編譯／潘楠慕

16世紀義大利畫家達文西著名畫作〈蒙娜麗莎〉（Mona Lisa），畫中主角的一抹神秘微笑令人著迷，幾十年來吸引科學家持續探秘。最近一份研究對達文西的繪畫技藝又有了新發現，達文西創作這幅畫時採用的顏料含有一種當時罕見化學物質：「水白鉛礦」（plumbonacrite），這在那個年代尚屬於創舉。

這份在「美國化學學會」期刊《美國化學會志》（JACS）發表的研究顯示，好奇、好學又充滿創意的文藝復興時期藝術大師達文西，在創作〈蒙娜麗莎〉時，或許格外有實驗精神，因為他為這幅畫打底時所用的顏料配方與過去使用的不同。

報告第一作者、法國頂級研究機構「法國國家科學研究中心」（CNRS）化學家岡薩雷斯（Victor Gonzalez）指出，達文西熱愛實驗，他的每一幅繪畫在技術上都截然不同，「在這個例子中，畫作底層使用了特殊技術，確實令人覺得有意思」。

這是首次證實藝術史學家過去僅在理論上推測的一點：達文西很有可能使用氧化鉛粉，來增加〈蒙娜麗莎〉底層濃稠度並且加速乾燥。

這項由法國和英國合作的研究，用X光分析〈蒙娜麗莎〉右上角底層一個微小的油漆斑塊，這個斑塊比人類髮絲的直徑還小，幾乎難以用肉眼看見。研究人員為了這項研究，動用了可將粒子加速到接近光速的大型儀器同步加速器，以同步加速器產生的X光，檢視油漆斑塊的原子結構，了解其化學組成，發現存在「水白鉛礦」。

由於水白鉛礦是氧化鉛的副產品，因此研究人員能夠更為肯定地說，達文西很有可能在顏料中用了氧化鉛粉。岡薩雷斯說：「水白鉛礦是他所用顏料配方的指紋，這是我們首次能從化學角度證實這一點。」據信達文西是將氧化鉛粉末與亞麻籽油或核桃油混合，加熱使其成為更濃稠、更快乾的底層顏料。

岡薩雷斯研究過達文西、17世紀荷蘭畫家林布蘭和其他藝術家的數十幅作品，之前的研究發現，林布蘭的畫作也用了水白鉛礦，雖然晚了達文西100多年，不過，這也代表這種顏料配方流傳了幾百年。

專門研究義大利文藝復興時期藝術的紐約大都會博物館策展人巴姆巴赫（Carmen Bambach）說，任何對達文西繪畫技巧、經過科學證實的新發現，「都是對藝術界極為重要的消息」，在〈蒙娜麗莎〉上發現水白鉛礦的存在，「證明了達文西的熱情和身為畫家的持續實驗精神，就是這種精神使他能超越時代，成為永恆」。

〈蒙娜麗莎〉據信是達文西在1503到1506年間創作，由法國巴黎羅浮宮收藏。就如同畫中主角那抹微笑的神秘感，岡薩雷斯說：「這幅畫還有許許多多有待發掘的地方，我們只觸及了表面。」


建材能自我修復 千年建築長壽秘方

為了追求更耐久的建築方式，一些科學家從前人的智慧尋找答案：對馬雅文明灰泥建築、古羅馬帝國萬神殿所用的混凝土，以及中國大陸的長城等古建築進行逆向工程，不僅找出維持建物屹立數千年的建材配方，還驚訝地發現，有些建材甚至有「自我修復」能力。

構成大部分現代世界的混凝土，壽命約50到100年，相較之下，數千年前採用的建材更為經久耐用，西班牙格拉納達大學文化遺產研究員羅德里格茲－納瓦洛（Carlos Rodriguez-Navarro）說，在氣候暖化下，如果使用這些古老配方來改善建材特性，就能以更永續的方式打造現代建築。

現代混凝土使用的波特蘭水泥，是以石灰石、黏土高溫燃燒後，磨成粉末製成，與水混合成具有化學反應性質的漿體，黏合建材。古羅馬混凝土製程也類似，但是具有非比尋常的自我修復能力。

今年初麻省理工學院材料學家馬希奇（Admir Masic）發表的一份研究指出，關鍵在於古羅馬建材中加入未充分混合的石灰碎屑，在建築出現裂縫時，水滲透到混凝土中，會與石灰碎屑發生新的化學反應，填補裂縫。

另一份4月刊登的研究則發現，馬雅灰泥建築「長壽」的秘訣在於添加樹木汁液，讓灰泥特別能承受物理、化學損害。其他這類古建材研究發現的添加物，還有牛奶、啤酒，甚至糞便和尿液等。中國著名的建築長城和紫禁城建材也有混合糯米的跡象。

科學家正研究汲取這些古建材特性，與現代建材混合。馬希奇說：「混凝土壽命只要延長50年、100年，長期而言，就能減少必要的拆除、維護和建材成本。」



3400萬年遠古地形 藏在南極冰層下

提到南極，就令人聯想到一片冰天雪地的畫面。不過，近期一份由英國和美國合作的新研究指出，南極有一片被遠古河流切割出來的山丘、河谷地形，就隱藏在這塊大陸廣大的冰層下，冰封了3400萬年。

這片古老地貌位於東南極冰蓋、一片濱印度洋的區域「威克斯地」（Wilkes Land）下方，範圍廣達3萬2000平方公里，曾有樹林、或許甚至還有動物棲息過，但是後來冰蓋形成，這片地形就「凍結在時光中」。研究報告第一作者、英國杜倫大學冰河學教授傑米森（Stewart Jamieson）說：「這是一片之前未被發現的地貌，沒有人注意過。」

研究人員指出，南極冰層下的土地比火星地表地貌還鮮為人知，「看見」這些隱藏地貌的主要方式，是利用「無線電回波探測法」（RES），從上空向冰蓋發送無線電波，分析無線電波回音。但是由於範圍廣大，用這種方式極具挑戰性，因此，利用現有南極地表衛星影像「追蹤出」地表下超過2.5公里深處地形。

傑米森解釋，冰層表面的起伏就像「疊影」，覆蓋底下起伏更大的地形，再與無線電回波探測資訊對照，就呈現出類似地表常見有河谷、有山峰的樣貌。

這份報告10月在《自然-通訊》（Nature Communications）發表，目前難以斷定陽光最後一次灑在這片遠古地形上，是在多久以前，但是研究人員相信，可能在3400萬年前、最晚1400萬年前開始冰封。隨著地球暖化導致南極融冰，這片以原始樣貌被冰封數千萬年的地形，有可能重見天日。