứa hiện vật. Đây là thiết bị phù hợp trong việc phát hiện ra các hiện vật kích thước nhỏ, bởi nó có sức hút ổn định. Những hiện vật nhỏ lẫn trong bùn, ví dụ như tiền xu, có thể được lọc ra nhờ hệ thống lưới sàng đặt trên boong tàu điều khiển.

Hút bùn bằng máy hút chân không

3.3. Đo vẽ, quay phim và chụp ảnh

Trong quá trình khai quật, các nhà khảo cổ phải thu thập dữ liệu bằng cách đo vẽ, quay phim và chụp ảnh tất cả các di tích, di vật dưới đáy biển.

Cần nhấn mạnh rằng, việc đo đạc thực tế tại công trường là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của khai quật khảo cổ dưới nước. Tại một địa điểm khảo cổ trên mặt đất, bản đồ tổng thể của di tích có thể được thiết lập dưới dạng hình ảnh 2D hoặc 3D. Tuy nhiên, đối với khảo cổ học dưới nước, thì việc đo vẽ thực tế toàn bộ cấu trúc của con tàu và khu vực phân bố hiện vật là phương pháp duy nhất để thể hiện bản đồ tổng thể của di tích. Bởi lẽ, trong điều kiện tầm nhìn bị hạn chế dưới đáy biển, nhà khảo cổ chỉ có thể chụp ảnh từng phần của di tích.

Các nhà khảo cổ đang đo vẽ (trái) và chụp ảnh (phải) tàu đắm Mado 2

Phương pháp đo vẽ dưới nước cũng tương tự với cách đo vẽ trên mặt đất. Chỉ có một khác biệt đó là ở dưới nước nhà khảo cổ sử dụng loại giấy vẽ chống nước và có độ bền cao. Còn lại nhà khảo cổ vẫn sử dụng bút chì, thước, tẩy để vẽ như các cuộc khai quật trên cạn.

Sau khi hoàn thành bản vẽ mặt bằng của di tích, các nhà khảo cổ sẽ tiến hành khảo sát đo cao độ của di tích bằng cách thiết lập một mốc chuẩn, trên cơ sở đó xây dựng bản vẽ mặt cắt của di tích. Bằng cách này, cấu trúc tổng thể của tàu đắm, vốn rất khó quan sát ở dưới nước, có thể dễ dàng xác định trên bản vẽ.

Tương tự như các cuộc khai quật trên mặt đất, tất cả quy trình của một cuộc khai quật khảo cổ học dưới nước, từ khâu chuẩn bị cho tới việc căng ô lưới, chụp ảnh hiện vật và xử lý hậu khai quật đều được ghi lại bằng hình ảnh hoặc video. Để chụp ảnh dưới nước, cần phải có thiết bị chống nước. Bên cạnh đó, nhà khảo cổ còn phải đối mặt với các khó khăn như áp lực nước, tác động của các dòng chảy thủy triều và tầm nhìn hạn chế, cũng như sự an toàn tại địa điểm khi chụp ảnh. Sau khi xem xét các yếu tố này, nhà khảo cổ cần phải đảm bảo vị trí phù hợp với hướng của dòng chảy và giải quyết các vấn đề như phản xạ khuếch tán khi chụp ảnh.

3.4. Trục vớt tàu đắm và hiện vật

Sau khi hút sạch bùn cát và làm xuất lộ hiện vật cũng như tàu đắm dưới đáy biển, công việc tiếp theo là đưa những di tích, di vật này lên trên mặt nước. Quá trình này được gọi là "trục vớt". Đảm bảo an toàn cho di tích, di vật là nhiệm vụ quan trọng nhất của công đoạn này. Phương pháp cơ bản là cho hiện vật vào các thùng chứa hoặc bọc lại với sự hỗ trợ của các trụ nổi rồi đưa lên mặt nước. Ngoài ra, tùy vào hình dáng và kích thước của từng loại hiện vật, các phương pháp khác nhau sẽ được áp dụng cho phù hợp.

