一百年前(1906年),美国洛杉矶发生了强烈大地震,碰巧当时有电影胶片记录了地震发生的过程,这启迪人们可以通过胶片记录的大量科学图像和数据来反复观察和研究地震现象。而后,随着“弹性反弹理论”的提出，现代地震学应运而生，研究过往地震在人们认识地震和地震预报中，是一个非常重要的基础环节。
20世纪80年代初,古地震研究成了地震学的一个新分支,它一般是由地震学家在已发现的重要断层或断裂带上,开展的深入地下观测,目的是发现其中保存的过去一次或多次地震的地质现象。
而考古学是研究过去人类社会遗留下来的遗存物,并通过这些物化的人类活动证据,观察、研究和复原古代人类文化的发展与社会的发展。通过考古发掘,我们可以发现各种各样不同类型的古代遗存现象,涉及人与自然的各个方面,其中,人与自然的关系,是考古发现和考古学研究中一个尤为突出的特点。
因时而兴
中国的地震考古工作 ，起始于1969～1976年京、津、唐地区进行地震考察时。
我国在修筑葛洲坝、长江三峡大坝等重要的基本建设项目中,选址时都考虑和注意到了用考古学资料的证据,来分析判断其所在地的地震和地质构造活动与环境变化,以确认坝址地点肯定是一个地质结构非常稳固的地方,而且在历史上没有受到过强破坏性地震的危及。特别是对数千年或数百年这种短时间尺度的分析,主要依靠的是考古学资料来确定年代范围,获得灾害和变化的证据。
1976年唐山大地震以后,中国文物考古学界主动投入了一部分学术力量,参与地震考古的研究。当时的“地震考古”,比较多的是通过研究古代墓葬和古建筑物等遗址遭受古代地震的过程和受损程度,研究确认它们的建造和延续年代,以及经受地震灾害的年份:再结合相关地震资料分析当时地震事件发生的时间,推测震中地点,波及范围,地震强度、烈度及破坏的情况。
此外,古代文字题记和碑刻记录,也是研究古代地震发生情况的重要“证物”。在四川省西昌凉山彝族自治州博物馆有一个地震碑林,许多碑刻上均记载了该地区历史上的地震情况。通过调查研究一个区域的地下考古资料和地面文物资料,认识其分布和沉积物变化规律,结合相关环境的地质构造活动规律,分析探讨它们与地震活动的关系。
中国古建筑的抗震技术
在我国古代,人们已经积累了许多在当时甚至现代都很先进的地震防御、预报技术和知识。比如,早在公元132年,东汉的张衡就发明了世界上第一架测验地震的仪器——候风地动仪。
我国历代的许多古建筑物都总结和利用了若干防御地震灾害的措施,它们体现出优良的抗震结构和性能,收效甚好。如,山西的应县木塔,是我国首批国家级的重点文物保护单位,历近千年而不毁,经受了无数次地震灾难的考验。
专家们分析了木塔的抗震性能,发现首先是塔基坚固,地下土壤结构密实稳定,柱根深度保持在同一平面上,使得沉降保持均匀一致,桩基础之上再加石砌基础,先为方形,再为八角形,相当稳固:塔高与基础的范围之比为2:1,利于木塔的稳定性;在塔身方面,整体结构比例适当,八角形十分稳实,阁楼式建筑为框架结构,中心有一圈内槽柱起稳定作用,五层楼阁的外槽部分还有四组暗层,后来又加了斜撑。整个塔的木结构具有我国古建筑“梁架榫卯”结构的抗震优点。
著名古建筑专家罗哲文先生专门研究了天津蓟县独乐寺观音阁建筑的抗震性能问题。通过实地考察和结构分析,他认为该建筑优良的抗震性能,主要是因为:①地基坚实而匀称;②梁架用材尺度得当;③柱网布置全局一体,④套框式梁柱结构;⑤柱子侧脚起稳定作用;⑥不同方向的井口配置;⑦暗层内增加斜戗柱;⑧榫卯结合严实而又不死固。这八个方面的性能优势,也反映出我国古建筑物防震抗震的一般特点。
