加拿大地质专家:汶川大地震一周年祭

七天网+-

猝不及防的灾难

2008年5月12日14点28分4秒四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县映秀镇附近发生里氏8.0级特大地震,震中位于北纬31.00º, 东经103.04º,媒体称之为汶川地震或5.12地震。地震波引起的强烈地面震动造成大量房屋倒塌,从而造成69,226人死亡 (已确认),17,923人失踪 (尸体尚埋在废墟、塌方或泥石流之中),374,643人受伤,4,500多万人失去家园,导致上万亿元的财产损失(国家民政部2008年9月4日公布的数据)。

地震时,地下传来震耳欲聋的巨大轰隆声(地声),大地在嘎吱嘎吱撕裂。地面簸动甚烈, 人立于地,犹如在波涛汹涌之船, 想出屋暂避, 却不能安步。纵波先到,横波再达,而且横波比纵波的振幅更大。身处旷地,即使没有其他危险,人必颠仆于地。地震中,出现地动山摇、石崩地裂、路断桥塌、房屋尽坍、人畜伤毙的恐怖景象。山坡像被巨斧砍的一样,被断层拦腰斩断,悬崖上的岩块轰隆轰隆往下滚,山沟里泥石迸溅,灰尘蔽空, 对面不复见人,恐怖至极。断层强烈错动甚至造成河流改道,山岭合移。河湖中的水在地震波的振激下,像开锅似的翻腾着,溜直的火车铁轨被巨大的力量拧成麻花,弯拐地如同水蛇般扭曲着身子,柏油马路像树叶上的毛毛虫一样弓起了腰。农田里喷出水沙,地裂数尺,开而复合,甚至还有人陷落缝中而不得出。街道上满是坠落的水泥块和破砖瓦,到处悬挂着断头的电线,昔日整齐的楼房或被夷为平地,或被扭曲变形,墙壁上留下一道道X破裂。无论是高楼大厦还是普通民房,像积木一样垮塌,六七层楼叠合在一起,颓垣断壁上挂着一具具残缺的死尸。被抛飞水泥块砸毁的汽车,满目砸烂的死尸与凝固的血液,凌乱不堪的家具物品、箱包、衣服、床垫、窗帘、书籍、婚纱照……。石英钟躺在瓦砾间,指针对准14点28分。多年来人们熟悉的城市街道面目全非,那些曾经享受过此地美景的人,也极可能已魂入九泉。无辜的死难者,几乎都是在毫无准备的壮态下,遭到灭顶之灾。太匆忙,太急促,来不及知道具体原因,死亡就突然降临。

哀恸入骨的号啕、遍于全城,惨不忍闻。重伤者焦头烂额、折足断臂、呻吟之声,日夜不绝于耳, 至为凄惨。未伤人除了身上穿的一无所有,全都如惊弓之鸟,恐慌失措。余震不断,居民无家可归,露宿旷地, 无衣乏食, 老弱悲号, 妇孺饮泣。观此祸灾,令人心伤,难以形容。地震之后,人们整日谈论的没有别的,全都是地震。

主震后当晚和第二天,灾区下起了大雨,雨水进入废墟,从中带出殷红色、腥味的液体,那是废墟中死难者与受伤者的血,溶进雨水形成血水。淡红色的血水缓缓地流着,聚成一条条淡红色的小河。

