PERVERSE SEA CHANGE：海洋中的水下文化遗产正面临化学和物理变化

作者：Mark J. Spalding
出版物名称：美国国际法学会。 文化遗产与艺术评论。 第 2 卷，第 1 期。
出版日期：1 年 2012 月 XNUMX 日，星期五

“水下文化遗产”1（UCH）一词是指海底、河床或湖底的所有人类活动遗迹。 它包括在海上丢失的沉船和手工艺品，并延伸到史前遗址、沉没的城镇和曾经在陆地上但现在由于人为、气候或地质变化而被淹没的古代港口。 它可以包括艺术品、可收藏的硬币，甚至是武器。 这个全球水下宝库构成了我们共同的考古和历史遗产的组成部分。 它有可能提供有关文化和经济联系以及移民和贸易模式的宝贵信息。

众所周知，咸水海洋是一种腐蚀性环境。 此外，水流、深度（和相关压力）、温度和风暴会影响水下文化遗产随时间的保护（或不保护）方式。 很多曾经被认为是关于这种海洋化学和物理海洋学的稳定的东西现在已知正在发生变化，通常会带来未知的后果。 由于冰盖融化以及洪水和风暴系统产生的淡水脉冲，海洋的 pH 值（或酸度）正在发生变化——在不同地区不均衡——盐度也是如此。 由于气候变化的其他方面，我们看到整体水温上升、全球洋流变化、海平面上升和天气波动加剧。 尽管存在未知数，但可以合理地得出结论，这些变化的累积影响对水下遗产地不利。 挖掘通常仅限于具有直接潜力来回答重要研究问题或面临破坏威胁的地点。 博物馆和负责确定水下文化遗产处置的人员是否拥有评估并可能预测海洋变化对个别遗址的威胁的工具？ 

这是什么海洋化学变化？

作为地球上最大的天然碳汇，海洋吸收了汽车、发电厂和工厂排放的大量二氧化碳。 它无法从海洋植物和动物身上吸收大气中的所有此类 CO2。 相反，二氧化碳溶解在海水本身中，这会降低水的 pH 值，使其更酸。 与近年来二氧化碳排放量的增加相对应，整个海洋的 pH 值正在下降，随着问题变得更加普遍，预计会对钙基生物的繁衍能力产生不利影响。 随着 pH 值下降，珊瑚礁会失去颜色，鱼卵、海胆和贝类会在未成熟前溶解，海藻林会萎缩，海底世界会变得灰暗而毫无特色。 预计系统重新平衡后，颜色和生命会恢复，但人类不太可能在这里看到它。

化学反应很简单。 酸度增加趋势的持续预测大体上是可以预测的，但很难具体预测。 对生活在碳酸氢钙贝壳和珊瑚礁中的物种的影响不难想象。 在时间和地理上，更难预测对海洋浮游植物和浮游动物群落的危害，它们是食物网的基础，因此也是所有商业海洋物种收获的基础。 对于水下文化遗产，pH 值的下降可能足够小，此时不会产生实质性的负面影响。 简而言之，我们对“如何”和“为什么”知之甚少，但对“多少”、“何处”或“何时”知之甚少。 

在没有关于海洋酸化影响（间接和直接）的时间表、绝对可预测性和地理确定性的情况下，开发模型来确定对水下文化遗产的当前和预计影响具有挑战性。 此外，环境界成员呼吁对海洋酸化采取预防性和紧急行动以恢复和促进海洋平衡，但一些人要求在行动前提供更多细节，例如哪些阈值会影响某些物种，哪些部分会影响海洋海洋将受到最严重的影响，以及这些后果何时可能发生。 有些阻力来自想要进行更多研究的科学家，有些则来自那些想要维持以化石燃料为基础的现状的人。

世界领先的水下腐蚀专家之一，西澳大利亚博物馆的伊恩·麦克劳德 (Ian McLeod) 指出了这些变化对水下文化遗产的潜在影响：材料，玻璃可能除外，但如果温度也升高，那么更多酸和更高温度的总体净效应将意味着保护人员和海洋考古学家将发现他们的水下文化遗产资源正在减少。 2 

我们可能还无法完全评估对受影响的沉船、被淹没的城市，甚至是最近的水下艺术装置不采取行动的代价。 然而，我们可以开始确定我们需要回答的问题。 我们可以开始量化我们已经看到和预期的损害，我们已经这样做了，例如，观察珍珠港的亚利桑那号航空母舰和美国监视器国家海洋保护区的监视器的恶化。 对于后者，NOAA 通过主动从现场挖掘物品并寻找保护船体的方法来实现这一点。 