过往地震的记景和见证
在周围地区的强烈抬升和自身区域相对下降的地质作用下形成的临汾盆地,位于山西,历史上曾经发生过很多次强烈地震,是地震活动的活跃区,东西两端都有断裂带存在。同时,该地区也是一个重要的历史文化区,不同时期的古遗址、古墓葬、古建筑物的遗存非常丰富,为地震考古研究提供了很好的条件。
通过分析沉降带的考古遗存埋藏之后的沉积速率,而获得新构造运动的强度变化,为地震研究提供重要参考。研究者在工作中,通过对一定时期累积的形变的测量、测算,结合历史地震的资料分析,对盆地内不同地点分别作出了未来一百年内发生大地震的可能性预报和最大震级的估计。
文物专家对山西南部古建筑物进行了广泛的调查研究,通过大量实物资料和文字题刻资料的收集,准确考订了历史上山西赵城地震(1303年)和临汾地震(1695年),对于这两次地震的震中位置和发生时间、余震情况、伤亡情况、破坏程度等,都有新的重要改定。可见,现存的历史地震资料有的记载得并不完整和准确,需要进行必要的考古调查分析和核实。
在云南的洱海地区,考古学家通过古遗址、古墓葬的分布变化,发现洱海有向东移动的趋势,而且这种变化速度较快。这个变化规律,与大理地区的新构造运动关系密切,因为苍山——红河断裂带正好经过洱海。同时,区域内多次历史地震的资料显示,地震活动在苍山、洱海一带较为活跃。这样,便从考古材料上为地震研究提供了重要参考。
史前地震遗迹
意大利的庞贝古城,被认为是世界上最著名的灾难遗迹。这座古罗马时代的名城,因当时维苏威火山的突然爆发严重受灾而毁灭。实际上,历史上因洪水等自然灾害毁灭的古代遗址更是不计其数,这种气象灾害对人类的影响也是颇为惨烈的。此外,还有一些沉入水底的遗址,不一定是由于洪水,但有可能因遭受了地震等地质灾害而在陆地上消失。
据考古发现,在距今约4000年前的史前时代,我国青海民和县的喇家村,就发生了地震和洪水双重灾害现象。考古学家与自然科学家们经过不断深入发掘和考察,找到了发生洪水和地震的大量证据,确定了地震在喇家遗址古村落的毁灭中起了最初的主要破坏作用,而后黄河大洪水则完全覆没了这个史前聚落。
在喇家遗址若干房址里发现:不少人骨的姿势异常或有明显骨折现象:他们被埋没于房址里,东倒西歪、横七竖八,展现出当时地震灾害的强烈影响和惨不忍睹的景象。同时,我们还发现了许多地震灾变现象。比如,有大量地震喷砂、地裂缝,因地震导致的地层塌陷、错位、起伏等,以及史前建筑和墓葬的变形、坍塌、错缝,开裂等。因喇家遗址存在广泛的震灾和洪灾现象,有人称之为“东方的庞贝”。
喇家遗址的发现,转变和发展了地震考古的概念,现在,我们可以通过发掘深埋在地下的地震灾难的古遗址,来开展地震现象的考古研究,而且这还是没有文字记载的史前地震资料。
目前看来,古地震研究与地震考古的结合还很不够,喇家遗址还没有专门研究地震的科学家来直接参与工作,我们迫切需要双方加强相互交流、合作,促进我国地震研究的快速进步和更大发展。
当然,地震和地震科学是变化多端、极其复杂的,我们对地震现象及其规律的认识还远远不够,距离科学准确的预报地震还有很长的路要走。但中国古代建筑的抗震技术和经验在今天仍然具有相当的参考意义,以各种方式记载和存在的古代地震资料是值得我们充分汲取的成果。 |