长江网7月4日讯(长江日报记者高萌)没有挖开地面，就确定了一座有着约两千年历史古国的形状、规模和埋藏深度等信息。日前，中国科学家郭子祺及其团队利用地下找石油和矿产的技术，帮助考古学家“透视”了被风沙和时光掩埋的龟兹古国，揭开了这座丝路重镇的神秘面纱。
4日，中国科学院空天信息研究院(筹)遥感科学国家重点实验室研究员郭子祺接受了长江日报记者专访，“用物探技术考古，希望我们的技术能为揭秘失落的古代文明尽一份力。”郭子祺笑着说。
郭子祺的团队正进行探测工作
古城遭洪水破坏殆尽探测难度极大
2018年3月26日至4月26日，受新疆自治区文物考古研究所的邀请，郭子祺率领其团队，对位于维吾尔自治区库车县龟兹古城遗址展开了综合地球物理探测。
“2018年4月，我带着4位队友，有学生也有职工，在那整整干了一个月。”郭子祺说，“我们到了新疆库车县后，得到了库车县文物局的大力帮助。那边道路很窄，里头四通八达、曲里拐弯，他们对那个地方很熟，穿小巷和维族的村子，都带着我们走。”
作为古丝绸之路上的中西交通要冲，龟兹曾是中国古代西域大国都城。然而，随着自然环境的变化，这座盛极一时的西域都城遭到了洪水冲毁或掩埋。古城位于库车县新城与老城之间，损坏严重，西部的老城区地上多为土木结构的平顶民房，用石板或者水泥砖铺设的弯曲道路，还有少量林地和几块田地、一些当地人的墓地。东部的新城区为现代化的城市，高楼林立，小区密集，城市基本建设过程中使地下遗迹遭到了不同程度的破坏。总之，遗址多数面积被居民区和现代城市覆盖，为龟兹古城城址的考证带来很大困难。
郭子祺的团队正进行探测工作
沟渠、麦田和居民区等“断”掉了探测路线
“几乎可以说龟兹古城遗址多数面积都被居民区和现代城市所覆盖，他们在上面盖了房子、铺了道路，给探测工作带来不小困难。最要命的是地下铺了很多管网，比如说排水管、线缆、通信管道等，增加了探测难度。”郭子祺说，“我们有些地方只能‘见缝插针’，其实也不是每次都能探测成功。”
每天晚上，团队都会讨论和分析白天探测到的数据，“把数据处理一下，发现数据不对头、不明确，我们第二天还要反复去探测”。
新疆有很多沟渠，有时候正好“断”掉探测的路线，这种情况下团队只能到渠的另一边再测。遇到高楼，也不好施工，不可能去居民家打孔。还有一部分遗址在当地维族居民种的麦田里，麦子已经很高了，队员们也不敢踩，只能想办法在不干扰居民正常生活的情况下探测。
“碰到这种情况，我们就跨过这一段，接着在另一头测，推测出跨过的部分。这部分也不是很长，对整个探测结果的影响不大。”在郭子祺看来，整个探测过程就是一个从“已知”到“未知”，不断去追溯的过程。
观测地下土壤电阻率和密度推测考古遗存
“我们早上8点就出门，工作到晚上8点，每天回去都是一层土。”郭子祺说，探测过程中最大的问题就是沙尘暴，“春天的新疆库车，几乎是十天里有七八天是浮尘天气，工作时不得不捂着口罩，稍不注意，有一两天不戴，嗓子立刻发炎”。
团队此行带了两个“利器”：探地雷达和高密度电阻率仪。“地探雷达天线比较大，我们是以拖拉的方式‘扫’地面。还有一些线缆，要布线，打电极。探测工作量还是蛮大的，通常2米打一个电极，我们光打电极就打了4800多根，当地有些地很硬，布满石子，电极都打断了不少。”郭子祺说。
探地雷达可以较准确、连续地反映出地下图像，并且具有较高的厘米级水平分辨能力，可直接探测较小的地下目标，但探测深度有限。而电阻率法能够探测较深的古河道、墓穴和墓道的分布，可探测和寻找古城墙、大型夯土建筑基址的埋藏深度及夯土厚度等。
