古戰艦重現記—瑞典瓦薩號戰艦保存修復史（上）

文 / 葉前錦　

瓦薩號打撈出水情形(引自Mayol 1996)

瓦薩號噴灑PEG情形(引自Mayol 1996)

　　前篇電子報夏麗芳小姐詳盡介紹了瑞典著名的瓦薩博物館（Vasa Museet），以及瓦薩號戰艦坎坷的歷史，相信大家已有初步的了解，今日在博物館館內展示的瓦薩號戰艦原始零件保存完整度達95%以上，加上船上裝飾700多座彩繪雕刻精美的雕像，造就其獨特的藝術寶藏地位，也使該博物館成為世界著名的觀光景點。瓦薩戰艦在文物保存修復界非常具有代表性與重要意義，它堪稱世界最大的水下考古出土遺物，也是世界僅存一艘十七世紀的古戰艦，為了將其雄偉的原貌重新呈現在世人面前，瑞典政府傾全力保存修復這件重要的國寶，但其背後實有一段鮮為人知且漫長艱辛的研究修復歷程。2007年6月筆者恰巧參與國立文化資產保存研究中心籌備處與中央研究院歷史語言研究所合辦之「出水文物緊急維護與保存國際研討會暨工作坊」，會中請到瑞典瓦薩博物館文物保存修復師艾瑪伊麗莎白‧哈克小姐（Emma Elizabeth Hocker）講述有關瓦薩戰艦修復經過，因此參考其演講內容與相關文獻資料集成本文記述這段修復歷史。

從海底到岸上

　　瓦薩號戰艦的修復歷史可從其現代打撈作業開始說起，1956年瑞典海軍工程師安德‧法蘭森（Ander Franzen）利用自製的探勘工具重新確認沉船的確切位置與殘骸，1959年他結合瑞典海軍與國立海事博物館，展開為期3年周詳規劃的打撈沉船工作。為了將瓦薩號順利從海底起出，潛水員花了兩年時間在船殼底部挖出6條隧道，埋入六根大管，再用鋼纜穿過大管，連結到兩艘拖船上，並將船艙內的淤泥盡量清除以減輕重量，然後將船殼從海床上拖至淺海區；之後又花了近兩年的時間進行船殼強固和防漏處理，將64座砲台口封住，同時填補船身上因金屬螺栓生鏽脫落所形成的數千個孔洞。1961年4月24日，在全球媒體的見證下，瓦薩號正式起出水面，消息傳遍瑞典全國大街小巷，國民無不引頸期盼欣喜萬分。

　　出水後的瓦薩戰艦先被安置在一個水泥駁船的基座上，並不時噴灑港口抽取的海水保持木質濕潤與靜待後續處理，潛水人員則持續打撈與挖掘海底其他的殘件與相關物品。保存修復科學家仔細檢視這艘戰艦，發現靜臥在海底300餘年的瓦薩號，由於是完工首航不久就立即沉沒的新船，因此沒有舊船船體多帶有細菌與黴菌的問題，加上波羅的海低溫、低氧、低鹽度的海水環境，船體被海底微生物進行腐蝕分解的情形近乎微乎其微，僅限於表面以下1-2公分；船體的木材的纖維素雖然劣化，但木質素的骨架依然存在，並有充足的海水支撐脆弱的部位，船體的外形得已大致保存完好。但瓦薩號出水後由於保存環境驟然改變，內含的水分會迅速蒸發，如不繼續保持濕潤，最後將產生收縮、龜裂、剝落、變形甚至崩解潰陷等情況，因此急需進行脫水、定型加固等措施才行。面對保存如此完好的沉船，科學家將保存瓦薩號船體外型與尺寸列為終極目標，極力防止後續劣化情形產生，修復工作首要之務就是必須將木材內含的水分以另一種穩定的物質替換掉，這個物質除了取代水分子外，還必須能夠維持木質細胞結構原來的完整度與強度。科學家先從當時現有的考古泡水文物修復技術進行可行性評估，但令人沮喪的是，早年例如挪威維京沉船修復所使用焦油醇、明礬、甘油等保存法，還有義大利耐米湖沉船所使用的自然乾燥法，雖然保住船體外型，但後來都發現對船體表面造成嚴重損害，因此都不適合用在瓦薩號上，科學家必須另謀新法才行。

