我国古代地震研究成果丰硕
2014-12-24蓝颖春
本刊记者 蓝颖春
2008年5月12日下午14时28分,四川省汶川县发生8级地震,北京、上海、陕西等全国多个省市有明显震感。至14日晚9时官方发布的消息称,汶川地震已造成死亡人数达14866人,四川尚有25788人被埋。2009年3月2日,国家减灾委、民政部发布消息,经国务院批准,自2009年起,每年5月12日为全国“防灾减灾日”。
我国是世界上地震史料最丰富、最悠久的国家。我国的文字可考的历史约四千年,自殷代(公元前1401年商王庚迁殷,改国号为殷)开始,历代朝庭都设有史官,辑记国家大事,各朝统治者迷信地震是天诫,于是,凡国土之内发生地震,只要感觉到了,史官便当作灾祥大事记载下来。
对地震记载古已有之
历史上最早的地震载于《竹书纪年》之中,共记载了四次地震,其中最早的两次发生在公元前十七世纪的夏代末期,一次是夏“帝发七年(约公元前1831年),泰山震”。另一次是夏“帝癸(帝癸就是帝发儿子桀)十年(约公元前1809年),五星错行,夜中陨星如雨,地震,伊洛(河南省的伊水和洛水)竭。”《竹书纪年》,据说是晋太康二年,在魏襄王墓中取出的,是用隶书刻于竹简上的的编年史,上自黄帝,下迄魏襄王二十二年(公元前279年),这是我国最早的一部编年史,原书早已遗失。明代以来流行的《竹书纪年》被认为后人补作的伪书,称为今本。后来王国维等搜集各种古书上遗传下来的内容,复原古本成为《古本竹书纪年辑校补订》。虽然现在有古本、今本的真伪之争,有人怀疑所记地震未必可信,但书中所载地震已有时间和地点,以古人对地震的神秘迷信,不能是伪造的,必有事实根据,才会保留记载。此外,所谓伪书,是指已不是原作,并非指书中所记是伪事。因此,夏“帝发七年,泰山震”应是我国最早的地震记载。
从春秋战国时期开始,许多古籍都留下了有关地震的记载和论述:如《吕氏春秋》、《国语》、《晏子春秋》等书中有关记载并不只是限于著书年代发生地震,而且还记有较远历史时期发生的地震。到秦汉以后,地震记录史不绝书。自《汉书》开始,就把地震作为灾异列入五行志中。
东汉张衡(公元78~139年)首创了世界上第一台地震仪。东汉永和三年(公元138年),二月初三,安放在洛阳城里的地动仪,突然发出一声清脆的”当啷声”,仪器西侧龙口所含的铜球,落到了面对着龙头的铜蟾蜍口里。根据这一迹象推断在洛阳西面某地发生了一次地震。消息传出,轰动朝廷内外。然而当时的洛阳却安若泰山,大街上车水马龙,人们毫无地动感觉,于是有人便乘机攻击张衡。正在人们议论纷纷的时候,信使骑着驿马赶来京城报告:远离洛阳1400多里的陇西一带(今甘肃兰州、临洮),于初三那天发生了地震,证实了地动仪的测报准确无误。
唐宋以后,方志大盛,对地震的记录,遍及全国,且大多比较详细。许多笔记、小说的诗文集中也常有对地震的描述。
古代就开始了地震前兆观测
中国先民在对抗地震灾害中,除了发明候风地动仪来观测地震以外,还通过数千年来的切身体验和观察,记载了大量的地震前兆现象。例如地声、地光、前震、地下水异常、气象异常、动物异常等等,累积了相当丰富的短期及临震预测预报地震知识,
中国先民预测地震,不仅限于个别的地震前兆;他们还以综合性的观点,对预测地震的所有前兆现象都加以考虑。例如,清高宗干隆二十年(西元1755年)所写的银川小志,即曾记载清初一位在官府做饭的炊事员,和几位老乡共同综合了预报地震的前兆,书中说:“宁夏地震,大约春冬二季居多,如井水忽浑浊,炮声散长,群犬围吠,即防此患。”
从这一段记载,可以看出中国先民除了认为宁夏地震发生的时间有春冬二季居多的特点外,更重要的是,他们提出了井水变化、地声和动物异常跟地震的关系,已经有了综合多种前兆现象来预报地震的思想。这种综合性观点是很合乎科学精神的,因为地震是一种复杂的自然现象,要对它的发生做出准确预报,就必须采取各种途径、各种手段,从各个不同角度,将各种观测方法所获得的资料进行综合性分析研究,而不能仅仅根据某种异常现象,就轻易做地震预报。
古代的防震和抗震措施
为了减少和避免地震造成的伤亡和破坏,采取防震和抗震措施也是很重要的。中国古代人民在这一方面也曾经累积了不少的经验,找出一些可行办法和措施。
