八名修復科學家戴上頭盔、穿上工作靴，踏入世界上最著名的大教堂「巴黎聖母院」已燒得焦黑的斷垣殘壁當中。十天前，一場大火席捲了聖母院的閣樓、融化了聖母院的屋頂，原本的尖頂倒插在肅穆莊嚴的廳堂之中。現場除了麻雀的振翅聲，一片死寂。本該好聞清香的空氣，現在都是灰燼和煙塵的刺鼻味道。大理石地板上也覆蓋著成堆的殘骸。
然而，被法國文化部召集來檢查毀損狀況，並打算進行救援工作的這群科學家們，大多卻對現場的情況感到如釋重負，甚至充滿希望。原本的籐椅依舊整齊地排列著、無價畫作也毫髮無傷地掛在原處。而在祭壇的上方，一尊聖母瑪利亞抱著耶穌基督的「聖殤」（Pietà）雕像之上，依舊矗立著一支巨大的鍍金十字架。
歷史古蹟研究實驗室（LRMH）的主任愛琳．馬格尼恩（Aline Magnien）說：「跟屋頂和拱頂所遮蔽的這塊聖地比起來，屋頂和拱頂被燒毀真的不算什麼。因為聖母院最重要的核心保留下來了。」
2019年4月15日時，可能肇因於電器短路的這場大火，差點將這座有850年歷史的大教堂燃燒殆盡。依照起初專為此類災難所制定的工作準則，消防員知道在救災時要優先搶救哪些藝術品，並按照怎樣的順序進行。他們也知道消防水柱的水壓要低，而且要避免直接噴灑在彩色玻璃窗上，以免滾燙的玻璃碰到冷水就會破碎。
盡管他們努力來防止最糟糕的情況，緊急情況還是沒有解除。烈焰熔出了屋頂和尖塔上共計180多噸有毒的鉛。火災造成的損害，破壞了拱頂和飛扶壁之間微妙的力量平衡。整座建築隨時可能坍塌。
在負責保存所有國定古蹟的歷史古蹟研究實驗室裡，馬格尼恩和她的22位同事，運用涵蓋了地質學和冶金學的技術，評估聖母院中所有石材、砂漿、玻璃、漆料和金屬的損壞情形。他們的目的是要預防聖母院遭受進一步的損害，並指導全國最頂尖的工程師如何進行修復工作。
法國總統艾曼紐．馬克宏（Emmanuel Macron）誓言要在2024年前，讓巴黎聖母院重新開放。這項救援行動有許多政府機構的參與，並獲得了約10億歐元的慈善捐款。但如何搶救這些材料、怎麼將大教堂修復如初，領導這些重大決策的是歷史古蹟研究實驗室的研究人員。
歷史古蹟研究實驗室團隊的工作地點是在巴黎東郊「馬恩河畔尚」（Champs-sur-Marne）一座17世紀古堡的舊馬廄。這裡也曾是一座馬匹研究中心，於120年前進行了世界上首宗馬匹人工授精實驗，而如今他們在這裡分析法國最知名古蹟的樣本，比如艾菲爾鐵塔和凱旋門。雖說那附近非常清幽，但2020年1月我去採訪的時候，實驗室裡沒有絲毫慵懶的睡意。
薇若妮卡．維爾傑斯-貝爾明（Véronique Vergès-Belmin）是地質學家兼歷史古蹟研究實驗室石材部門負責人，穿上處理鉛污染樣本的標準裝備：衣服外再套上一層防護衣，並戴上防毒面罩。在曾是古堡馬車庫的實驗室倉庫裡，她展示了幾十塊從大教堂的拱頂上掉落下來的石塊。從這些掉落的石塊，大概就可以推測那些仍在教堂裡的石材的狀況如何。
因為高溫會降低石灰石本身的強度，所以知道這些脫落的石塊當時所承受的溫度，可以幫助工程師確定這些石頭是否可以被重新利用。維爾傑斯-貝爾明發現，石頭的顏色就可以提供一些線索。她說，在300°C至400°C時，讓石灰石黏合在一起的鐵晶體會開始分解，使其表面轉變成紅色。在600°C時，由於晶體被轉化為黑色的氧化鐵，石灰石的顏色會再次產生變化。等到800°C時，當石灰石裡面的氧化鐵都被分離出來，就會變成粉狀的石灰。