新修復技術的研發

　　經過多方研究與實驗，瑞典的研究團隊研發出「聚乙二醇浸漬法（Polyethylene glycol Impregnation）」的技術。聚乙二醇簡稱「PEG」，是一種人工合成的分子聚合物，為可溶於水的臘，常見於化妝品成分（例如口紅）當中，也廣泛為醫藥業與食品加工業所應用，它可以合成不同的分子量，分子量越多化學鍊就越長，質量也越重，例如PEG 6000與PEG 4000在常溫下呈固態，而PEG 400或PEG 200則是呈軟臘狀或液態。此外，PEG又具有分子量越高越不容易吸收水分的特性，因此科學家認為可以提供泡水木材脫水後相當的支撐與保護。

　　PEG發現後修復專家並未立即使用在船體處理身上，他們先成立實驗室處理瓦薩號三萬件的打撈品，將其中14000件木器浸泡在PEG處理槽，水槽長20公尺，以不鏽鋼製成，浸泡時須加入純水並將水溫維持在60℃，為了抑制水中微生物生長，純水中還加入比例7：3的硼酸液（濃度2%）與硼砂。微量的PEG溶入水中，每經過24小時後增加濃度，由最初的1/12 %慢慢增加到45%。這個過程看似簡單，但必須在恆溫的水中緩慢的增加PEG濃度才能達到最佳的脫水效果，如果當中PEG濃度突然過高，反而會造成木器內的水分脫出速度過快，木器立即崩解損毀，在今日有電腦程式可供計算控制的年代是十分容易克服的問題，但對1960年代的科學家而言，他們必須仰賴無數次的實驗成功經驗，甚至是直覺才有可能達成。

　　當木器中的水分完全被PEG取代達到一個穩定的狀況後，器物的重量就不會再增減，浸漬的工作才算告一段落。瓦薩號上的木器總共花費18-24個月浸漬PEG溶液，其後又花費6-12月自然風乾，乾燥期間還必須隨時噴灑PEG溶液防止器物迅速失水龜裂，實驗室內的相對溼度也要配合乾燥速率由90%RH緩慢調降至日後維持博物館展示所需要的60%RH，乾燥完全的器物最後表面還須塗上一層PEG 4000作為保護（當時科學家認為可以隔絕空氣，但後來證明並無此效用），PEG 4000可以藉由吹風機的熱風完全移除，因此完全符合文物保存修復可逆的修復原則。

　　科學家在處理小型木器的過程中，也遭遇到許多挫折，有許多器物因為毀損嚴重十分脆弱，無法使用PEG浸漬法脫水，這時科學家只好將其浸泡在純水中，靜待未來研發出更恰當的方法再進行處理。非常幸運的是不久之後，科學家又研發出「真空冷凍乾燥法」，將泡水的木器移至濃度5-10%的PEG 400溶液中浸泡，待其達到恆定狀態後再將器物急速冷凍至-20℃，然後讓器物處於真空狀態，緩慢加熱，此時凍結的冰塊會迅速昇華成水蒸氣，有效防止自然乾燥法水分子從室溫下的液態轉變為氣態時對器物細胞所造成的張力傷害。1970年代科學家更進一步將真空冷凍乾燥法搭配PEG浸漬法一同使用在其他木器的修復上，由於成效良好，成為目前公認最有效的泡水文物脫水處理法。

為瓦薩號沐浴

　　科學家在修復小型木質文物上有許多成效後，才開始著手進行船體的脫水工作。但是問題又來了，瓦薩號的體積共計700立方公尺，表面積達14000平方公尺，含水量重達800公噸，除非可以製造出一個超級大型的水槽將瓦薩號全部隱沒進去，並且還要倒入比瓦薩號容積更多的PEG溶液來浸泡，否則難以進行脫水處理。科學家也有想過要將船殼一一分解處理，但是零件實在太多太複雜，修復起來恐更費時費力，因此他們最後想出一個折衷的方案，改用PEG淋浴噴灑方式進行，這樣不僅可以節省PEG溶劑的用量，施作起來也比較容易。