四川省青川县红光乡东河口村,5.12以前是个山清水秀的地方,位于青川县三乡(红光乡、关庄乡、石坝乡)交界,居民有1000人。因处交通要道,商旅频繁, 这里有医院、学校、商店、旅馆、茶馆、饭店、信用社、邮局、文化站。地震时山沟中的平坝冲天而起,尘烟滚滚, 地下断裂带中的岩石碎裂成流,像挤牙膏一样腾空喷出,碎裂流中最大的岩石碎块重达好几百吨,大大小小的岩石碎块以每秒1-2千米的速度射向对面的山坡,山沟两面陡坡上的沙土、树木和岩石哗啦啦填满山沟,并以非常快的速度向山沟下游涌流,瞬即就掩埋了东河口村, 200户房屋和780多人被活埋在浅则20米深则100米的岩土层之下。远处山上干活的农民,被强烈的地震波颠倒在地,听到轰的一声恐怖巨响之后,便立刻被笼罩在从天而降的灰尘之中,连近在2米之外的人也看不见了,2-3分钟后等到他们彼此能看见了,发现对方满头满身都是灰尘, 再往远处看发现他们祖祖辈辈居住的村庄没有了,这时他们开始拼命地沿着崎岖的小路向着村庄狂奔,大声哭喊着留在家里亲人的名字。

地震时,正在高速公路上行驶的汽车被地震波剧烈的左右摇晃,后排座上的人东倒西歪, 你撞我、我撞你。“反光镜中的公路像翻卷的波浪,汽车在发飘”,驾驶员任师傅回忆说。山上往下滚石头和泥土,行进中的汽车有的被砸烂,有的被掩埋,还有的被滚石推进几十米的深沟,车毁人亡。那一天,3万平方公里的重灾区里,没有任何车辆能够到达目的地,它们的里程表被地震定格了。

地震时正在广元市天台山旅游的一位游客见证说:“地震时,天台山像是一个攥在上帝手中的摇铃,铃声像隆隆闷雷一样的推石磨声。 不,是魔鬼在磨牙,恐怖极了!” 四川作家李汉荣这样描述5.12地震:“楼房在剧烈摇晃,宇宙在颠簸,天地在颤抖,死,在迅速降临。我跑进卫生间,死神追进卫生间,我被死神搂着,按照命运的幅度在摇晃”。

52岁的高启良先生是什邡市云峰化工厂的职工,去工厂对面的商店买包烟后正往回走,刚走到路中间,突然被恨恨地摔倒在地,人像搁在大筛子上一样,感觉身下一股波在翻滚,等他从地上爬起来,一抬头发现“我们整个化工厂厂房都倒塌了,我没有看见有人从工厂里逃出来”。

“地震极其肆虐、极其暴戾、极其戕害!太凶了! 太吓人了! 除非你亲自体验,否则你无法想象”,失去家园、失去亲人的幸存者说。

大地震造成江河两岸山岳崩塌,石块堵塞河道,河水暴溢,形成堰塞湖,两岸房屋悉被淹没。山倒埋路,石阻沿途,外面的救援车辆和人员进不了山内灾区。劫后余生的灾民立即实行规模空前的大逃亡,搀幼扶老,踉踉跄跄地从山上塌下来的碎石上步步挪行,翻山越岭向成都盆地转移。地震后,北川县刘汉希望小学9名老师带着最小的4岁、最大13岁的71名娃娃,在无水无粮的情况下,徒步翻越三座海拔2000多米的大山,历经两天一夜终于到达绵阳。

位于绵竹市汉旺镇的东方汽轮机厂是中国装备工业三强之一。地震使绵延十里的东方汽轮机厂变成一片废墟,要完全恢复生产,至少也需一年半时间。5.12地震使德阳市工业损失至少上千亿元。

作者考察过的汶川县的映秀镇和漩口镇以及北川县城基本上没有了房屋,周围的村寨都被夷为平地。汶川县映秀小学共有473个孩子,地震后仅剩下217个。电视上曾放过这样的镜头:映秀小学废墟中一块塌下来的预制板边缘露出来一排小辫子,那是女孩子们的头发。所有的孩子面朝下趴着,头朝外,整个身体都被预制板重重压住了,全都遇难。都江堰市新建小学的一栋教学楼在地震中粉碎性地倒塌,239位师生遇难。北川县城曲山镇幼儿园,位于北川县曲山镇危家巷,因地震导致的山体滑坡,导致幼儿园及学前班500多名学生中,仅包括郎峥在内的20余人幸存。北川县茅坝中学(即北川县中学初中部)500多个师生在5.12那个瞬间被掩埋在大小混杂的滚石之下, 全校仅剩下一根旗竿和上半部篮球架,连倒塌的教学楼都不见了踪影。只是几秒钟的事情,都江堰市聚源镇的聚源中学的两栋分别建于1988年和1992年的4层教学楼,在剧烈晃动了几下之后就轰然坍塌,瞬间化为两三米高的瓦砾堆。倒塌的楼内有初中部三个年级共18个班师生。据现场搜救人员说,只有在操场上体育课的二十几个孩子幸存,其余近八百名师生,全被埋在瓦砾堆里。

