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考古学通常被认为是一门研究过去的学科，立足于物质文化，如器物、纪念建筑和其他遗存 ［1］ 。水下考古学是考古学的重要组成部分，是陆地考古向水域的延伸。小江庆雄先生在其著作《水下考古学入门》中的论述十分中肯，他认为“水下考古学既没有扩大考古学的概念，也没有改变考古学的研究方法。它不过是以水底的资料为研究对象，运用考古学所特有的观点和研究方法作为认识问题的手段并使其发挥应有的作用。水下考古以水下资料为对象，由于使用了新的研究手段，可以说考古学更加扩大、完善和深化了其方法论基础” ［2］ 。2001年11月联合国教科文组织大会通过的《保护水下文化遗产公约》中对水下考古的对象做出了明确规定，指出“水下文化遗产是指至少100年来，周期性地或连续地，部分或全部位于水下的具有文化、历史或考古价值的所有人类生存的遗迹”。
近年来，中国在水下考古领域所取得的成就主要体现在海洋遗址的调查和发掘方面，需要指出的是，水下考古学不同于通常所说的含义更广的“海洋考古学”，两者的概念由于互有交叉而容易被混淆，海洋考古学也常被用于指代水下考古工作。实际上，海洋考古学的核心是调查、发掘和研究古代人类从事海洋活动的文化遗存，涉及海洋文化的所有方面 ［3］ ，而不仅仅是埋藏在海洋中的文化遗存。水下考古学则对淹没于江河湖海下面的古代遗迹和遗物进行调查、勘测和发掘，运用考古学观点和研究方法认识问题 ［4］ 。
在近代水下考古学得以确立以前，人们早已开始了对于水底的探索，水下埋藏的古代珍宝是吸引人们的最主要原因。在这一阶段，人们为了潜入水底而做出了各种各样的努力，其中最具代表性的发现包括意大利内米湖（Lake Nemi）罗马沉船遗址和瑞士湖上居址等。这些早期的探险大多是在西方世界进行的，小江庆雄先生将这些活动看作水下考古学的萌芽 ［2］ ，尽管它们大多数还不具有考古学的目的与性质，但也充分反映出西方世界的人们对于水下遗存的关注，这对于现代水下考古学的起源具有重要的推动作用。
19世纪中叶以后，以地层学和类型学为核心、以探索人类发展历程为宗旨的近代考古学方法在欧洲产生 ［4］ ，考古学的确立和海洋科考促进了水下考古的诞生。这一时期的重要发现以希腊安提凯希拉（Antikithera）沉船和玛雅文明圣池为代表。在以希腊安提基希拉沉船的发现为代表的地中海早期探险活动中，潜水技术在沉船等水下遗址的调查和打捞中得到初步应用，但这时所采用的头带硬盔的原始管供重潜技术并不适合水下考古，这些活动也不是由专业的考古学者所开展，因此并不能看作水下考古的开端 ［4］ 。1904—1907年，美国驻尤卡坦领事爱伍德·H.汤姆森对玛雅文明奇琴·伊查遗址的“圣池”进行了水下调查，发现了40个个体以上的人骨以及面具、金饰等遗物 ［2］ 。汤姆森所进行的研究属于纯粹的科学性工作，这一点在那个以获取海底财宝和战利品为目的的年代是弥足珍贵的 ［2］ 。
直至20世纪40年代，现代常规潜水技术的发明才使得考古学家的水下工作成为可能，这要归功于法国海军军官雅克斯·库斯托（Jacques Cousteau）领导的一个水下工作小组，他们于1944年发明了自携式水下呼吸器（Selfish Contained Underwater Breathing Apparatus，SCUBA），即常规轻潜，真正推动了水下考古学的发展 ［4］ 。随后在1952年，库斯托等人对马赛附近大康格卢岛（Le Grand Conglou）海域的一艘古希腊沉船进行了调查和“发掘”，并使用了空气抽泥机、浮篮、水下电话、水下摄像摄影机、水中照明灯等一系列至今仍然在水下考古中使用的设备 ［4］ 。尽管库斯托等人的活动并非考古学者在水下的工作，但他们所运用的技术没有很大差别，已经基本形成现代水下考古的雏形。