在房屋抗震方面,古人曾经得到很多的切身经验。台湾是中国地震最频繁的一省,古代台湾的中国先民在兴建城市时,即已注意到“台地(指台湾地区)罕有终年不震”这个特点,而采取一定的抗震措施。例如在淡水,有的城墙便是用竹子和木头等材料建成。用竹木建城,不但就地取材,经济方便,更重要的是竹木性质柔韧、质轻、耐震性能高,是很好的抗震建筑材料。其他震区的中国先民也有这种经验,例如云南经常发生地震的地方,常采用荆条、木筋草等材料编墙,也是根据这个道理加以选择的。
古人在动土兴工,建造房屋、桥梁、高塔、寺庙时,为了要经久耐用和安全可靠,一般很注意地基牢固、建筑物结实,整体性好。特别在多震地区,他们更注意到地震之威胁,慎重考虑这些问题。由中国古代建筑物的考察,我们可以看出古人在这一方面的杰出智慧,他们对抗震设计和施工有很丰富的知识。例如,建于宋代的天津蓟县独乐寺观音阁,山西应县高达60多公尺的木塔,和建于隋代的河北赵县、横跨!水的赵州桥,距今都有一千年左右的历史了。它们都位于地震较多的华北地震区,经过多次不同程度的地震震撼,到现在还巍然屹立,不仅可证明古人在建筑技术上的卓越成就,而且也可供作今人研究建筑物抗震性能之用。
大震之后,房屋有的倒塌,有的遭遇到破坏,而且余震不停,生命财产继续受到威胁。在这种情形之下,怎样防震抗震呢?这也是很重要的问题。古书上也记载了不少中国先民的办法,大致是:多以木板、席、茅草等物搭棚造屋或趋避空旷地方,以减免伤亡和损失。这方面的记载,最早见于宋代,宋代之后史不绝书,例如:“居者惧覆压,编茅为屋”、“于场圃中,戴星架木,铺草为寝所”、“于居旁隙地,架木为棚,结草为芦”等等。这些办法在防震抗灾中,确曾发挥了有效作用。在史书上也有明确的记载,例如清宣宗道光十年(西元1830年)四月二十二日,河北磁县发生7.5级大震,震后余震不止,到五月初七日又发生了一次强余震,所剩房屋全行倒塌,幸居民先期露处或搭席棚栖身,是以并未伤毙人口(故宫档案)。由于这些防震抗震的措施,简易安全,行之有效,所以一直沿用至今。
古代中国先民不但有很多震前震后的防震、抗震知识,而且在强震发生来不及跑出屋外的危急时刻,怎样采取应变措施,避免伤亡,也有很宝贵的经验。明世宗嘉靖三十五年(西元1556年)一月二十三日,陕西华县发生8级大震,这一次大震的生还者秦可大,根据他亲身经验和耳闻目睹的事实,写了一本重要的著作《地震记》,提出了大震应变措施。他说:“……因计居民之家,当勉置合厢楼板,内竖壮木床榻,卒然闻变,不可疾出,伏而待定,纵有覆巢,可冀完卵;力不办者,预择空隙之处,当趋避可也。”
在地震预报技术还不理想的今天,地震突然发生,来不及跑出屋外,就躲在坚实的家俱下,以免砸伤压毙,这在今日防震抗震中,仍然是一件重要的措施。可见四百多年前,秦可大所提出的这个办法很有价值。
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,但收效甚好。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,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;在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。整个木塔的“木”结构具有我国古建筑“梁架榫卯”结构的抗震优点。
古为今用的古代地震史料
纵观近四千年的我国古代地震史料,它是一份世界上绝无仅有的宝贵的财富。解放后,有关方面收集了从公元前1187年到公元1955年大约九千次地震记录(其中约有一千次是破坏性的地震)加以整理发现。地震史料的价值不仅便于后人了解古代地震的情况,更重要的是经过科学整理,可以从浩如烟海的地震记录中,勾划出我国的地震区,确定历史上地震的活跃期和平静期,提示地震规律。
有人分析研究了发生在明代的地震的方向,发现以东北向最多,其次是西北向。这两个方向恰好是我国主要地质构造方向。地震历史材料,证实了人们从地质构造上寻找地震发生的原因是符合客观规律的。又如,人们还分析了华北地区近一千年来的地震史料,发现地震的活跃期和平静期是周期性变化的,九百多年以来,已经历了三个活跃期和三个平静期,目前正处于第四活跃期,而且活跃期的持续时间有越来越长的趋势。