Trong bài kết thúc series viết nhân phát hiện và khai quật cặp thuyền trên lòng sông Dâu cổ ở Hà Mãn, Thuận Thành, Bắc Ninh tôi muốn gợi ý về cách bảo quản khoa học gỗ thuyền này, dựa trên kết quả nghiên cứu khảo sát các con thuyền Đông Sơn trong bảo tàng khảo cổ học tàu thuyền do tôi sáng lập và dựa trên quan sát trực tiếp hai thân thuyền Hà Mãn.
1. Các đồng nghiệp Đan Mạch là những người đầu tiên đã cung cấp cho tôi tài liệu và cơ hội tham quan các phòng thí nghiệm bảo quản gỗ khảo cổ ngập nước trên thế giới. Những con tàu Viking được các nhà khảo cổ học Đan Mạch phát hiện và thực hành bảo quản đầu tiên vào năm 1952. Họ là những chuyên gia nòng cốt, cùng các đồng nghiệp Đức, Thụy Điển, Pháp… sáng lập tổ chức khoa học chuyên ngành quốc tế mang tên Wet Organic Archaeological Materials (WOAM - Tư liệu khảo cổ học hữu cơ ngậm nước) nhằm công bố và san sẻ kết quả, kinh nghiệm từ các phòng thí nghiệm chuyên bảo quản, phục dựng gỗ và các hiện vật hữu cơ ngậm nước.
Một con thuyền Viking được sử lý PEG, đông khô và phục dựng trong Bảo tàng Viking ở Roskilde (Đan Mạch)
Tôi tiếp xúc với tổ chức này từ 2005, khi đến thăm các phòng thí nghiệm chuyên ngành ở Bảo tàng Quốc gia Copenhagen (Đan Mạch), Đại học Trondheim (Na Uy), Đại học Goeterborg (Thụy Điển), Bảo tàng Tàu thuyền Brehmen và Main (Đức), Trung tâm hạt nhân Grenoble (Pháp)… Sau đó, năm 2006, tôi tham dự khóa huấn luyện nhận diện phân loại sợi cellulose tại Viện Sinh học, Đại học Durham (Anh). Cũng năm đó, tôi được mời báo cáo khoa học về Khảo cổ học Đất ướt ở Việt Nam (Wetland Archaeology in Vietnam) tại Trung tâm khảo cổ Nara (Nhật Bản) và được các đồng nghiệp Nhật Bản giới thiệu gia nhập Hội Khảo cổ học Đất ướt thế giới. Về nước, tôi thành lập phòng thí nghiệm chuyên ngành bảo quản thành công vải sợi ngậm nước trong các mộ thân cây khoét rỗng Đông Sơn ở Châu Can, Động Xá, Yên Bắc, cán giáo đời Trần, Mạc và đồ gỗ, đồ sơn mài, hạt quả Đông Sơn.
Hình trái: Đồ sơn Đông Sơn khi vừa vớt khỏi mộ và sau khi được bảo quản đúng phương pháp (ảnh trên) và để khô tự nhiên (ảnh dưới). Hình phải: Tác giả cùng chủ nhân bất lực không thể cứu chữa một thuyền độc mộc Đông Sơn bảo quản không đúng phương pháp. Con thuyền phát hiện cuối năm 2015 ở khu vực sông Kinh Thày. Khi tôi được mời đến, thuyền còn tươi mọng như vừa đẽo xong. Tôi đã hướng dẫn bọc nước giữ ẩm chờ mang PEG đến bảo quản. Nhưng chỉ một tháng sau quay lại, chủ nhân đã để khô nứt hỏng hết. Đáng tiếc!
Về mặt lý thuyết, các di vật hữu cơ có nguồn gốc thực vật giữ lại được hình hài đều ít nhiều dựa trên cấu trúc cellulose bền vững. Trong khi sống, các vật hữu cơ thực vật đều tồn tại với ba thành tố cơ bản: sợi cellulose tạo khung hình hài, các ống lignin và pectin tải nước và khoáng, đạm dinh dưỡng nuôi cây. Với trường hợp gỗ, tức thân cây cành… khi kết thúc sự sống, các ống dẫn lignin và pectin rỗng dần và co ngót lại theo thời gian, tạo ra trạng thái khô ngót chỉ còn khung cellulose và sẽ bị quá trình vi sinh hóa làm phân hủy. Nhưng khi thân cành đó trong môi trường ngậm nước, thì các ống dẫn pectin, lignin được điền đầy, giúp hình hài nguyên thủy của gỗ, cây cành, sợi, lá, quả hạt…giữ nguyên, thậm chí căng mọng hơn.
