长江口二号古船因何沉没？华东师大河口海岸地质团队解密

2022年11月21日凌晨0时40分，长江口横沙水域见证了中国水下考古新的历史性突破，22根巨型弧形梁组成的长48米、宽19米、高9米、重约8800吨的沉箱装载着古船，经过近4个多小时水下持续提升后，在打捞工程船“奋力轮”中部月池缓缓露出水面，古船桅杆清晰可见，古船时隔150多年重见天日。
几天后，长江口二号古船将被“奋力轮”带入杨浦上海船厂旧址1号船坞，开启文物保护与考古发掘新阶段。

长江口二号古船桅杆出水画面。新华社记者 金立旺 摄

“长江口二号”古船为何沉没海底？央视新闻客户端、新华社等媒体采访了华东师大河口海岸学国家重点实验室王张华教授，来看科技考古解密——

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沉船事件前后北港沉积环境的巨大变化

早在沉船被打捞之前的2017年9月，上海市文保中心就在沉船所在位置实施钻孔（KZ01-A孔，图1），取得13余米长的地层记录，并委托华东师大河口海岸学国家重点实验室王张华教授团队进行沉船所在位置的沉积环境分析。

图1 长江口当前的汊道分布以及沉船所在位置（KZ01-A孔，位于北港横沙水域）

王张华教授团队对钻孔地层进行了沉积构造、粒度、有机碳稳定同位素、碳十四、光释光测年等多项分析测试。

图2 KZ01-A孔典型岩性照片

钻孔地层显示了沉船事件之前和之后北港沉积环境的巨大变化。

沉船事件沉积的下伏地层，以均质泥为主，夹极薄的砂质纹层或砂质透镜体，与上覆地层的砂泥互层截然不同，说明沉船沉没于一个径流作用较弱、以涨潮流为主的环境。

有机碳稳定同位素分析结果也证实，在沉船沉没之前，海洋藻类对该位置沉积物中的有机碳贡献比较明显，说明这些泥质沉积物主要由涨潮流自外海输入；而沉船事件沉积的上覆地层，明显转变为稳定的陆源有机碳，反映河流的输入。

图3 ZK01-A孔多指标分析结果及沉积环境解释

光释光(OSL)的测年结果进一步显示，沉船事件层下伏地层的年龄，存在明显高估的现象（图3）。

这进一步说明了该泥质沉积形成于盐水楔型河口的最大浑浊带，由涨潮流（包括风暴潮）和河口环流侵蚀、搬运外海的早期沉积物，再沉积于北港。因为盐水楔对湍流的抑制、加上最大浑浊带高浓度的悬沙，泥沙在沉积前不能得到充分曝光，因此保留了更早的年代信息。

上述沉积环境分析结果，与历史海图中记录的北港演变历史十分吻合（图4）。

根据长江口最早的历史海图，北港上口在1842年还未完全打开，水下浅滩与崇明岛相连，长江口南支的径流主要自南港入海，今天的北港在那个时候因此以潮汐和波浪作用为主，所沉积的泥沙也以涨潮流输入为主。

到1879年，北港上口打开，在径流的冲刷作用下，北港的水深明显加大，经北港入海的长江径流量因此必然明显增多，同时其携带的长江泥沙也进入北港。

图4 长江口历史海图（Su and Fan, 2018）。红色箭头指示沉船所在位置。左下角为沉船出水的瓷器，底部印有“同治年制”。来源文献：Su, J. F., and Fan, D. D. (2018). Internal facies architecture and evolution history of Changxing mouth-bar complex in the Changjiang (Yangtze) delta, China. J. Ocean. Univ. China 17, 1281–1289.

沉船事件很可能与台风灾害天气有关

钻孔地层记录和历史海图，共同证明了“长江口二号”古船沉没于北港贯通之前的涨潮槽环境。

另外，关于沉没的原因，考古专家已经基本确定该沉船属于专门适应浅滩区航行的沙船，故可以排除搁浅。

上海地方志记录的同治期间风暴事件

而地层记录显示，沉船事件层与下伏涨潮槽沉积层之间，有一个侵蚀面，侵蚀面上有一个砂质薄层（图2），粒度分析结果显示，该薄层砂的粒径，明显大于现代北港的砂质沉积，而与北港贯通之前的拦门沙及前缘斜坡的砂层更为接近（图3），可见该砂质薄层为波浪成因、而非洪水成因。

因此王张华教授团队大胆推测沉船事件很可能与台风灾害天气有关。

上述成果发表于两篇论文：

来源｜河口海岸学国家重点实验室

视频｜央视新闻

题图｜新华社

编辑｜吴潇岚

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