一百年前(1906年),美國洛杉磯發生了強烈大地震,碰巧當時有電影膠片記錄了地震發生的過程,這啓迪人們可以通過膠片記錄的大量科學圖像和數據來反復觀察和研究地震現象。而後,隨着“彈性反彈理論”的提出，現代地震學應運而生，研究過往地震在人們認識地震和地震預報中，是一個非常重要的基礎環節。
20世紀80年代初,古地震研究成了地震學的一個新分支,它一般是由地震學家在已發現的重要斷層或斷裂帶上,開展的深入地下觀測,目的是發現其中保存的過去一次或多次地震的地質現象。
而考古學是研究過去人類社會遺留下來的遺存物,並通過這些物化的人類活動證據,觀察、研究和復原古代人類文化的發展與社會的發展。通過考古發掘,我們可以發現各種各樣不同類型的古代遺存現象,涉及人與自然的各個方面,其中,人與自然的關係,是考古發現和考古學研究中一個尤為突出的特點。
因時而興
中國的地震考古工作 ，起始於1969～1976年京、津、唐地區進行地震考察時。
我國在修築葛洲壩、長江三峽大壩等重要的基本建設項目中,選址時都考慮和註意到了用考古學資料的證據,來分析判斷其所在地的地震和地質構造活動與環境變化,以確認壩址地點肯定是一個地質結構非常穩固的地方,而且在歷史上沒有受到過強破壞性地震的危及。特別是對數千年或數百年這種短時間尺度的分析,主要依靠的是考古學資料來確定年代範圍,獲得災害和變化的證據。
1976年唐山大地震以後,中國文物考古學界主動投入了一部分學術力量,參與地震考古的研究。當時的“地震考古”,比較多的是通過研究古代墓葬和古建築物等遺址遭受古代地震的過程和受損程度,研究確認它們的建造和延續年代,以及經受地震災害的年份:再結合相關地震資料分析當時地震事件發生的時間,推測震中地點,波及範圍,地震強度、烈度及破壞的情況。
此外,古代文字題記和碑刻記錄,也是研究古代地震發生情況的重要“證物”。在四川省西昌涼山彝族自治州博物館有一個地震碑林,許多碑刻上均記載了該地區歷史上的地震情況。通過調查研究一個區域的地下考古資料和地面文物資料,認識其分佈和沉積物變化規律,結合相關環境的地質構造活動規律,分析探討它們與地震活動的關係。
中國古建築的抗震技術
在我國古代,人們已經積纍了許多在當時甚至現代都很先進的地震防禦、預報技術和知識。比如,早在公元132年,東漢的張衡就發明了世界上第一架測驗地震的儀器——候風地動儀。
我國歷代的許多古建築物都總結和利用了若幹防禦地震災害的措施,它們體現出優良的抗震結構和性能,收效甚好。如,山西的應縣木塔,是我國首批國傢級的重點文物保護單位,歷近千年而不毀,經受了無數次地震災難的考驗。
專傢們分析了木塔的抗震性能,發現首先是塔基堅固,地下土壤結構密實穩定,柱根深度保持在同一平面上,使得沉降保持均勻一致,樁基礎之上再加石砌基礎,先為方形,再為八角形,相當穩固:塔高與基礎的範圍之比為2:1,利於木塔的穩定性;在塔身方面,整體結構比例適當,八角形十分穩實,閣樓式建築為框架結構,中心有一圈內槽柱起穩定作用,五層樓閣的外槽部分還有四組暗層,後來又加了斜撐。整個塔的木結構具有我國古建築“梁架榫卯”結構的抗震優點。
著名古建築專傢羅哲文先生專門研究了天津薊縣獨樂寺觀音閣建築的抗震性能問題。通過實地考察和結構分析,他認為該建築優良的抗震性能,主要是因為:①地基堅實而勻稱;②梁架用材尺度得當;③柱網佈置全局一體,④套框式梁柱結構;⑤柱子側腳起穩定作用;⑥不同方向的井口配置;⑦暗層內增加斜戧柱;⑧榫卯結合嚴實而又不死固。這八個方面的性能優勢,也反映出我國古建築物防震抗震的一般特點。