Hiện vật gốm sứ được đặt trong giỏ nhựa để trục vớt

Ví dụ, một số loại hiện vật cần phải được xử lý cẩn trọng trong suốt quá trình trục vớt, như các tấm thẻ làm bằng tre, gỗ, những hiện vật bằng gỗ có hình dáng dài và mỏng, hay các loại dây thừng. Cụ thể hơn, nhà khảo cổ nên tránh việc chạm vào các thẻ tre/gỗ bởi việc đó có thể làm mất đi những kí tự được khắc trên bề mặt của chúng. Các hiện vật này có thể được thu thập hiệu quả bằng cách sử dụng các giỏ hoặc ống bằng nhựa. Những hiện vật kích thước nhỏ hoặc chất liệu hữu cơ như ngũ cốc, rơm hay xương cá có thể dễ dàng xử lý bằng cách đặt trong các chai có nắp đậy, hộp nhựa và túi có khóa mép (túi ziplock). Tuy nhiên, nhà khảo cổ phải hết sức cẩn thận không để mất hoặc phá hủy các hiện vật nhỏ trong quá trình đóng gói. Các đồ gốm sứ, vốn chiếm phần lớn trong các hiện vật trục vớt từ tàu đắm, thường được tìm thấy dưới dạng đã được đóng gói để vận chuyển, hoặc là phân bố rải rác trên một khu vực rộng do bị tác động của các dòng chảy thủy triều. Trong trường hợp thứ đầu, các nhóm gốm sứ phải được đặt trong các giỏ nhựa và đánh số thứ tự để tránh đánh mất những thông tin giá trị. Sau khi trục vớt hiện vật và các phần của tàu đắm lên boong tàu điều khiển, các nhà khảo cổ sẽ chụp ảnh và lấy tư liệu. Sau khi hoàn thành công đoạn này, toàn bộ hiện vật sẽ được đóng gói cố định.

Trong số 14 tàu đắm đã được khai quật ở Hàn Quốc, có 12 tàu (trừ tàu Mado 3 và Mado 4) đã được trục vớt bằng cách tháo rời từng phần của con tàu. Ưu điểm của phương pháp này là ít tốn kém và tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển và bảo quản từng phần của thân tàu. Quá trình này diễn ra như sau:

1.Xem xét cấu trúc và phương pháp đóng tàu.

2.Các khớp mộng được tháo rời bằng cách nới rộng khoảng cách giữa các tấm ván.

3.Các bộ phận tháo rời của thân tàu được đặt trên một giá đỡ và cố định lại bằng dây cao su rộng bản.

4.Sau đó những phần này được nâng lên bằng túi khí.

5.Sau khi nổi lên mặt nước, những phần này được đưa lên boong tàu điều khiển bằng cần cẩu.

6.Sau khi đảm bảo độ ẩm cần thiết, những phần thân tàu trục vớt này được đóng gói và bọc lại bằng nhựa dẻo vinyl và nỉ.

Các công đoạn trục vớt xác tàu đắm

Cũng có khi nhà khảo cổ thực hiện trục vớt toàn bộ thân tàu, đó là đối với trường hợp tàu đắm Vasa của Thụy Điển và tàu đắm Nanhai 1 của Trung Hoa. Cho dù đây là phương pháp tốn kém cả về tiền bạc lẫn thời gian, nhưng nó có ưu điểm là giúp cho nhà khảo cổ có thể thu thập thông tin chi tiết một cách tối đa, trong khi sự tổn hại đến thân tàu được giảm xuống mức tối thiểu.

Trương Đắc Chiến (lược dịch)

Bảo tàng Lịch sử quốc gia

Chia sẻ:

Bài viết khác

Khảo cổ học dưới nước ở Hàn Quốc

Khảo cổ học dưới nước ở Hàn Quốc

  • 16/07/2018 00:00
  • 201

Ngày 09/7/2018, sau một thời gian dài chuẩn bị các thủ tục hành chính và giải pháp chuyên môn, con tàu đắm cổ Dung Quất bắt đầu được khai quật dưới sự chủ trì của Bảo tàng Lịch sử Quốc gia Việt Nam, với sự tham gia hợp tác của một số chuyên gia khảo cổ học dưới nước đến từ Viện Nghiên cứu Quốc gia về Di sản Văn hóa Biển (Hàn Quốc) (National Research Institute of Maritime Cultural Heritage - NRIMCH). Bảo tàng Lịch sử Quốc gia (trước đây là Bảo tàng Lịch sử Việt Nam) là cơ quan duy nhất ở Việt Nam thực hiện khai quật các con tàu đắm cổ trên vùng biển Việt Nam từ trước tới nay, trong khi đó Viên NRIMCH là một trong những cơ quan nghiên cứu và khai quật khảo cổ học hàng đầu ở khu vực Đông Á. Nhân dịp này, chúng tôi xin giới thiệu khái quát về sự hình thành và phát triển của ngành khảo cổ học dưới nước ở Hàn Quốc, thông qua việc lược dịch cuốn sách "Underwater Archaeology in Korea" do Viện NRIMCH xuất bản năm 2016.