PERVERSE SEA CHANGE：海洋中的水下文化遺產正面臨化學和物理變化

作者：Mark J. Spalding
出版物名稱：美國國際法學會。 文化遺產與藝術評論。 第 2 卷，第 1 期。
出版日期：1 年 2012 月 XNUMX 日，星期五

“水下文化遺產”1（UCH）一詞是指海底、河床或湖底的所有人類活動遺跡。 它包括在海上丟失的沉船和手工藝品，並延伸到史前遺址、沉沒的城鎮和曾經在陸地上但現在由於人為、氣候或地質變化而被淹沒的古代港口。 它可以包括藝術品、可收藏的硬幣，甚至是武器。 這個全球水下寶庫構成了我們共同的考古和歷史遺產的組成部分。 它有可能提供有關文化和經濟聯繫以及移民和貿易模式的寶貴信息。

眾所周知，鹹水海洋是一種腐蝕性環境。 此外，水流、深度（和相關壓力）、溫度和風暴會影響水下文化遺產隨時間的保護（或不保護）方式。 很多曾經被認為是關於這種海洋化學和物理海洋學的穩定的東西現在已知正在發生變化，通常會帶來未知的後果。 由於冰蓋融化以及洪水和風暴系統產生的淡水脈衝，海洋的 pH 值（或酸度）正在發生變化——在不同地區不均衡——鹽度也是如此。 由於氣候變化的其他方面，我們看到整體水溫上升、全球洋流變化、海平面上升和天氣波動加劇。 儘管存在未知數，但可以合理地得出結論，這些變化的累積影響對水下遺產地不利。 挖掘通常僅限於具有直接潛力來回答重要研究問題或面臨破壞威脅的地點。 博物館和負責確定水下文化遺產處置的人員是否擁有評估並可能預測海洋變化對個別遺址的威脅的工具？ 

這是什麼海洋化學變化？

作為地球上最大的天然碳匯，海洋吸收了汽車、發電廠和工廠排放的大量二氧化碳。 它無法從海洋植物和動物身上吸收大氣中的所有此類 CO2。 相反，二氧化碳溶解在海水本身中，這會降低水的 pH 值，使其更酸。 與近年來二氧化碳排放量的增加相對應，整個海洋的 pH 值正在下降，隨著問題變得更加普遍，預計會對鈣基生物的繁衍能力產生不利影響。 隨著 pH 值下降，珊瑚礁會失去顏色，魚卵、海膽和貝類會在未成熟前溶解，海藻林會萎縮，海底世界會變得灰暗而毫無特色。 預計系統重新平衡後，顏色和生命會恢復，但人類不太可能在這裡看到它。

化學反應很簡單。 酸度增加趨勢的持續預測大體上是可以預測的，但很難具體預測。 對生活在碳酸氫鈣貝殼和珊瑚礁中的物種的影響不難想像。 在時間和地理上，更難預測對海洋浮游植物和浮游動物群落的危害，它們是食物網的基礎，因此也是所有商業海洋物種收穫的基礎。 對於水下文化遺產，pH 值的下降可能足夠小，此時不會產生實質性的負面影響。 簡而言之，我們對“如何”和“為什麼”知之甚少，但對“多少”、“何處”或“何時”知之甚少。 

在沒有關於海洋酸化影響（間接和直接）的時間表、絕對可預測性和地理確定性的情況下，開發模型來確定對水下文化遺產的當前和預計影響具有挑戰性。 此外，環境界成員呼籲對海洋酸化採取預防性和緊急行動以恢復和促進海洋平衡，但一些人要求在行動前提供更多細節，例如哪些閾值會影響某些物種，哪些部分會影響海洋海洋將受到最嚴重的影響，以及這些後果何時可能發生。 有些阻力來自想要進行更多研究的科學家，有些則來自那些想要維持以化石燃料為基礎的現狀的人。

世界領先的水下腐蝕專家之一，西澳大利亞博物館的伊恩·麥克勞德 (Ian McLeod) 指出了這些變化對水下文化遺產的潛在影響：材料，玻璃可能除外，但如果溫度也升高，那麼更多酸和更高溫度的總體淨效應將意味著保護人員和海洋考古學家將發現他們的水下文化遺產資源正在減少。 2 

我們可能還無法完全評估對受影響的沉船、被淹沒的城市，甚至是最近的水下藝術裝置不採取行動的代價。 然而，我們可以開始確定我們需要回答的問題。 我們可以開始量化我們已經看到和預期的損害，我們已經這樣做了，例如，觀察珍珠港的亞利桑那號航空母艦和美國監視器國家海洋保護區的監視器的惡化。 對於後者，NOAA 通過主動從現場挖掘物品並尋找保護船體的方法來實現這一點。 