北川第一中学位于北川县城边1千米的一个山坳中,全校原有师生2900多人。5.12地震中,这个中学两栋1995年建的教学楼轰然倒塌,1500多师生埋在废墟里,救命的哀呼声从水泥块隙里传出,那声音甚是凄厉与悲惨,废墟外的家长们面对沉重的钢筋水泥柱梁,没有挖、吊、锯、撬、拽的专业机械,只能徒手扒着废墟,无能为力实施快速救援,亲眼看着自己的孩子被钢筋刺穿身体,鲜血染黑了他们下方的楼板,手里还紧握写字笔,头边还压着打开的书,可是他们永远也不可能读完这些书了,太残酷了。救援人员扒开废墟,拔出一具具惨不能睹的孩子尸体, 有的被砸烂了头,有的断了手或腿。后来救援的武警和解放军来了,无数家长在警戒线外面等待自己孩子从废墟中被救援的消息,每一秒都悠长得仿佛像几个世纪。全校823名学生和40名老师在地震中遇难,120多名学生严重伤残。高一(2)班69个学生仅15个被救活,其余的被房梁砸死、被楼板压碎、被瓦砾和落土活活窒息而亡。

5.12大地震使得四川省境内水库、水电站、堤防、涵闸等水利水电工程受到重创。据中国地震局马文涛等专家调查统计,在5.12大地震中受损的水库有1803个,其中有高危溃坝风险的379座,包括大型水库2座(岷江上的紫坪铺水库和绿豆河上的鲁班水库),中型水库36座。例如,离震中仅5.5千米的紫坪铺水库,大坝高159米,最大库容11亿立方米。抗震设防7度, 实际地震烈度达到9度强以上。龙门山前山断裂离紫坪铺水库大坝仅500米,地震使大坝背水面多处出现裂纹,坝体整体下沉约20厘米,坝体出现渗漏。紫坪铺水库四周山体出现严重的滑坡和岩崩。建在涪江上的三台县印盒山水库,属于小型水库,库容266万立方米,土坝高30米,5.12大地震使坝体出现160米长的纵向裂缝6条,横向破裂56条,坝体下沉30厘米,库底出现渗漏,形成危机四伏的漩涡,疯狂的浊浪继续拍打着震裂的大坝。该坝建成于1979年,抗震设防6度,实际地震烈度7-8级。四川省过去水库抗震设防是在缺少长时间(>3000年)的地震记录资料情况下制定的,完全没有预料到在龙门山地区会发生8.0级大地震,过去抗震设防的烈度比实际地震烈度低1-3度。5.12大地震彻底颠覆人们对龙门山地震活动的认识,势必在今后的工程建筑过程中提高抗震设防的程度,这也是一种社会进步。

房屋本是人避雨御寒、安全生活之家。然而,大地震中杀人的直接凶手却是不抗震的房屋,建筑物成为地震杀人的最大帮凶,成为埋葬主人的坟墓。主震后,余震不断。在那些大难不死的幸存者眼里,“家”突然成为最危险的敌人。为了躲避余震,半个四川省的人都离家到开阔广场或田野搭起了五花八门的小帐篷,平时无人的空敞之地一下子变得嘈杂与混乱。“有一个能给人信心和保护、结实耐震的房屋”成为人们共同的愿望。

