大地震后的早期科学重建

2022-12-27编译滕慧月

大自然探索 2022年11期

编译滕慧月

1755年11 月1 日上午9 点30 分左右，当时世界强国之一葡萄牙的里斯本的地面开始轰隆作响，许多教堂钟声响起。一些亲历者回忆说，在地面开始晃动之前，他们听到了一种“可怕的地下噪声”。建筑物在长达六分钟的强震中纷然倒塌，将里斯本的街道埋得严严实实。

幸免于难者纷纷前往城市广场避难。正当他们庆幸自己运气不错时，滔天巨浪冲上海岸，冲向陆地，淹没广场，卷走数百民众……

当时正值万圣节，里斯本的大小教堂里都点起了蜡烛油灯，以示对神灵的敬爱，各家正忙着准备节日大餐。突然而发的地震致灶台里、壁炉内等各处的火苗汇聚成一场肆虐5 天的“红色飓风”，将葡萄牙王冠上的这个明珠——里斯本彻底夷为平地。

灾后重建彰显科学思想

带着贵族们去修道院做礼拜的葡萄牙国王侥幸逃过一劫。他在郊外的高地俯瞰这座曾经繁华的王都，眼前尽是尸体、灾民和断壁残垣，景象悲惨。

国王身边不乏能人，在几番劝说下，他做了一个大胆的决定：不迁都，并让蓬巴尔侯爵担任里斯本灾后重建的负责人。蓬巴尔受过西欧启蒙运动思想的熏陶，富有政治手腕。受命于危难之际的他，一边压制反对重建里斯本的教会，一边积极调动资源救灾，并组织人力着手重建工作。

蓬巴尔审视整个里斯本，发现了很多充满地震隐患的地方。他聘请了很多工程师重新规划了城市，并重建了里斯本。为了保证灾后重建的建筑质量，在一支军事工程师团队的帮助下，蓬巴尔设计了一种对称的木结构框架，将其作为新修建筑的“骨骼”。这种结构是他主持设计的，又形似鸟笼，因此被人们称为“蓬巴尔笼”。

“蓬巴尔笼”的建造过程是：先用木头柱、木头梁搭成立方体，再在对角设置木头斜撑，之后在外墙填充上砖头，一栋楼就建成了。“蓬巴尔笼”将整栋建筑连接成一个整体，使其更坚固，而不是松散的、互相脱离的墙和天花板，思路与现在的圈梁、构造柱相似。“笼”中的斜撑能够抵消地震的剪切力，而木材质量轻、有弹性，可以对地震的冲击进行缓冲。

蓬巴尔拒绝了贵族喜爱的纷繁复杂的装饰，只允许对门、窗进行简单装饰，建筑简洁大方，这样就避免了地震时零碎的装饰物掉落砸伤人。“蓬巴尔笼”建筑林立的道路井然有序，大大加快了紧急情况下的疏散速度，还改善了垃圾收集和污水处理流程。

相传，蓬巴尔还命令军队在宫殿广场上修建了一个平台，上面有“蓬巴尔笼”。士兵用重锤敲击平台基部，制造“地震”来测试“蓬巴尔笼”的抗震性能。若传闻属实，那么这大概是世界上第一个抗震试验平台了。后来“蓬巴尔笼”被不断改进，并在抵抗地震袭击时发挥了巨大的作用。现在还有很多“蓬巴尔笼”仍在发挥作用，不过它们都“隐身”在墙壁里，不会受到风吹日晒雨淋。在当代装修中，蓬巴尔笼还经常被转化为装饰元素，使其露出墙壁。

蓬巴尔还实施了另一些高瞻远瞩的举措，比如在街道下铺设排水管，抵御洪涝灾害。他命令工人在塔古斯河（欧洲大河之一，跨西、葡两国心脏地区）岸的流沙中打下木桩，在其上修筑堤坝。

蓬巴尔笼

在现代装修中，蓬巴尔笼经常被转化为装饰元素，从墙壁中解放出来

在蓬巴尔的带领下，新里斯本城很快就在废墟之上建立起来。到了现代，人们在建设城市地铁的过程中发现当年的地震废墟层厚达10~15 米。倒塌的建筑将里斯本的地基抬高到水平线以上，让这座城市在之后免受水灾侵害。如今，很多人认为蓬巴尔的创新体现了最早的城市灾害防治思想。

影响延续三百年

蓬巴尔的震后调研工作为里斯本地球物理学家巴普蒂斯塔提供了丰富的研究内容。巴普蒂斯塔致力于以历史文献为脚本，用计算机模拟1755 年的海啸。该研究中的大部分数据来自蓬巴尔在地震后不久寄往各个教区的调查问卷，问卷针对地震的开始时间、持续时间、震前征兆等罗列了一系列问题。对于问卷的作答，蓬巴尔要求摒弃一切神论，实事求是。该调查最终收集到的646 份回执，帮助巴普蒂斯塔在近三百年后重现了当时的情景。

今天，葡萄牙通信部门监管机构正计划在海底组建一套全新的灾难预警系统。最迟2024 年，葡萄牙将全面替换其本土与周边群岛之间的光纤电缆。这些海洋基础设施正好位于引发1755 里斯本大地震的地质板块之上。科学家希望在电缆上安装地震传感器，以实现震前数秒预警。区区几秒钟，已足够让火车制动，或者提醒医生暂停手术操作。几秒钟的避难时间，对每位居民来说都很重要。