不斷變化的海洋化學和相關生物效應將危及水下文化遺產

我們對海洋化學變化對水下文化遺產的影響了解多少？ pH 值的變化會在多大程度上影響現場的人工製品（木頭、青銅、鋼、鐵、石頭、陶器、玻璃等）？ Ian McLeod 再次提供了一些見解： 

對於一般的水下文化遺產，隨著鉛和錫釉浸入海洋環境的速度加快，陶瓷上的釉會更快地變質。 因此，對於鐵來說，增加酸化不是一件好事，因為人工製品和混凝土鐵沉船形成的珊瑚礁結構會更快倒塌，並且更容易因風暴事件而受損和倒塌，因為結核不會那麼堅固或那麼厚就像在更鹼性的微環境中一樣。 

根據它們的年齡，玻璃物體可能在更酸性的環境中表現更好，因為它們往往會被鹼性溶解機制風化，這種機制會導致鈉離子和鈣離子浸出到海水中，然後被酸取代，從而產生來自二氧化矽的水解，在材料的腐蝕孔中產生矽酸。

由銅及其合金製成的材料等物體不會那麼好，因為海水的鹼度往往會水解酸性腐蝕產物，並有助於形成氧化銅 (I)、赤銅礦或 Cu2O 的保護銅鏽，並且，作為對於鉛和錫等其他金屬，酸化程度的增加將使腐蝕更容易，因為即使是錫和鉛等兩性金屬也不會對酸度升高做出良好反應。

關於有機材料，酸化的增加可能會降低鑽木頭軟體動物的破壞性，因為軟體動物會發現更難繁殖和放下它們的鈣質外骨骼，但正如一位年長的微生物學家告訴我的那樣，。 . . 一旦你改變一個條件來糾正問題，另一種細菌就會變得更加活躍，因為它適應更酸性的微環境，因此最終結果不太可能對木材有任何真正的好處。 

一些“小動物”會破壞水下文化遺產，例如蠐螬、一種小型甲殼類動物和船蟲。 Shipworms 根本不是蠕蟲，實際上是海洋雙殼類軟體動物，殼非常小，以鑽入和破壞浸入海水中的木質結構而臭名昭著，例如碼頭、船塢和木船。 它們有時被稱為“海中的白蟻”。

船蛆通過在木頭上猛烈地鑽孔來加速水下文化遺產的惡化。 但是，因為它們有碳酸氫鈣殼，船蟲可能會受到海洋酸化的威脅。 雖然這可能對水下文化遺產有益，但船蛆是否真的會受到影響還有待觀察。 在某些地方，例如波羅的海，鹽度正在增加。 結果，嗜鹽的船蟲正蔓延到更多的沉船。 在其他地方，海水變暖會降低鹽度（由於淡水冰川融化和脈動淡水流量），因此依賴高鹽度的船蛆數量會減少。 但問題仍然存在，例如地點、時間，當然還有程度如何？

這些化學和生物變化是否有有益的方面？ 是否有任何受到海洋酸化威脅的植物、藻類或動物以某種方式保護 UHC？ 這些問題目前我們還沒有真正的答案，也不太可能及時回答。 即使是預防措施也必須基於不平衡的預測，這可能表明我們將如何前進。 因此，保護人員進行一致的實時監控至關重要。

物理海洋變化

海洋在不停地運動。 由於風、波浪、潮汐和洋流引起的水團運動一直影響著水下景觀，包括水下文化遺產。 但是，隨著這些物理過程因氣候變化而變得更加不穩定，是否會增加影響？ 隨著氣候變化使全球海洋變暖，洋流和環流（以及熱量再分配）的模式發生變化，從根本上影響我們所知的氣候狀況，並伴隨著全球氣候穩定性或至少可預測性的喪失。 基本後果可能會更快發生：海平面上升、降雨模式和風暴頻率或強度發生變化，以及淤積增加。 

20113 年初襲擊澳大利亞海岸的颶風的後果說明了海洋物理變化對水下文化遺產的影響。 根據澳大利亞環境與資源管理部首席遺產官 Paddy Waterson 的說法，颶風 Yasi 影響了昆士蘭州阿爾瓦海灘附近的一艘名為 Yongala 的沉船。 雖然該部門仍在評估這場強大的熱帶氣旋對沉船的影響，4但眾所周知，整體影響是磨損船體，去除大部分軟珊瑚和大量硬珊瑚。 這是多年來第一次暴露金屬船體的表面，這將對其保護產生負面影響。 在北美的類似情況下，佛羅里達州比斯坎國家公園的當局擔心颶風對 1744 年 HMS Fowey 沉船的影響。