不断变化的海洋化学和相关生物效应将危及水下文化遗产

我们对海洋化学变化对水下文化遗产的影响了解多少？ pH 值的变化会在多大程度上影响现场的人工制品（木头、青铜、钢、铁、石头、陶器、玻璃等）？ Ian McLeod 再次提供了一些见解： 

对于一般的水下文化遗产，随着铅和锡釉浸入海洋环境的速度加快，陶瓷上的釉会更快地变质。 因此，对于铁来说，增加酸化不是一件好事，因为人工制品和混凝土铁沉船形成的珊瑚礁结构会更快倒塌，并且更容易因风暴事件而受损和倒塌，因为结核不会那么坚固或那么厚就像在更碱性的微环境中一样。 

根据它们的年龄，玻璃物体可能在更酸性的环境中表现更好，因为它们往往会被碱性溶解机制风化，这种机制会导致钠离子和钙离子浸出到海水中，然后被酸取代，从而产生来自二氧化硅的水解，在材料的腐蚀孔中产生硅酸。

由铜及其合金制成的材料等物体不会那么好，因为海水的碱度往往会水解酸性腐蚀产物，并有助于形成氧化铜 (I)、赤铜矿或 Cu2O 的保护铜锈，并且，作为对于铅和锡等其他金属，酸化程度的增加将使腐蚀更容易，因为即使是锡和铅等两性金属也不会对酸度升高做出良好反应。

关于有机材料，酸化的增加可能会降低钻木头软体动物的破坏性，因为软体动物会发现更难繁殖和放下它们的钙质外骨骼，但正如一位年长的微生物学家告诉我的那样，。 . . 一旦你改变一个条件来纠正问题，另一种细菌就会变得更加活跃，因为它适应更酸性的微环境，因此最终结果不太可能对木材有任何真正的好处。 

一些“小动物”会破坏水下文化遗产，例如蛴螬、一种小型甲壳类动物和船虫。 Shipworms 根本不是蠕虫，实际上是海洋双壳类软体动物，壳非常小，以钻入和破坏浸入海水中的木质结构而臭名昭著，例如码头、船坞和木船。 它们有时被称为“海中的白蚁”。

船蛆通过在木头上猛烈地钻孔来加速水下文化遗产的恶化。 但是，因为它们有碳酸氢钙壳，船虫可能会受到海洋酸化的威胁。 虽然这可能对水下文化遗产有益，但船蛆是否真的会受到影响还有待观察。 在某些地方，例如波罗的海，盐度正在增加。 结果，嗜盐的船虫正蔓延到更多的沉船。 在其他地方，海水变暖会降低盐度（由于淡水冰川融化和脉动淡水流量），因此依赖高盐度的船蛆数量会减少。 但问题仍然存在，例如地点、时间，当然还有程度如何？

这些化学和生物变化是否有有益的方面？ 是否有任何受到海洋酸化威胁的植物、藻类或动物以某种方式保护 UHC？ 这些问题目前我们还没有真正的答案，也不太可能及时回答。 即使是预防措施也必须基于不平衡的预测，这可能表明我们将如何前进。 因此，保护​​人员进行一致的实时监控至关重要。

物理海洋变化

海洋在不停地运动。 由于风、波浪、潮汐和洋流引起的水团运动一直影响着水下景观，包括水下文化遗产。 但是，随着这些物理过程因气候变化而变得更加不稳定，是否会增加影响？ 随着气候变化使全球海洋变暖，洋流和环流（以及热量再分配）的模式发生变化，从根本上影响我们所知的气候状况，并伴随着全球气候稳定性或至少可预测性的丧失。 基本后果可能会更快发生：海平面上升、降雨模式和风暴频率或强度发生变化，以及淤积增加。 

20113 年初袭击澳大利亚海岸的飓风的后果说明了海洋物理变化对水下文化遗产的影响。 根据澳大利亚环境与资源管理部首席遗产官 Paddy Waterson 的说法，飓风 Yasi 影响了昆士兰州阿尔瓦海滩附近的一艘名为 Yongala 的沉船。 虽然该部门仍在评估这场强大的热带气旋对沉船的影响，4但众所周知，整体影响是磨损船体，去除大部分软珊瑚和大量硬珊瑚。 这是多年来第一次暴露金属船体的表面，这将对其保护产生负面影响。 在北美的类似情况下，佛罗里达州比斯坎国家公园的当局担心飓风对 1744 年 HMS Fowey 沉船的影响。