郭子祺告诉长江日报记者，考古遗存与土壤具有不同的成分、疏密度、含水量、温度等，导致不同的电阻率，利用这种差异，可以推测地下考古遗存存在的可能性。而探地雷达则通过不断向地下发射电磁波，遇到密度较大的考古遗存，如砖、石头、夯土等，就会发生强烈反射。
他介绍，事实上，新疆文物考古研究所和库车文物局已在库车开展了多年考古勘探，“他们主要依据历史文献记载，用传统考古工具洛阳铲挖，但遇到房屋、硬化道路以及砂卵石遍布的地带，洛阳铲就铲不下去，又测不到，物探技术就在这些地方大显身手”。
古城墙随河道弯曲，并非原先认为的直线
有意思的是，郭子祺团队探测后发现，龟兹古国的城墙建在河边，很大一部分沿着河道的走势，河道弯曲它就弯曲，并不是先前考古学家推测的直线走势，修正了以前的认识。
“根据以往的经验，黄河流域的古城城墙通常很直，像一条直线。而龟兹古城的城墙由于建在河边，河不可能是直的，所以城墙有一定弧度，随着河道有波浪状的弯曲。”郭子祺说，这是一个新认识。
他们还探测发现，龟兹古城外城墙在地下的遗存平均宽度为15至18米，最宽处可达30米，城墙遗存在地下埋藏深浅不一，最深处距地表可达2.5米。“我们测量到的龟兹古城城墙共有6800米，这是一个比较精确的数据，验证了古人过去对城墙的记载”。
此外，城墙在拐弯的地方也顺着河道拐，呈弧形，而不是原先所认为的直角。
“整个古城是什么形状?城墙是怎么走的?有多长?通过我们这次工作，把这个问题搞清楚了。我们还对龟兹的内城进行了勘探，把皇宫的大致范围圈了出来，但这也只是一个初步的工作。”郭子祺说，比如，古城具体有哪些功能区，办公地点在哪，监狱在哪?考古学家还要依据探测结果去进一步发掘。
“这个事也给我了一个启发。现在的技术有很多，要大胆尝试用到多领域，说不定可以发挥意想不到的效果。”郭子祺说，比如，地球物理探测技术，可以帮助解决一些人文社科类问题，提供一定的信息。“当下社会，应用创新来得更快，能产生更多社会效益。这也是我希望提倡的观点”。
龟兹古国佛教石窟壁画新华社图
链接>>>龟兹古国
作为古丝绸之路上的中西交通要冲，龟兹曾是中国古代西域大国都城，有着约两千年历史，曾被誉为“西域佛都”“西域乐都”。它连接东西方之贸易，是古印度、希腊-罗马、波斯、汉唐几大文明的交汇之处，居民擅长音乐，龟兹乐舞发源于此，孕育出的龟兹石窟艺术、龟兹乐舞曾广泛影响了中原和朝鲜、日本及东南亚地区。早在公元三世纪时，佛教就经丝绸之路传至丝路重镇龟兹，并在龟兹地区广为传布，僧俗造寺、开窟、塑像、绘画、供佛等活动已很频繁。
龟兹故城遗址新华社图
物探技术
这次对龟兹古城城墙遗址的考古过程中，发挥巨大作用的就是地球物理探测技术，简称物探技术。
物探技术是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地下条件的方法。此次郭子祺研究团队所使用的物探技术，主要是探地雷达和高密度电阻率法相结合的综合探测方法。
在过去的十年中,考古物探技术上最重要的一次革新莫过于探地雷达的使用。探地雷达作为一种新方法，上世纪七十年代中后期最先用于工程地质调查，随后被引用到考古探测中。该方法适合于低电导率覆盖的地区，可以较准确、连续地反映出地下图像，并且具有很高的分辨能力，可直接探测极小的考古特征，分辨率甚至可以小到分米、厘米级。
高密度电阻率法也是考古物探中最常规的手段之一。电阻率法探测的对象是基于被探测对象与周围介质的电性差异，具有应用范围广、成本低、干扰相对小，详细程度高等优势。在考古勘探中，探明古河道、墓穴和墓道的分布，探测和寻找古城墙、大型夯土建筑基址的埋藏深度及夯土厚度等方面都具有较好的显示效果。这一特点比较适合于考古探测的需要。