地震给灾区人民,即使自身没有伤亡,也带来了强烈的恐惧和惊吓,失去亲人的悲恸和孤独又会留下终生难以抹去的阴霾。“经过汶川大地震的人,都像生过一场大病”,一位压在废墟中2天之后幸运被救的妇女说。“地震过去这些日子里,一到天黑,一到刮风下雨,我就害怕,当时在废墟中那样恐怖绝望的感觉又会浮现脑海……”。她说不下去了,忙用纸巾擦泪水。

5.12地震灾难让我们看到人类的渺小,大自然力量的巨大。2009年是伟大的进化论的创立者——达尔文诞辰200周年,也是他《物种起源》论著发表150周年。在汶川大地震一周年之际,让我引用他1835年3月4日说过的一句话来缅怀这位科学巨人和对汶川地震和一切自然灾害中死难的同胞表示哀悼,“人类用了无数时间与辛勤劳动建立起来的城市与文明,只在1分钟时间内就被彻底地毁灭。我对大自然在1分钟内就能造成如此巨大灾变的惊愕程度却比对灾害受难者的同情来得更甚”。那天,26岁风华正茂的达尔文来到刚刚发生过强烈地震的智利康塞浦西翁市,整个城市被地震夷成平地,满目疮痍,他对天长叹,发出了上述感慨。达尔文的感慨不正是无数中国人对汶川大地震的感觉吗?

地下凶手:龙门山断裂带

在中国地图上有一条由地理学家胡焕庸(1901~1998)先生提出的“人口分布疏密的对比线”。这条直线,北起黑龙江爱珲县、西南达云南腾冲,它把中国大陆分成西北和东南两部分,线的东南侧,土地只占整个国土面积的36%,人口却是全国的90%。该线的西北侧, 情况恰恰相反。在四川省的地图上,也有这样一条线,它就是龙门山脉。龙门山以东是称之为“天府”的成都平原,“田肥美,民殷富……沃野千里,蓄积饶多”。龙门山以西是中、高山、极高山和高原的世界,遍布湍急的河流、深切的河谷,自然环境注定这里只能是游牧民的天下。

龙门山是青藏高原东缘边界山脉,横恒于青藏高原和四川盆地之间。当你由成都平原西行,接近邛崃-都江堰-彭州-什邡-绵竹一线时,你会看到西边巍峨挺拔的龙门山,甚为壮观。唐朝大诗人杜甫曾用“窗含西岭千秋雪”来形容由成都遥看龙门山的景象。中华民族历史上第一个堪称国家的夏王朝(距今4100年)的奠基人—大禹就出生在龙门山地区。龙门山古称茶坪山或湔山,后人为了纪念大禹“凿龙门,铸九鼎,治水患”的伟大功绩,将之命名为龙门山。

龙门山脉北东-南西向长约500 千米,北西-南东向宽约40-50 千米,从东到西分别是山前冲积平原 (海拔约500 米) 、高山地貌 (海拔2000-5000 米) 和高原地貌 (海拔4000-5000 米), 为当今世界上坡度最陡的高原边界。龙门山地区的地形坡度比喜马拉雅山南坡的还大,这样的地貌特征本身就说明垂直龙门山走向的方向上水平构造应力很大。地质和地球物理学家的研究表明,龙门山脉在晚新生代以来经受了强烈的右旋斜冲运动。但是,横跨龙门山布设的卫星测地系统(GPS)的区域观测网在5.12之前的近十年的测量结果却显示基本上没有位移,有些人据此推断龙门山断裂带不是活动地震构造,把该地区从全国强震重点防范区的名单上剔除。在5.12地震发生之前,当地政府和民众都没有意识到龙门山地区会发生大地震,因此也就没有采取任何应对地震灾害的策略与措施,更没有为应对可能的地震灾害而储备救援物资。事实上,在GPS观测的时间段内,龙门山断裂带处于闭锁状态,并不证明龙门山断裂带是不活动的构造。这就像一个庸医把午睡中的健康人误判为死人一样荒唐, 毕竟人们对地壳深部知之甚少。