過往地震的記景和見證
在周圍地區的強烈擡升和自身區域相對下降的地質作用下形成的臨汾盆地,位於山西,歷史上曾經發生過很多次強烈地震,是地震活動的活躍區,東西兩端都有斷裂帶存在。同時,該地區也是一個重要的歷史文化區,不同時期的古遺址、古墓葬、古建築物的遺存非常豐富,為地震考古研究提供了很好的條件。
通過分析沉降帶的考古遺存埋藏之後的沉積速率,而獲得新構造運動的強度變化,為地震研究提供重要參考。研究者在工作中,通過對一定時期纍積的形變的測量、測算,結合歷史地震的資料分析,對盆地內不同地點分別作出了未來一百年內發生大地震的可能性預報和最大震級的估計。
文物專傢對山西南部古建築物進行了廣泛的調查研究,通過大量實物資料和文字題刻資料的收集,準確考訂了歷史上山西趙城地震(1303年)和臨汾地震(1695年),對於這兩次地震的震中位置和發生時間、餘震情況、傷亡情況、破壞程度等,都有新的重要改定。可見,現存的歷史地震資料有的記載得並不完整和準確,需要進行必要的考古調查分析和核實。
在雲南的洱海地區,考古學家通過古遺址、古墓葬的分佈變化,發現洱海有嚮東移動的趨勢,而且這種變化速度較快。這個變化規律,與大理地區的新構造運動關係密切,因為蒼山——紅河斷裂帶正好經過洱海。同時,區域內多次歷史地震的資料顯示,地震活動在蒼山、洱海一帶較為活躍。這樣,便從考古材料上為地震研究提供了重要參考。
史前地震遺跡
意大利的龐貝古城,被認為是世界上最著名的災難遺跡。這座古羅馬時代的名城,因當時維蘇威火山的突然爆發嚴重受災而毀滅。實際上,歷史上因洪水等自然災害毀滅的古代遺址更是不計其數,這種氣象災害對人類的影響也是頗為慘烈的。此外,還有一些沉入水底的遺址,不一定是由於洪水,但有可能因遭受了地震等地質災害而在陸地上消失。
據考古發現,在距今約4000年前的史前時代,我國青海民和縣的喇傢村,就發生了地震和洪水雙重災害現象。考古學家與自然科學家們經過不斷深入發掘和考察,找到了發生洪水和地震的大量證據,確定了地震在喇傢遺址古村落的毀滅中起了最初的主要破壞作用,而後黃河大洪水則完全覆沒了這個史前聚落。
在喇傢遺址若幹房址裏發現:不少人骨的姿勢異常或有明顯骨折現象:他們被埋沒於房址裏,東倒西歪、橫七竪八,展現出當時地震災害的強烈影響和慘不忍睹的景象。同時,我們還發現了許多地震災變現象。比如,有大量地震噴砂、地裂縫,因地震導致的地層塌陷、錯位、起伏等,以及史前建築和墓葬的變形、坍塌、錯縫,開裂等。因喇傢遺址存在廣泛的震災和洪災現象,有人稱之為“東方的龐貝”。
喇傢遺址的發現,轉變和發展了地震考古的概念,現在,我們可以通過發掘深埋在地下的地震災難的古遺址,來開展地震現象的考古研究,而且這還是沒有文字記載的史前地震資料。
目前看來,古地震研究與地震考古的結合還很不夠,喇傢遺址還沒有專門研究地震的科學家來直接參與工作,我們迫切需要雙方加強相互交流、合作,促進我國地震研究的快速進步和更大發展。
當然,地震和地震科學是變化多端、極其復雜的,我們對地震現象及其規律的認識還遠遠不夠,距離科學準確的預報地震還有很長的路要走。但中國古代建築的抗震技術和經驗在今天仍然具有相當的參考意義,以各種方式記載和存在的古代地震資料是值得我們充分汲取的成果。 |