維爾傑斯-貝爾明說道：「任何顏色產生改變的石頭或材料，都不應該拿來重複利用。」雖說用顏色來評估稱不上是一個很科學的方法，不過在沒有用機器一一檢視大教堂中幾十萬塊石頭的情況下，顏色是判斷這些石材強度很好用的指標。
水的損害力其實也很大。消防員在滅火時噴濕了石拱頂，多孔的石灰石因此吸收了水分，水分重達其本身重量的三分之一。在實驗室裡，歷史古蹟研究實驗室的研究人員觀察掉落下來的石塊，為其秤重並追蹤乾燥的過程。到了今年5月，最後一塊飽含水分的石塊才終於完全乾燥。
與此同時，雨水繼續落在沒有屋頂遮蔽的拱頂上。而且2018年實施長期翻修計畫時搭建了複雜的鷹架，如今工程師們無法安裝臨時的頂遮。馬格尼恩還說，那些鷹架是靠教堂的牆壁支撐著，所以要拆除鷹架必須非常小心，以免發生「災難性」的坍塌。
根據歷史古蹟研究實驗室石材部門的地質學家麗絲．勒魯（Lise Leroux）的說法，在這些石頭完全乾透之前，它們不斷變化的重量可能會持續對拱頂結構產生「不可忽視的」影響。這些額外的重量不僅會影響原本就不穩定的力量平衡，而且當水在冬天結冰時，個別的石塊就會膨脹或收縮。
火災發生的幾週後，工程師們在拱頂上安裝了鋼樑，以便技術人員在拆除鷹架和穩定結構時，可以用繩索進行攀降。勒魯還為此去考了攀降證照，這樣她就可以更近距離進行觀察。當她在2020年2月第一次去檢查拱頂時，她發現拱頂上的石膏塗層大部分都完好無損，並因此保護了許多石材免受火和雨的侵襲。她說：「石膏塗層看來發揮了應有的效用。」
新冠肺炎的封城禁令延緩了鷹架拆除的工程，最終在2020年11月才終於完成。於是可以開始對大教堂的內部進行施工。12月的時候，大管風琴被拆解搬移，琴管被拿去維修和清潔，以便去除火災所遺留下的鉛塵。接下來，他們搭建了一座27公尺高的鷹架來接近拱頂。內部的重建工作將於2021年的下半年開工。
對巴黎人來說，這場大火令他們感到悲傷，同時他們也害怕屋頂和尖塔上被高熱汽化的毒鉛飄到了附近的住宅區。事實上，負責歷史古蹟研究實驗室金屬部門的冶金專家奧蕾莉亞．阿澤瑪（Aurélia Azéma）和其他科學家已經得出結論，火災產生的最高溫度遠遠低於鉛的汽化點1700℃。大多數的鉛在300℃時就會融化並流入溝槽，從拱頂上滴下，形成一支一支的鉛掛。
2019年4月15日開始的聖母院大火延燒始末。Illustration: Chris Bickel/Science Magazine
然而，當溫度超過600℃以後，鉛會氧化成細小的微粒。阿澤瑪說：「就像髮膠一樣。」而火災發生時，從大教堂飄出的黃色煙霧表示，至少有一部分的鉛確實飄散到了空氣當中。
因為事後的採樣結果，測出了令人擔憂的高濃度鉛含量，附近的一些學校還為此進行去污消毒。但目前還不清楚這些鉛究竟是來自聖母院的大火還是另有來源，比如含鉛油漆、汽車電池或是含鉛汽油的污染。
不過其實大部分被大火所熔出來的鉛，依然留在聖母院裡面。2019年6月，當阿澤瑪和她的同事將他們的第一批樣本，用塑膠袋密密地封住，從大教堂帶回實驗室的時候，黃色的鉛塵似乎無所不在。她從一層層的泡泡紙中拿出小風琴管，用戴著手套的手指著它們說：「連這裡面都有。」