汶川地震是青藏高原和扬子地块之间相对运动在龙门山断裂带上产生的长期能量积累和突然释放的结果。印度大陆板块向北漂移并和欧亚大陆板块碰撞挤压,形成了世界屋脊——喜马拉雅山和巨大的青藏高原。青藏高原平均海拔高度达5000米,地下的地壳厚度达60-70千米,而四川盆地下面的地壳厚度才40千米。在重力作用下,巨大的青藏高原就像一个大胖子突然躺到一个水床上。青藏高原深部地壳的岩石在高温高压下发生部分熔融,就像水床垫中的水在大胖子重重身体的挤压下向四边周界涌动一样,向高原的周缘挤流。古老的四川盆地下面是强硬的岩石圈,深深地扎根于其下的上地幔之中,强烈地阻挡着青藏高原向东扩张。在青藏高原扩张和四川盆地反扩张的前沿阵地,于是就挤压形成了高耸的龙门山,这次四川5.12特大地震正是人类遭遇龙门山造山运动的悲惨一幕。其实,青藏高原周界及其高原内部数条大断裂历来是地震的频发区。

与龙门山隆起抬升有关的主干断裂主要有三条:西边一条叫龙门山后山断裂,沿茂县-汶川-卧龙一线,也被称之为汶川-茂县断裂,大体上沿汶川到茂县的高山峡谷延伸;东边一条叫龙门山前山断裂或边界断裂,沿安县-都江堰-天全一线,也被称之为安县-灌县断裂;中间那条叫龙门山中央断裂,沿映秀-北川-青川一线,也被称之为映秀-北川-青川断裂。这三条断裂呈叠瓦状, 都向北西倾,在地下20-25千米深处,这三条断裂收敛合并成一条缓倾角的逆断层,成为青藏高原推覆到四川盆地之上的主控制构造。

前山断裂是四川盆地与龙门山脉的天然分界线,前山断裂的东边地壳相对沉降,河流从龙门山里带出大量的泥沙物质,在山前形成一系列冲积扇,成都平原的人民世世代代在上面耕种着。前山断裂与中央断裂之间所夹的是低龙门山区,从东到西依次是丘陵、低山、中山,最高山顶的海拔一般不超过2500米,山体的岩石主要是上古生界(泥盆系、石炭系和二叠系)和中生界(三叠系、侏罗系和白垩系)的。中央断裂与后山断裂之间所夹的是高龙门山区,山峰高度多在3500米以上,其中九顶山的狮子王峰海拔4984米,为龙门山的最高峰。高龙门山区的山体主要有前寒武系的彭灌杂岩(由花岗岩、花岗闪长岩及铁镁质的基性岩石脉组成)以及下古生界(寒武系、奥陶系和志留系)的地层和岩石构成。

汶川地震是位于青藏高原北部的松潘—甘孜地块沿龙门山中央断裂和前山断裂向四川盆地强烈推覆斜冲造成的。地下岩石在痛苦地支撑着由地壳运动产生的巨大的地应力,弹性应变能越积越高,地下约19千米深的震源体处的岩石终于支撑不住了,于2008年5月12日14点28分突然崩溃,闭锁多年的龙门山断裂咆哮着迅速向北东45º方向传播,先打通了彭州市龙门山镇-绵竹市清平乡的断裂凹凸点,在这里右旋走滑分量有所加大。然后打通了北川县曲山镇-陈家坝乡和青川县马公乡-红光乡两处断裂凹凸点。龙门山断裂带在平通-南坝附近有较大的逆冲推覆分量,青川以北主要是右旋走滑运动。龙门山断裂在从映秀镇附近的震源形成后迅速向北东方向传播扩展的过程中先后加过3次“油”,行进280千米,最后在川陕边境由于能量耗尽而又无“油”可加才停了下来。整个破裂过程持续约90 秒钟。龙门山断裂在震源形成后也向西南方向传了近20千米,但因遇到巨大障碍(可能断层阶区太大实在逾越不了)阻止其继续前进,所以只持续不到60 秒钟。