目前，這些問題正在惡化。 越來越頻繁、越來越強烈的風暴系統將繼續擾亂水下文化遺產遺址、破壞標記浮標並改變地圖上的地標。 此外，海嘯和風暴潮產生的碎片很容易從陸地被捲入海洋，碰撞並可能破壞其路徑上的一切。 海平面上升或風暴潮將導致海岸線侵蝕加劇。 淤積和侵蝕可能會使各種近岸地點變得模糊不清。 但也可能有積極的方面。 上升的水域將改變已知水下文化遺產遺址的深度，增加它們與海岸的距離，但會提供一些額外的保護以抵禦海浪和風暴能量。 同樣，移動的沉積物可能會揭示未知的淹沒地點，或者，隨著社區被淹沒，海平面上升可能會增加新的水下文化遺址。 

此外，新的沉積物和淤泥層的積累可能需要額外的疏浚以滿足交通和通訊的需要。 問題仍然是，當必須開闢新的渠道或安裝新的電力和通信傳輸線路時，應該為就地遺產提供何種保護。 關於實施可再生海上能源的討論進一步使問題複雜化。 充其量，水下文化遺產的保護是否會優先於這些社會需求是值得懷疑的。

那些對國際法感興趣的人對海洋酸化有何期待？

2008 年，來自 155 個國家的 26 位領先的海洋酸化研究人員批准了《摩納哥宣言》。5 該宣言可能是行動號召的開始，正如其章節標題所揭示的：(1) 海洋酸化正在進行中； (2) 海洋酸化趨勢已經可以檢測到； （3）海洋酸化加速，嚴重破壞迫在眉睫； (4) 海洋酸化將產生社會經濟影響； (5) 海洋酸化迅速，但恢復緩慢； (6) 海洋酸化只能通過限制未來大氣中的二氧化碳水平來控制。 2

不幸的是，從國際海洋資源法的角度來看，與水下文化遺產保護相關的公平和事實發展不充分。 這個問題的起因是全球性的，潛在的解決方案也是如此。 沒有關於海洋酸化或其對自然資源或水下遺產的影響的具體國際法。 現有的國際海洋資源條約幾乎沒有提供任何槓桿來迫使二氧化碳排放大國改變其行為以使其變得更好。 

與減緩氣候變化的更廣泛呼籲一樣，針對海洋酸化的全球集體行動仍然難以捉摸。 可能有一些程序可以讓每個可能相關的國際協議的締約方注意到這個問題，但充其量僅僅依靠道德勸說的力量來迫使政府採取行動似乎過於樂觀了。 

相關國際協議建立了一個“火警”系統，可以在全球範圍內引起對海洋酸化問題的關注。 這些協議包括聯合國生物多樣性公約、京都議定書和聯合國海洋法公約。 除非，在保護重要遺產地方面，當危害主要是預期的和廣泛傳播的，而不是存在的、明確的和孤立的時，很難激發行動。 對水下文化遺產的破壞可能是傳達需要採取行動的一種方式，而《保護水下文化遺產公約》可能會提供這樣做的方式。

《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》是應對氣候變化的主要手段，但都存在不足。 兩者均未提及海洋酸化，各方的“義務”均表示為自願。 充其量，該公約的締約方會議提供了討論海洋酸化的機會。 哥本哈根氣候峰會和坎昆締約方大會的成果並不是採取重大行動的好兆頭。 一小群“氣候否認者”投入了大量財政資源，使這些問題成為美國和其他地方的政治“第三條軌道”，進一步限制了採取強有力行動的政治意願。 

同樣，《聯合國海洋法公約》（UNCLOS）沒有提及海洋酸化，儘管它明確規定了各方在保護海洋方面的權利和責任，並要求各方保護水下文化遺產在“考古和歷史物品”一詞下。 第 194 條和第 207 條尤其認可公約締約方必須防止、減少和控制海洋環境污染的想法。 也許這些條款的起草者並沒有考慮到海洋酸化的危害，但是這些條款可能仍然提供了一些途徑讓各方參與解決這個問題，特別是當與責任和賠償責任以及賠償和追索權的條款相結合時每個參與國的法律制度。 因此，《聯合國海洋法公約》可能是箭袋中最強的潛在“箭”，但重要的是，美國尚未批准它。 

可以說，一旦《聯合國海洋法公約》於 1994 年生效，它就成為習慣國際法，美國必須遵守其規定。 但是，如果認為這樣一個簡單的論點會把美國拉入聯合國海洋法公約爭端解決機制，以回應一個脆弱國家對海洋酸化採取行動的要求，那將是愚蠢的。 即使世界上最大的兩個排放國美國和中國參與該機制，滿足管轄權要求仍然是一個挑戰，申訴方可能很難證明損害或這兩個最大排放國政府具體造成了傷害。