由於鉛有毒，所以法國國家衛生機構規定，任何建築物的表面，包括歷史遺跡，法定的容許量上限為每平方公分0.1微克。歷史古蹟研究實驗室木材部門的負責人，負責測試橡木告解室和唱詩班座椅表面的艾曼紐．莫林（Emmanuel Maurin）說：「我第一個樣本測出來的數值，是容許量的70倍。」
國家勞動檢查機構對這個工作環境，祭出最嚴格的安全要求。所有進到聖母院的人必須脫光衣服，再穿上一次性的紙內衣內褲和安全裝，並在通過污染區之前戴上具有呼吸輔助裝置的防護面具。在現場最多停留150分鐘之後，他們就要去盥洗沐浴，從頭到腳洗刷乾淨。其中一位工作人員齊莫（Zimmer）說：「我們一天要洗五次澡。」
法國文化部責成歷史古蹟研究實驗室的研究人員，找出清潔聖母院裡頭的鉛卻不會造成傷害的方法。對大多數的光滑表面，像玻璃、金屬、打過蠟的木頭，甚至漆面，他們都發現用工業用吸塵器和蒸餾水浸濕的棉墊，就可以安全地將鉛去除。莫林說，未加工的木材表面就需要先打磨光。至於多孔的石材，最好的方法是先用一種乳膠或黏土材料，乾燥以後連帶鉛一起揭下來，接縫處則可使用鐳射清潔法。
Illustration: Chris Bickel/Science Magazine
隨著「緊急」的第一階段、科學性工作有所進展，聖母院的修復也邁向第二階段，也就是開放讓有興趣研究其歷史和建築的學者加入，在沒有遊客打擾的情況下，對被火災暴露出來的部分進行研究。
為此，法國文化部和國家科學研究中心（CNRS）籌組了一個專門科學團隊，由多家機構總計約100名研究人員組成。其中一名研究人員迪爾曼（Dillmann）說：「我們正在整理這數以千計的殘片，有些是屬於我們這個年代，有些是來自另一個更古老的年代，就好像我們正在跟中世紀進行直接的交流。」
波爾多蒙田大學（Bordeaux Montaigne University）的藝術史學家伊夫．加萊（Yves Gallet）帶領一支團隊，專門研究那些沒有掉落下來的石材。透過詳細的影像分析，研究人員希望了解，13世紀的石匠如何設計和組裝足以支撐直徑四層樓高的玫瑰花窗的窗框。
閣樓木材燒焦的殘骸也有故事要說。帶領木材小組的法國國家科學研究中心研究員亞力克莎．杜弗雷斯（Alexa Dufraisse）說：「木頭在生長的過程中會記錄下一切。」聖母院的橡木橫梁生長於溫暖的12、13世紀。藉由木材的年輪與已知的當時經濟情況對照，研究人員希望能夠看出氣候變化如何影響中世紀的社會。
聖母院歷經了充斥著戰爭和疾病的好幾個世紀，見證了衰敗與復興的無數循環。歷史古蹟研究實驗室的科學家們希望，當拱頂和飛扶壁再次乾燥完好，鉛也被清理乾淨，大家更加了解聖母院的歷史和韌性時，這場火災所引起的悲傷和失落感，能再次化為喜悅和感激。
馬格尼恩說：「不只是為了拯救這個歷史古蹟，也為了從中學習，所以有一股非比尋常的凝聚力，將大家團結在一起。聖母院將會被修復！它的藝術品、石材和彩色玻璃將被整理乾淨。它會比之前更加耀眼和美麗。」
「聖母院會因為這次經歷而得到充實。我們也會。」
編譯自Science (March 13, 2020 Vol 267, Issue 6483), Copyright © 2020 by Christa Lesté-Lasserre.
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