1960年，美国宾夕法尼亚大学的考古学教授乔治·巴斯（George Bass）主持了土耳其格里多亚角（Cape Gelidonya）海域沉船的水下考古工作，这是第一次由考古学家设计并亲自在水下进行的发掘，被认为标志着水下考古学的正式诞生
［4］
。在此以后，水下考古学发展迅速。1964年，英国成立了航海考古学会，并编辑出版了
The Intermational Journal of Nautical Archaeology and Umderwater Exploration
（《国际航海考古与水下探索杂志》）。1965年，水下考古学国际会议成立大会在法国召开。1966年，法国文化部成立了最早的国家水下考古中心；同年，巴斯出版了权威理论著作
（《水下考古学》）一书。1967年，巴斯主持了第一次水下考古技术培训班，培训了来自10个国家的40多名考古学家，水下考古学在全世界范围内逐渐建立起来
［4］
。可以说，乔治·巴斯教授是当之无愧的“水下考古学之父”。
在水下考古学传入以前，中国已经发现了大量的古代沉船以及相关的港口遗迹等文化遗存。最典型的代表是1974年对福建泉州后渚宋代沉船的发掘工作 ［5］ ，这些早期的考古工作都以陆地考古的方法开展，虽然取得了很多成果，但受限于种种历史因素和技术原因，中国的水下考古工作在很长一段时间内未能获得发展 ［4］ 。
一个关键性的转折点是英国人迈克尔·哈彻（Michael Hartcher）在中国南海的活动。1983年，专门从事沉船捞宝的哈彻在南海海域打捞了一艘沉没于1643年的中国帆船，并将获得的2.7万件中国景德镇等窑口生产的青花瓷在荷兰阿姆斯特丹进行了拍卖。两年后的1985年，哈彻再次来到中国海域，对沉没于1752年的一艘荷兰东印度公司吉特摩森（Geldermalsen）号商船进行了打捞，并在1986年将所获的15万件青花瓷和125块金锭进行了拍卖 ［4］ 。此举引起了中国考古学、博物馆学界的强烈不满，也引起中国政府的高度关注，中国国家文物局立即派陶瓷专家冯先铭和耿宝昌先生前往考察，但遗憾的是，这批珍贵文物已经无法追回。随后在同年6月，新华社《参考清样》发表了《我国陶瓷专家建议重视水下考古工作》一文，国家科委和文化部也联合发布《关于加强我国水下考古工作的报告》 ［4］ 。1987年3月，由国家文物局组织的“水下考古工作协调小组”在北京成立；同年8月，中国交通部广州救捞局与英国海上救捞公司联合发现“南海Ⅰ号”沉船；11月，组建中国历史博物馆水下考古学研究室，时任中国历史博物馆馆长的俞伟超先生当之无愧成为中国水下考古事业的开创者和中国水下考古学科的奠基人。这三个事件标志着中国水下考古由此正式拉开大幕 ［4］ 。