目前，这些问题正在恶化。 越来越频繁、越来越强烈的风暴系统将继续扰乱水下文化遗产遗址、破坏标记浮标并改变地图上的地标。 此外，海啸和风暴潮产生的碎片很容易从陆地被卷入海洋，碰撞并可能破坏其路径上的一切。 海平面上升或风暴潮将导致海岸线侵蚀加剧。 淤积和侵蚀可能会使各种近岸地点变得模糊不清。 但也可能有积极的方面。 上升的水域将改变已知水下文化遗产遗址的深度，增加它们与海岸的距离，但会提供一些额外的保护以抵御海浪和风暴能量。 同样，移动的沉积物可能会揭示未知的淹没地点，或者，随着社区被淹没，海平面上升可能会增加新的水下文化遗址。 

此外，新的沉积物和淤泥层的积累可能需要额外的疏浚以满足交通和通讯的需要。 问题仍然是，当必须开辟新的渠道或安装新的电力和通信传输线路时，应该为就地遗产提供何种保护。 关于实施可再生海上能源的讨论进一步使问题复杂化。 充其量，水下文化遗产的保护是否会优先于这些社会需求是值得怀疑的。

那些对国际法感兴趣的人对海洋酸化有何期待？

2008 年，来自 155 个国家的 26 位领先的海洋酸化研究人员批准了《摩纳哥宣言》。5 该宣言可能是行动号召的开始，正如其章节标题所揭示的：(1) 海洋酸化正在进行中； (2) 海洋酸化趋势已经可以检测到； （3）海洋酸化加速，严重破坏迫在眉睫； (4) 海洋酸化将产生社会经济影响； (5) 海洋酸化迅速，但恢复缓慢； (6) 海洋酸化只能通过限制未来大气中的二氧化碳水平来控制。 2

不幸的是，从国际海洋资源法的角度来看，与水下文化遗产保护相关的公平和事实发展不充分。 这个问题的起因是全球性的，潜在的解决方案也是如此。 没有关于海洋酸化或其对自然资源或水下遗产的影响的具体国际法。 现有的国际海洋资源条约几乎没有提供任何杠杆来迫使二氧化碳排放大国改变其行为以使其变得更好。 

与减缓气候变化的更广泛呼吁一样，针对海洋酸化的全球集体行动仍然难以捉摸。 可能有一些程序可以让每个可能相关的国际协议的缔约方注意到这个问题，但充其量仅仅依靠道德劝说的力量来迫使政府采取行动似乎过于乐观了。 

相关国际协议建立了一个“火警”系统，可以在全球范围内引起对海洋酸化问题的关注。 这些协议包括联合国生物多样性公约、京都议定书和联合国海洋法公约。 除非，在保护重要遗产地方面，当危害主要是预期的和广泛传播的，而不是存在的、明确的和孤立的时，很难激发行动。 对水下文化遗产的破坏可能是传达需要采取行动的一种方式，而《保护水下文化遗产公约》可能会提供这样做的方式。

《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》是应对气候变化的主要手段，但都存在不足。 两者均未提及海洋酸化，各方的“义务”均表示为自愿。 充其量，该公约的缔约方会议提供了讨论海洋酸化的机会。 哥本哈根气候峰会和坎昆缔约方大会的成果并不是采取重大行动的好兆头。 一小群“气候否认者”投入了大量财政资源，使这些问题成为美国和其他地方的政治“第三条轨道”，进一步限制了采取强有力行动的政治意愿。 

同样，《联合国海洋法公约》（UNCLOS）没有提及海洋酸化，尽管它明确规定了各方在保护海洋方面的权利和责任，并要求各方保护水下文化遗产在“考古和历史物品”一词下。 第 194 条和第 207 条尤其认可公约缔约方必须防止、减少和控制海洋环境污染的想法。 也许这些条款的起草者并没有考虑到海洋酸化的危害，但这些条款可能仍然提供了一些途径让各方参与解决这个问题，特别是当与责任和赔偿责任以及赔偿和追索权的条款相结合时每个参与国的法律制度。 因此，《联合国海洋法公约》可能是箭袋中最强的潜在“箭”，但重要的是，美国尚未批准它。 

可以说，一旦《联合国海洋法公约》于 1994 年生效，它就成为习惯国际法，美国必须遵守其规定。 但是，如果认为这样一个简单的论点会把美国拉入联合国海洋法公约争端解决机制，以回应一个脆弱国家对海洋酸化采取行动的要求，那将是愚蠢的。 即使世界上最大的两个排放国美国和中国参与该机制，满足管辖权要求仍然是一个挑战，申诉方可能很难证明损害或这两个最大排放国政府具体造成了伤害。