Trong bài trước tôi đã giải thích một số môi trường đã ngăn cản hoạt động của côn trùng, vi sinh giúp các di vật hữu cơ thực vật không bị phân hủy. Nếu nằm trong môi trường yếm khí, ẩm ngập, chúng chẳng những tồn tại nguyên vẹn mà còn "tươi căng" hơn bình thường. Vì vậy, việc bảo quản đầu tiên sau khi khai quật là phải tái tạo môi trường đã giúp chúng tồn tại hàng trăm, ngàn năm trước. Đó là lý do tại sao, trong buổi hội nghị "đầu bờ" hôm 26/3 vừa rồi tại hiện trường khai quật thuyền cổ sông Dâu, tôi đã phát biểu và nhắn gửi đội khai quật đặc biệt chú ý giữ ẩm và dùng chính nước thấm ra từ đất để tưới mặt gỗ trước khi có những biện pháp "điều trị lâm sàng" chuyên ngành.
Bể ngâm thuyền tẩy lưu huỳnh và cân bằng nồng độ pH trong gỗ các con thuyền Đông Sơn và Đại Việt sớm vớt tại vùng sông nước Lục Đầu Giang, tại Viện Nghiên cứu Văn hóa Bạch Đằng của Trung tâm tiền sử Đông Nam Á tại Quảng Yên, Quảng Ninh. Tác giả cùng giáo sư Peter Bellwood, Đại học Quốc gia Australia (giữa) và TS Lê Hải Đăng, Viện Khảo cổ học (bìa trái). Các hình bên phải đặc tả tình trạng gỗ và vị trí lỗ cắm cột mái chèo
2. Gỗ thuyền Hà Mãn và các thuyền Đông Sơn trong bảo tàng tàu thuyền tôi hiện có cũng như các quan tài thân cây khoét rỗng Đông Sơn và tùy táng hữu cơ thực vật kèm theo đều tồn tại trong môi trường đất vốn từng bị nhiễm chua mặn do ảnh hưởng của thời kỳ vịnh biển holocen trung, trong đó nhiễm lưu huỳnh là kẻ thù lớn nhất của mọi hiện vật đó. Dễ nhận nhất của môi trường chua mặn này là hàm lượng pH thấp hơn bình thường (chỉ khoảng 3-4 trong khi bình thường 6-7). Vì vậy, tảy lưu huỳnh (desulfuration) là nhiệm vụ hàng đầu, thông qua việc ngâm và thay nước thường xuyên, kéo dài tùy hiện vật, từ 3-6 tháng. Quá trình này cũng giúp gỗ, vải sợi, hạt quả… trở về trung tính để tiếp nhận xử lý hóa chất.
Vải Đông Sơn (hình trái) và sợi lanh, tách từ mẫu vải khai quật trong mộ thân cây khoét rỗng Đông Sơn ở Châu Can năm 2000 dưới kính phóng đại quét điện tử (SEM)
Với trường hợp cặp thuyền Hà Mãn, do chủ chương để nguyên tại chỗ với đất nguyên thủy vẫn bao bọc bên ngoài thì chỉ cần giữ ẩm và tưới thường xuyên nước ngấm từ bên ngoài vào lòng thuyền là ổn. Nhưng bất kỳ sơ sểnh nào để khô phần gỗ bên trong đã lộ ra sẽ tạo nứt không thể cứu chữa. Gỗ khảo cổ ngậm nước khi đã bị khô nứt co ngót thì không thể nào phục hồi lại được. Vì vậy cần xây dựng tại chỗ một nhà kín gió để hàng ngày kiên trì xử lý tẩy lưu huỳnh, tẩy chua mặn trong gỗ bằng cách tiêm hàng ngàn mũi vào gỗ đang rất mềm loại dung dịch tẩy lưu huỳnh và giảm chua mặn. Sau 6 tháng sẽ thay thế bằng dung dịch PEG (PolyEthileneGlycol) ở tỷ lệ tăng dần mỗi tháng. Kết thúc tiêm dung dịch PEG sẽ là quá trình để gỗ ngậm PEG khô chậm.