　　為了方便噴灑PEG溶劑，科學家將瓦薩號遷移到一處新的船塢進行處理，1962年4月開始噴灑PEG 4000，剛開始的時候以人工噴灑的方式進行，一天兩次，每次5個人施做，連續噴灑5小時，白天進行晚上停工，但後來發現人工噴灑效率低，1965年後改採機器自動噴灑，安裝500個噴頭同時進行船體內外24小時不間斷的噴灑工作。由於 PEG 4000的分子太大容易阻塞噴孔，因此科學家後來改用PEG 1500；到了1972年，為了增強PEG對木質的滲透力，又改用PEG 600，到此階段科學家也逐漸減少PEG噴灑的頻率，並同步安裝空調機組輔助風乾。瓦薩號就這樣從1962年一直噴灑PEG至1979年，共噴灑17個年頭，船體估計共吸收100公噸的PEG溶液，噴灑期間科學家還必須定期檢測處理成效，因此共在瓦薩號上鑽了500個小孔進行抽樣。PEG噴灑工作原本預計進行更久的時間，但礙於龐大的輿論關注與政治壓力因此提前結束，瓦薩號表面最後塗上一層PEG 4000防護完工。

　　1979-1988年瓦薩號開始進行自然乾燥，在這九年期間船塢內之相對溼度必須從95%RH慢慢緩降至60%RH，估計約蒸發掉5800公噸的水分，今日瓦薩號的含水量大約僅剩11-12%，約有50公噸的水分仍留存於船體內，修復人員仍在船體設置多個測點監測船體內含水量。

　　為爭取時效，風乾期間的瓦薩號同步進行修補工作，由於95%的原始構件保存良好，因此只有少部分破損的區域需要重新更換木材、補強結構與修飾外觀，器物修復專家也將完成脫水修復處理的700多件木雕像一一安裝回船上，船上層的樓座、迴廊、船頭亦重新組裝拼合，這些附加物多位於船體外側，因此修復期間還必須加大暫存船塢，才能容納所有的組件，瓦薩號的修復進度也因為船塢的增建工程延遲2年後才完成。

　　1988年，瓦薩號修復完成重新遷回1961年出水後的安置地點，這個地方也同時改建成瓦薩號永遠的家－瓦薩博物館，戰艦由底座的駁船承載航行在海上，堪稱其有始以來，也是唯一一次成功的航行。展示中的瓦薩戰艦因為先前脫水處理噴灑大量的PEG溶液，所以看起來比原來的木頭顏色深，而且感覺濕濕亮亮的，加上有些彩繪雕像的色澤被PEG 4000掩蓋住，為了讓整體看起來更接近原建狀態，修復專家在入館定位後將船表多餘的PEG 4000移除，並陸續完成其他組件與船上文物（包括織品、船帆、金屬器、皮革等）的修復工作。1990年代中期，瓦薩號的船帆修復完成重新升起，前帆與主帆皆為原件，後桅帆因為破損嚴重使用複製品替代。修復完成的瓦薩號，長65公尺，寬22.5公尺，高20公尺，氣勢雄偉壯麗非凡，博物館的開幕吸引大批遊客參觀與讚嘆，成為北歐遊客人數最多的博物館，有許多人為了造訪瓦薩號，才到斯得哥爾摩旅遊，瓦薩戰艦終於在400年後達成原建者瑞典國王古斯塔夫二世（King Gustav Adolf II）宣揚國威的心願。

　　瓦薩號的修復故事就到此結束了嗎？可惜好景不常…（待續）

（本文作者為史前館研究典藏組研究助理）

參考文獻

瑞典瓦薩博物館官方網站http://www.vasamuseet.se/。

Hocker, Emma Elizabeth（Conservator of Vasa Museum, Stockholm, Sweden）
2007 “Lessens Learned from the Pioneers: Conservation Challenges of the Swedish Warship Vasa.” 國立文化資產保存研究中心籌備處、中央研究院歷史語言研究所主辦2007年6月27-29日「出水文物緊急維護與保存國際研討會暨工作坊」研討會手冊。

Mayol, Dottie E.
1996 The Swedish Ship Vasa’s Revival.（http://www.abc.se/~m10354/publ/vasa.htm）Report on the Vasa from University of Miami.