1989年，中国颁布《中华人民共和国水下文物保护管理条例》，组建了第一届水下考古培训班并展开了“南海Ⅰ号”首次调查 ［6］ 。1990—1997年，辽宁绥中三道岗元代沉船发掘，是中国独立进行的第一个水下考古项目 ［7］ 。此后多所高校也开始陆续开设水下考古学概论课程。中国的水下考古学发展至今，收获颇丰，具有代表性的案例包括绥中三道岗元代沉船的发掘、“南海Ⅰ号”的打捞与发掘、“南澳Ⅰ号”的发掘、甲午海战沉船系列调查等 ［6］ 。近年来，中国的水下考古工作又取得了众多突破：2014年，“中国考古01”专用工作船建成交付 ［8］ ；2018年，考古学家借助“深海勇士”号载人潜器实现我国深海考古零的突破 ［9］ ；2022年，在“长江口二号”沉船的考古与文物保护项目中采用了世界首创的“弧形梁非接触文物整体迁移技术” ［10］ 。2022年，中国首次在1 500 m深海发现南海西北陆坡一号、二号明代沉船遗址 ［10］ 。历经30余年的发展壮大，中国的水下考古事业已今非昔比，并且必将走在世界的前列。
中国拥有约1.8万km的绵长海岸线，领海总面积达到480余万km 2 ，跨温带、亚热带和热带三种气候带，如此广阔的海域不仅有着多样化的自然条件，也蕴含着种类多样、数量巨大的水下文化遗产。据估计中国沿海有不少于3 000艘的古代沉船 ［11］ ，而这个数字在全世界范围内可能超过了300万艘 ［12］ 。水下考古遗址不仅分布在海底，也存在于淡水水域，因此水下文化遗产所处的环境条件也是复杂多样的。考虑到目前考古发掘出水的陶瓷器大多来源于海洋环境，因此本节主要对海洋环境及其可能对陶瓷文物产生的影响进行简要介绍。
当船只沉入海底时，会受到各种物理、化学和生物因素带来的影响，海水的化学腐蚀作用、外来物沉积、泥沙冲蚀等时刻威胁着船内文物的状态。此外，人类活动也会在一定程度上影响文物的埋藏环境，如商业运输、渔业、海洋资源开采、工业污染、旅游活动等 ［13］ 。一般说来，海洋环境的复杂性可从海水、海洋生物、海洋底质这三个方面进行探究 ［14］ 。
海水是一种多组分电解质和非电解质共处一体的溶液，海水的各项物理化学参数决定了其与文物接触时可能发生的作用，如化学组成、温度、盐度、pH值、溶解氧含量以及氧化还原电位（Eh）等均影响着水下文物的保存
［15］
。海洋生物对文物的影响也不容小觑，其中海洋污损生物是需要着重关注的一类，如藤壶、牡蛎、贻贝、盘管虫等
［16］
，其易在文物表面附着并分泌一些石灰质或酸性腐蚀物质，死后则形成钙质沉积物。海洋底质作为文物的重要埋藏环境，通常由各种不同海洋沉积物组成，如陆源碎屑、海洋生物骨骼及海水本身的化学和生物化学过程产物等，陆源沉积物的无机成分为黏土矿物（主要是硅酸盐）和CaCO
3
，远洋沉积海水中的溶解气体主要是氧气（O
2
）和二氧化碳（CO
2
），来源于大气、生物活动和有机物的分解等。海水中溶解氧的变化范围为0～8.5 ml／L，在海水表面最高，在底部可能会下降到零，特别是在海水与沉积物界面处，好氧生物对有机物的分解可能会将溶解氧耗尽，从而产生缺氧还原环境
［14］
。海水的pH值一般在7.5～8.4之间，大多数盐类对pH值没有影响，
碳酸盐平衡体系是影响pH值的最重要因素，主要通过CO
2
、H
2
CO
3
和CaCO
3
这三种化学物质来调节海水pH，从而建立起相对稳定的缓冲系统，见式（1-1）～式（1-3），在海水pH范围内最重要的离子种类是
［14］
：
物主要为有机成因的钙质或硅质软泥
［14］
。中国海靠近亚洲大陆，明显反映出陆源物质较多的特点，以河流输入为主，如粒度较细的粉砂质泥等
［17］
。海水的化学组成极其复杂，在海洋中已发现并测定的就有80多种元素，存在形式也十分多样，有以离子、离子对、络合物或分子状态存在，也有以悬浮颗粒、胶体或气泡等形式存在
［18］
。海水组分中含量较多的常量元素Cl、Na、Mg、S、Ca等组成海水中的主要盐类，占海水总盐量的99.8％～99.9％（表1-1）