PEG là dung dịch như nến, chiết xuất từ dầu mỏ, trung tính và dễ hòa tan trong nước. Khi ngấm vào gỗ sẽ thay thế, chiếm chỗ nước trong các mạch pectin và lignin của gỗ và dần khô cứng lại khiến gỗ khi khô sẽ không bị co ngót, biến dạng. Để gỗ không bị co, biến dạng trong quá trình khô, các phòng thí nghiệm đặc biệt chú ý đến quá trình khô chậm.
"Đông khô" (freeze drying) là phương pháp tối ưu. Gỗ sau khi ngâm PEG sẽ dược đưa vào buồng chân không và giảm đến 30 độ âm để định vị hiện vật gỗ trong môi trường hóa đá. Máy sẽ điều tiết quá trình tăng dần nhiệt độ làm tan băng, đồng thời hút hơi nước trong quá trình tan băng đó. Tùy hiện vật dày mỏng… mà thời gian đó dài hay ngắn. Với vải sợi, máy cần 8 giờ đồng hồ. Với gỗ thuyền có khi cần từ 12 đến 36 tiếng. Thiết bị đông khô này khá đắt. Năm 2005, chúng tôi đã chế thử thành công chiếc máy đông khô đầu tiên ở Việt Nam.
Hình trái: Máy đông khô “made in Vietnam” đầu tiên được Trung tâm tiền sử Đông Nam Á đầu tư kinh phí cùng các chuyên gia Viện Hàn lâm KHTN và Công nghệ Việt Nam chế tạo năm 2005 để bảo quản gỗ vải ngậm nước trong khai quật khảo cổ. Hình phải: Mảnh vải ở mộ Châu Can 2000 (ảnh trên) đã được tôi tách ra trong nước và dùng máy đông khô tự chế bảo quản nguyên trạng
Phòng bảo quản gỗ khảo cổ ngậm nước vào loại hàng đầu thế giới ở Bảo tàng Quốc gia Đan Mạch trang bị một hệ thống đông khô dạng bồn hình ống dài 6m đường kính 1,5m với tổng mức đầu tư năm 2005 là trên 900 ngàn Euro. Hiện tại trên thế giới ngoài phương pháp đông khô ngâm PEG, còn có phương pháp ngâm nhựa thông lỏng và làm khô bằng thiết bị container vi sóng (microwave) của CHLB Đức do Bảo tàng Viking ở Brehmen và Bảo tàng Tàu thuyền La Mã ở Mainz khởi xướng.
Riêng ở Việt Nam, tôi đã từng đề xuất phương pháp ngâm PEG và khô chậm trong bể cát trộn PEG. Các chuyên gia Thụy Điển và Pháp đã ủng hộ phương pháp này. Theo đó, sau khi ngâm đủ nồng độ PEG, hiện vật được ngâm trong hỗn hợp cát trộn PEG. Cát dễ quan sát và điều tiết ẩm và sẽ tạo khuôn, giúp hiện vật không bị biến dạng trong quá trình khô chậm. Với các hiện vật gỗ nhỏ chúng tôi dùng màng nhựa polimer mỏng bọc để khô chậm trong tủ lạnh. Hiện tại phòng thí nghiệm Bảo tàng Tàu thuyền của Trung tâm tiền sử Đông Nam Á đang bảo quản hơn 100 hiện vật gồm 35 thuyền và mảnh thuyền độc mộc cổ, khoảng 100 đồ gỗ và đồ sơn khai quật từ các mộ thân cây khoét rỗng Đông Sơn.
Đối với cặp thuyền vừa khai quật ở Hà Mãn, Thuận Thành, Bắc Ninh chúng ta hoàn toàn có thể làm chủ kỹ thuật, công nghệ bảo quản. Với chủ trương xã hội hóa, tôi nghĩ rằng vấn đề kinh phí cũng không phải là quá khó khăn, với một địa phương có những doanh nghiệp yêu mến di sản đã từng huy động kinh phí tự có hàng trăm ngàn Euro để đưa bảo ấn Minh Mạng từ Pháp về.
