龜茲古國地處古絲綢之路上的交通要衝，其歷史是中國西域史重要的組成部分，龜茲文化至今仍是國際上廣為關注的古代文化遺產。確定龜茲故城城牆的精確位置和城區範圍對了解當時東西方文化交流和龜茲古代歷史均具有重要的意義。
然而，隨著時間的推移和自然環境的變化，這座盛極一時的西域都城遭到了洪水沖刷和人為破壞，絕大部分城牆已破壞殆盡。那麼，如何對龜茲故城進行勘測？地球物理探測技術大顯身手。
古城牆破壞殆盡探測難度極大
龜茲故城位於庫車縣新城與老城之間，因其地理位置特殊，使得早期的文化遺蹟被埋得很深。地下遺蹟大部分被洪水沖毀或者掩埋，故城遺址損壞嚴重。西部的老城區地上多為土木結構的平頂民房，用石板或者水泥磚鋪設的彎曲道路，還有少量林地和幾塊田地、一些維吾爾族的麻扎（墓地）。東部的新城區為現代化的城市，高樓林立，小區密集，柏油街道、排水管道、通信管道等城市基本建設過程中使地下遺蹟遭到了不同程度的破壞，也增加了探測難度。
總之，龜茲故城遺址多數面積被居民區和現代城市所覆蓋，只有小面積林地和農耕田地，這些城市建設的障礙區給龜茲故城的勘探帶來很大的困難。
2018年3月26日至4月26日，受新疆自治區文物考古研究所漢唐研究室吳勇主任的邀請，中國科學院空天信息研究院（籌）遙感科學國家重點實驗室郭子祺研究員率其科研團隊，對新疆維吾爾自治區庫車縣龜茲故城的城牆遺址展開了綜合地球物理探測。通過對探測結果的處理和解譯，初步確定了龜茲故城的外城牆的位置、寬度和埋藏深度等信息。而在此次考古過程中，發揮巨大作用的就是地球物理探測技術，簡稱物探技術。
物探：觀測地下土壤的電阻率、密度等等
物探技術是指通過研究和觀測各種地球物理場的變化來探測地層巖性、地質構造等地下條件的方法。此次郭子祺研究團隊所使用的物探技術，主要是探地雷達和高密度電阻率法相結合的綜合探測方法。
在過去的十年中, 考古物探技術上最重要的一次革新莫過於探地雷達的使用。探地雷達作為一種新方法，七十年代中後期最先用於工程地質調查，隨後被引用到考古探測中。該方法適合於低電導率覆蓋的地區，可以較準確、連續地反映出地下圖像，並且具有很高的分辨能力，可直接探測極小的考古特徵，分辨率甚至可以小到分米、釐米級。
高密度電阻率法也是考古物探中最常規的手段之一。電阻率法探測的對象是基於被探測對象與周圍介質的電性差異，具有應用範圍廣、成本低、干擾相對小，詳細程度高等優勢。在考古勘探中，探明古河道、墓穴和墓道的分佈，探測和尋找古城牆、大型夯土建築基址的埋藏深度及夯土厚度等方面都具有較好的顯示效果。這一特點比較適合於考古探測的需要。
龜茲故城外城牆在哪兒？多厚？埋得多深？物探一探就測出來了
郭子祺研究團隊首先從已知遺蹟，如空巴格墩遺址開始，在其周邊進行探地雷達網格式數據採集，根據初步結果圈定重點探測區域；第二步，對圈定區域進行高密度電阻率法探測；第三步，結合探測雷達和高密度電阻率法綜合探測結果進行城牆遺址異常圈定，並由此確定城牆延伸方向；最後，在延伸區域以此類推再次進行以上三個步驟，一直到完成整個測區城牆異常的定位。
圖1 探地雷達和高密度電阻率法綜合解譯結果：城牆寬度8米，地下殘存厚度約3米
圖2 探地雷達和高密度電阻率法綜合解譯結果：城牆寬度10米，地下殘存厚度1.5-2米
圖1和2是本次綜合物探技術結果的實例，反演結果表明城牆遺存異常區探地雷達和電阻率法探測結果基本吻合，採用兩種方法可以實現對於考古目標的差別研究，排除單一方法的侷限性，通過多方法的對比驗證，發揮各種地球物理方法的優點，從而實現精確、無損探測的目的。
圖3 龜茲故城的城牆綜合地球物理解譯結果
圖3就是綜合解譯結果。圖中，紅色閉合線是根據前人工作推測的城牆位置，白色填充輪廓線是本次解譯結果。
這次的探測發現：
（1）外城牆在地下的遺存平均城牆寬度為15-18米，最寬處可達30米（推測為防禦體系部分），最窄處僅存8米。部分外城牆沿河而建跡象明顯。
（2）城牆在地下的遺存埋藏深度深淺不一，少部分貼近地表，大部分距離地表0.8-1.5米，最深處距地表可達2.5米，城牆在地下的殘存厚度最大約5-6米。
（3）更正了此前研究的城牆位置及範圍，獲得了故城外城牆東北角和西南角呈弧形而非直角形的新認識。
本次綜合物探在城市建築複雜、排水通信管道眾多、柏油街道覆蓋廣的城區範圍開展，為龜茲故城城牆的確定提供了精確、科學的證據，為龜茲故城進一步研究提供了堅實的基礎。我國西部還有很多類似的故城遺址有待探明，本次研究採用的綜合地球物理技術與方法證明了物探技術方法應用於田野考古調查中是行之有效、切實可行並值得推廣的。
閱讀更多 中科院之聲 的文章