这里还有另外两个协议值得一提。 《联合国生物多样性公约》并没有提及海洋酸化，但它对生物多样性保护的关注肯定是出于对海洋酸化的担忧，这在各缔约方会议上都有讨论。 至少，秘书处可能会积极监测并报告未来的海洋酸化情况。 伦敦公约和议定书以及国际海事组织关于海洋污染的协议 MARPOL 过于狭隘地关注远洋船只的倾倒、排放和排放，无法真正帮助解决海洋酸化问题。

10 年 2011 月，《保护水下文化遗产公约》即将迎来 XNUMX 周年纪念日。毫不奇怪，它没有预料到海洋酸化，但它甚至没有提到气候变化可能是一个令人担忧的问题——而且科学确实存在以支持预防性方法。 与此同时，联合国教科文组织世界遗产公约秘书处提到了与自然遗产有关的海洋酸化，但没有提到文化遗产。 显然，需要找到机制将这些挑战整合到规划、政策和优先级设置中，以在全球层面保护文化遗产。

结论

正如我们所知，在海洋中孕育生命的洋流、温度和化学组成的复杂网络正面临因气候变化的后果而不可逆转地破裂的风险。 我们还知道海洋生态系统非常有弹性。 如果利己主义联盟能够团结起来并迅速采取行动，那么将公众意识转移到促进海洋化学的自然再平衡上可能还为时不晚。 出于多种原因，我们需要解决气候变化和海洋酸化问题，水下文化遗产保护只是其中之一。 水下文化遗产地是我们了解全球海上贸易和旅行以及促成这种情况的技术历史发展的重要组成部分。 海洋酸化和气候变化对该遗产构成威胁。 造成无法弥补的伤害的可能性似乎很高。 没有强制性的法治触发减少二氧化碳和相关温室气体排放。 甚至国际善意声明也将在 2 年到期。我们必须利用现有法律来推动新的国际政策，该政策应涉及我们可以使用的所有方式方法，以实现以下目标：

• 恢复沿海生态系统以稳定海床和海岸线，以减少气候变化后果对近岸水下文化遗产遗址的影响； 
• 减少会降低海洋恢复力并对水下文化遗产遗址产生不利影响的陆源污染源； 
• 增加海洋化学变化对自然和文化遗址潜在危害的证据，以支持现有的减少二氧化碳排放的努力； 
• 确定海洋酸化环境损害的恢复/补偿计划（标准的污染者付费概念），这大大减少了无所作为的选择； 
• 减少对海洋生态系统的其他压力源，例如水下施工和使用破坏性渔具，以减少对生态系统和水下文化遗产遗址的潜在危害； 
• 加强水下文化遗产遗址监测，确定与不断变化的海洋用途（例如，电缆铺设、海洋能源选址和疏浚）潜在冲突的保护策略，以及更快速地保护处于危险中的人； 和 
• 制定法律战略，追究气候变化相关事件对所有文化遗产造成的损害（这可能很难做到，但它是一个强大的潜在社会和政治杠杆）。 

在没有新的国际协议（及其诚意执行）的情况下，我们必须记住，海洋酸化只是我们全球水下遗产宝库的众多压力因素之一。 虽然海洋酸化肯定会破坏自然系统，并可能破坏水下文化遗产遗址，但可以而且应该解决多个相互关联的压力因素。 最终，不作为的经济和社会成本将被认为远远超过采取行动的成本。 目前，我们需要启动一个预防系统来保护或挖掘这个不断变化、不断变化的海洋领域中的水下文化遗产，即使我们正在努力解决海洋酸化和气候变化问题。 

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1. 有关“水下文化遗产”一词的正式认可范围的更多信息，请参阅联合国教育、科学及文化组织 (UNESCO)：《保护水下文化遗产公约》，2 年 2001 月 41 日，40 ILM XNUMX.

2. 此处和本文其余部分的所有引述均来自与西澳大利亚博物馆的伊恩·麦克劳德 (Ian McLeod) 的电子邮件通信。 为了清晰和风格，这些引述可能包含次要的、非实质性的编辑。

3. Meraiah Foley，Cyclone Lashes Storm-Weather Australia，纽约时报，3 年 2011 月 6 日，AXNUMX。

4. 有关对沉船影响的初步信息可从澳大利亚国家沉船数据库获得，网址为 http://www.environment.gov.au/heritage/shipwrecks/database.html.

5. 摩纳哥宣言 (2008)，见 http://ioc3。 unesco.org/oanet/Symposium2008/MonacoDeclaration。 PDF。

6.身份证。