［17］
，主要以
和K
＋
这6种离子的形式存在。海水的化学组成也较为稳定，世界各大海洋的常量成分浓度之比基本恒定
［18］
。海水的次要组分中比较重要的有Fe和Si元素，其中Fe参与氧化还原反应，主要以两种价态存在：Fe
2＋
和Fe
3＋
。在氧化态的海水中主要以Fe
3＋
的形式存在，对应于Fe（OH）
3
；还原态的海水中以低价态Fe
2＋
为主
［14］
。海水中SiO
2
的含量通常为1～4 mg／L，而河水中含量较高（可达5～25 mg／L）。除了碳酸钙（CaCO
3
）、羟基磷灰石［Ca
5
（PO
4
）
3
（OH）］和碳磷灰石（Ca
5
［PO
4
，CO
3
（OH）］
3
（F，OH）），大多数无机物在海水中是不饱和的
［14］
。盐度是海水中含盐量的衡量指标，一般可以通过测量Na
＋
和Cl
－
离子的总量分别计算出盐度和氯度，在开放海域中盐度在32‰～36‰之间，在沿海水域和受潮汐影响的港口处盐度通常较低，在河流的潮汐河口处也会由于稀释而导致盐度降低
［14］
。另外，沉积物间隙水的成分与海水有显著差异，通常是沉积或成岩作用的动态过程的结果，CO
2
、H
2
S、NH
3
、Fe
2＋
、Mn
2＋
、SiO
2
、可溶性有机物等组分的含量都相对较高
［14］
。
表1-1 海水中盐类含量及其百分比 ［17］
Eh值可以用来衡量海水的氧化还原条件，通常富氧海水具有强氧化性，而缺氧区的贫氧海水为还原环境，一般在正常的开放循环海水环境中Eh值范围为0～0.25 V，还原性环境的范围为－0.03～0 V ［14］ 。在沉积物中，随着成岩作用的进行（深度的增加），pH和Eh值也在动态变化，由于好氧细菌对溶解氧的消耗，pH和Eh值通常相对于海水水体而言更低 ［14］ 。大多数情况下，遗址所处的位置在底层海水和沉积物的界面附近，在这个区域中由于零Eh位置的不同可能会出现完全不同的氧化还原条件，因此文物所处的位置也会很大程度上影响其保存状态。一般而言，盐度、温度越高文物的腐蚀速率也越快，pH值偏高或偏低都可能产生化学腐蚀作用 ［19］ 。除此之外，海水本身的流动也会对文物造成一定的物理损伤，海水的理化性质还会影响到海洋生物的分布，从而间接对文物的埋藏环境产生影响 ［20］ 。
最后，尤其需要着重关注水下考古遗址形成的微环境，因为它们的形成过程是遗址和环境相互达到平衡的结果，可以认为每个遗址的形成过程以及微环境都是有区别的 ［21］ 。影响水下遗址和文物保存状态的因素众多，其中最重要的可能就是是否埋藏在沉积物以下，在大多数情况下，被沉积物掩埋可以避免生物体的作用，并且避免容易造成材料腐蚀或劣化的环境条件，例如低温、低盐度和／或低溶解氧等可以显著减缓有机和无机材料的劣化 ［22］ 。另一个需要关注的因素是沉船遗址环境中以硫酸盐还原细菌为代表的微生物的活动，它们可以在海洋沉积物常见的低氧甚至缺氧条件下生存，通过硫酸盐还原过程氧化有机物从而进行代谢活动 ［14］ 。在典型的沿海海洋沉积物中，只有最上层几毫米的沉积物是含氧的，氧化还原反应所利用的电子受体会随着深度的增加而存在一个序列：氧气→硝酸盐→铁和硫酸盐→甲烷，通常硫酸盐还原是浅海沉积物中的主要过程，H 2 S气体是主要的还原产物 ［23］ 。硫酸盐还原过程通常对金属文物的腐蚀有着重要影响，同时也会由于H 2 S气体的进一步反应而形成不溶性硫化物，对陶瓷、木材、玻璃等文物材料造成影响 ［14］ 。