這裡還有另外兩個協議值得一提。 《聯合國生物多樣性公約》並沒有提及海洋酸化，但它對生物多樣性保護的關注肯定是出於對海洋酸化的擔憂，這在各締約方會議上都有討論。 至少，秘書處可能會積極監測並報告未來的海洋酸化情況。 倫敦公約和議定書以及國際海事組織關於海洋污染的協議 MARPOL 過於狹隘地關注遠洋船隻的傾倒、排放和排放，無法真正幫助解決海洋酸化問題。

10 年 2011 月，《保護水下文化遺產公約》即將迎來 XNUMX 週年紀念日。毫不奇怪，它沒有預料到海洋酸化，但它甚至沒有提到氣候變化可能是一個令人擔憂的問題——而且科學確實存在以支持預防性方法。 與此同時，聯合國教科文組織世界遺產公約秘書處提到了與自然遺產有關的海洋酸化，但沒有提到文化遺產。 顯然，需要找到機制將這些挑戰整合到規劃、政策和優先級設置中，以在全球層面保護文化遺產。

結論

正如我們所知，在海洋中孕育生命的洋流、溫度和化學組成的複雜網絡正面臨因氣候變化的後果而不可逆轉地破裂的風險。 我們還知道海洋生態系統非常有彈性。 如果利己主義聯盟能夠團結起來並迅速採取行動，那麼將公眾意識轉移到促進海洋化學的自然再平衡上可能還為時不晚。 出於多種原因，我們需要解決氣候變化和海洋酸化問題，水下文化遺產保護只是其中之一。 水下文化遺產地是我們了解全球海上貿易和旅行以及促成這種情況的技術歷史發展的重要組成部分。 海洋酸化和氣候變化對該遺產構成威脅。 造成無法彌補的傷害的可能性似乎很高。 沒有強制性的法治觸發減少二氧化碳和相關溫室氣體排放。 甚至國際善意聲明也將在 2 年到期。我們必須利用現有法律來推動新的國際政策，該政策應涉及我們可以使用的所有方式方法，以實現以下目標：

• 恢復沿海生態系統以穩定海床和海岸線，以減少氣候變化後果對近岸水下文化遺產遺址的影響； 
• 減少會降低海洋恢復力並對水下文化遺產遺址產生不利影響的陸源污染源； 
• 增加海洋化學變化對自然和文化遺址潛在危害的證據，以支持現有的減少二氧化碳排放的努力； 
• 確定海洋酸化環境損害的恢復/補償計劃（標準的污染者付費概念），這大大減少了無所作為的選擇； 
• 減少對海洋生態系統的其他壓力源，例如水下施工和使用破壞性漁具，以減少對生態系統和水下文化遺產遺址的潛在危害； 
• 加強水下文化遺產遺址監測，確定與不斷變化的海洋用途（例如，電纜鋪設、海洋能源選址和疏浚）潛在衝突的保護策略，以及更快速地保護處於危險中的人； 和 
• 制定法律戰略以追究氣候變化相關事件對所有文化遺產造成的損害（這可能很難做到，但它是一個強大的潛在社會和政治槓桿）。 

在沒有新的國際協議（及其誠意執行）的情況下，我們必須記住，海洋酸化只是我們全球水下遺產寶庫的眾多壓力因素之一。 雖然海洋酸化肯定會破壞自然系統，並可能破壞水下文化遺產遺址，但可以而且應該解決多個相互關聯的壓力因素。 最終，不作為的經濟和社會成本將被認為遠遠超過採取行動的成本。 目前，我們需要啟動一個預防系統來保護或挖掘這個不斷變化、不斷變化的海洋領域中的水下文化遺產，即使我們正在努力解決海洋酸化和氣候變化問題。 

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1. 有關“水下文化遺產”一詞的正式認可範圍的更多信息，請參閱聯合國教育、科學及文化組織 (UNESCO)：《保護水下文化遺產公約》，2 年 2001 月 41 日，40 ILM XNUMX.

2. 此處和本文其餘部分的所有引述均來自與西澳大利亞博物館的伊恩·麥克勞德 (Ian McLeod) 的電子郵件通信。 為了清晰和風格，這些引述可能包含次要的、非實質性的編輯。

3. Meraiah Foley，Cyclone Lashes Storm-Weather Australia，紐約時報，3 年 2011 月 6 日，AXNUMX。

4. 有關對沉船影響的初步信息可從澳大利亞國家沉船數據庫獲得，網址為 http://www.environment.gov.au/heritage/shipwrecks/database.html.

5. 摩納哥宣言 (2008)，見 http://ioc3。 unesco.org/oanet/Symposium2008/MonacoDeclaration。 PDF。

6.身份證。