解理断裂”需要垂直于晶体表面的冲击力,且冲击力必须均匀。如果是人为敲击,断口会呈现参差的锯齿状,因为玉石的脆性会导致裂纹随机扩散。
实验人员用3D打印复刻了这件玉璋,并用直径5厘米的玄武岩碎石(模拟火山弹)以每秒18米的速度斜向撞击刃部,得到的断口与文物完全吻合。“就像用斧头劈木头,顺着纹理才能劈出平整的断面。”考古材料学家解释道,“火山弹的高速撞击刚好满足了这个条件——力量够大,方向够准。”更有趣的是,实验中玉璋断裂后,碎片飞溅的距离与三星堆坑内玉璋残片的分布范围基本一致,均在2-3米半径内,这意味着撞击时的能量级与火山弹冲击完全匹配。
陶器的碎裂则是一场“脆性材料的溃败”。
三星堆一号坑出土的宽沿陶尊,碎片散落范围达3平方米,最大的残片不过手掌大,最小的只有指甲盖大小。这些碎片有个共同特征:断口边缘锋利,带着新鲜的“茬口”,像刚被打碎的玻璃。其中一块残片的内侧,还粘着三粒稻米壳,壳上的纹路清晰可辨——这证明陶尊破碎时,里面正盛着粮食,而不是被刻意清空后砸碎的。稻米壳的碳十四测年显示,其年代与陶尊烧制年代一致,排除了后期混入的可能。
更关键的是碎片的“分层分布”。坑底1.2米处的陶片边缘较钝,有磨损痕迹;而0.8米处的陶片边缘锋利,断口新鲜。这是因为先破碎的陶片被后续落下的火山灰掩埋、摩擦,边缘逐渐磨圆;后破碎的陶片直接落在松软的火山灰上,保留了原始断口。这种时间分层,与实验室中“火山灰逐步掩埋”的模拟结果完全一致——模拟实验显示,每间隔30分钟落下的火山灰,会在陶片表面形成不同厚度的覆盖层,与坑内实际堆积吻合。
金器的“幸存”则是延展性的胜利。
“太阳神鸟”金箔的边缘有一道0.3厘米长的褶痕,用原子力显微镜观察,褶痕处的金原子排列并未断裂,只是像被挤开的人群,有序地向内侧滑移。金的延展性让它在每秒20米的火山弹冲击下,选择了“变形而非破碎”。实验显示,纯度95%的金箔在受到冲击时,能拉伸至原长的2.5倍而不断裂,这也是为何三星堆金器多为变形而非粉碎。金杖的破损更具戏剧性。其外层金箔有一处长5厘米的撕裂口,撕裂处的金属纤维被拉长至0.5毫米,像被强行拽开的绸缎。检测发现,撕裂口内侧残留着炭化的木质纤维——这是火山喷发时,金杖的木质内芯在高温下迅速膨胀,撑裂金箔的证据。木质内芯的碳化
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