胡夫（金字塔）内室石材表面材料特性研究：迈向有依据的保护策略

为什么金字塔的隐室仍需维护

在胡夫大金字塔深处，王后室与王室（王）的内室看似超越时光，由超过4500年前堆砌的大块石灰石与花岗岩构成。然而这些石墙如今正在悄然变化，现代旅游与室内气候波动促进微小盐晶的生长，慢慢削弱岩石。本研究探讨这些著名内室表面上正在发生的变化，以及非破坏性、温和的科学手段如何在可见损伤变得不可逆之前，为更明智的保护提供指导。

承受现代压力的古代房间

王后室与王室位于大金字塔的核心，仅能通过陡窄通道到达，每年有数千名游客经过。参观者的呼吸、体温与湿气提高了温度、湿度与二氧化碳浓度，这些空间并非为如此人流设计。早期报告已警告，游客相关的潮气可在其它金字塔中触发盐类结晶与真菌生长。在胡夫金字塔内，2022至2024年间的新调查显示，王后室的石灰石上正扩展出白色结壳与如须状的盐沉积，而王室上部的花岗岩石块，尤其接近接缝与天花板的暖区与不易扰动处，出现了晶体状的生长。

无需拆解即可“看见”石材内部

由于金字塔受严格的文物保护法律约束，研究者必须在尽量少接触文物的前提下获取尽可能多的信息。为此，团队使用了可携带的便携式X射线荧光（XRF）仪器，可将其带入内室并在短距离对墙面进行照测，而不取下材料。在王后室的石灰石上，他们记录了数十处点测量，绘制出硫与氯等化学元素在下部墙层的分布图。在王室的花岗岩上，他们既进行了点测量也做了小区域XRF扫描，基于元素信号构建出颜色编码图，区分不同矿物（如长石与深色云母）。这是首次在金字塔内就地对阿斯旺花岗岩进行如此详细的XRF成像。

这些盐是什么以及它们来自何处

为理解结壳本身，研究者将非接触测量与极少量微样（仅限盐类与已脱落碎片）相结合。实验室分析，包括扫描电子显微镜与X射线衍射，表明王后室闪亮的白色风化盐以一种矿物为主：石盐（卤化钠），由钠与氯组成。同样的元素也出现在看似完整的石灰石碎片中，表明这种盐不仅是表面污染物，而是部分嵌入自石材古海相起源。随着湿度在石盐吸湿或放水的临界阈值上下波动，盐反复溶解与再结晶，在石材孔隙与表面长出针状晶体。随着时间推移，这些循环会逐渐撬松颗粒，使曾经坚固的石块变为脆弱的粉状物。

从内部慢慢变化的花岗岩

王室则呈现不同情形。这里的石材为致密的红色阿斯旺花岗岩，而最明显的盐类生长出现在高处墙面和天花板接缝处。XRF成图与谱线的统计分析（采用称为主成分分析的数据降维技术）使团队能够区分花岗岩中的不同矿物，并将盐的分布与特定成分如长石与深色云母联系起来。作者提出，一种称为高岭化的长期风化过程正在发挥作用：在温暖、潮湿且富含二氧化碳的环境下，长石矿物逐渐分解为类粘土相，增加石料的微孔隙度。这种新的微孔网络使湿气与溶解盐更易迁移并在上部石块结晶，尤其在每天访客流造成温度、湿度与CO₂剧烈波动的房间内更为明显。

为大金字塔未来保护提供指引

通过将石灰石室的主要破坏性盐明确为石盐，并将花岗岩的盐析出与王室内部矿物风化联系起来，本研究为未来的保护规划提供了科学依据。作者认为，任何清洁与盐移除工作都必须与更好的微气候控制相结合——尤其是稳定湿度与改善空气流通——以尽量减少溶解与结晶循环。他们的工作还表明，便携的非破坏性工具（如XRF）配合谨慎的数据分析，可以在不需开取新样本的情况下，在大面积墙面跟踪早期的警示信号。这样，现代科学能帮助确保参观者继续体验大金字塔的内室，同时尽可能保持石材接近古代建造者留下的状态。

引用: Sessa, C., Deraz, R., Popovych, O. et al. Material characterization of stone surfaces in the inner chambers of the Khufu (Cheops) Pyramid: towards informed conservation strategies. Sci Rep 16, 12586 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-48805-8

关键词: 胡夫金字塔, 石材保护, 盐类析出, 阿斯旺花岗岩, 遗产微气候