微观震中与宏观震中

震源位于活动断层上,是岩石在应力作用下最先开始发生破裂的地方,因此也是地震波传播的起始点。震中是震源在地面上的垂直投影点,亦可以说震中是地震破裂最先到达地表的地方,震中及其周围地区往往是地面破坏最大的地方。震中周围几百到几千千米范围内的地震仪都能记录到纵波 (P波) 和横波 (S波) 到达的时间(国际时间),再知道每种波在岩石中传播的速度就可算出该地震台到震源的距离。据两个以上的地震台站的数据就能确定震中。用这种方法确定的震中称之为仪器震中或微观震中,媒体上公布的现代地震的震中都是微观震中,通常以经度和纬度表示。

汶川地震的微观震中位置,中国地震局公布的是:北纬31.0º,东经103.4º; 美国地质调查局公布的是:北纬30.989º,东经103.329º。离微观震中最近的居民点是汶川县漩口镇八角庙村的桂子坪,微观震中位于离桂子坪还有1.7千米古溪沟的沟尾。

根据地震后实地调查确定的地震破坏最严重的地区叫极震区,极震区的几何中心叫宏观震中。文献上提到的历史地震的震中其实系指宏观震中,因为古时候还没有精密的地震仪。这些古地震的震中是地震地质学家后来调查极震区时考证出来的。至于破坏最严重的标志则按具体情况而定,有的以房屋破坏程度来定,有的则以地表断裂错动的大小来定。

对于汶川地震这样的大地震,微观震中和宏观震中往往并不一致,微观震中只有一个,而宏观震中可能是一个,也可能是几个,沿着断裂带分布。汶川地震的宏观震中就有4个。

距离微观震中最近的一个宏观震中是汶川县漩口镇何家山牛眠沟蔡家杠村附近的一个叫“莲花芯”的山顶,GPS测量的地理坐标是:北纬31.0456º, 东经103.4556º。牛眠沟里住的农民大多姓蔡,故名蔡家杠村,地震之后胡锦涛主席和温家宝总理都曾到过那里视察。一条小溪从莲花芯的山上经过一个约100米高的瀑布流进牛眠沟,然后流入岷江。牛眠沟里有一块巨石 (其实是古地震时从山上飞落下来的一块滚石),形如一条卧躺着、安睡着的水牛,所以这条沟被蔡家的祖先命名为牛眠沟。
蔡家的家谱上有诗云:

牛眠沟
怪石威威一条牛
一时独占千古秋
风吹草地无毛动
水打浑身湿汗毛
蔡家的家谱上还录有先祖蔡文元的一首诗:
泪痕七言
漩口红灯照牛眠
牛眠沟有万顷田
莲花芯里开莲花
地动山摇到今朝

“想不到莲花芯里开的莲花是石头碎裂之花,太恐怖了!”亲历5.12地动山摇的村民蔡永富如是说。地震中,他失去了妻子和孙女。5.12大地震时,莲花芯里的龙门山中央断裂带中的花岗岩和花岗闪长岩在强烈地逆冲挤压和剪切作用下,瞬间发生无数脆性破裂,约400万立方米的白色岩石碎块和碎屑在短短的30-40秒的时间内,从断裂带中喷涌而出,抛到对面山上的岩石碎块和碎屑将山坡上的泥土、森林、其它植被和悬岩一并击落与震塌, 干的岩石碎屑流(和潮湿的泥石流不同)立刻将2000多米长的山谷填平,居住在莲花芯和牛眠沟里的几十户人家的房屋瞬刻被掩埋。5.12当天的目击者叙说, 地震时他们看见莲花芯山上的石头像挤牙膏一样喷射到空中, 然后落入山谷,碎屑流在瀑布处冲出莲花芯沟口(即上述的瀑布处),飞溅到对面200多米外的山坡上,再右转沿着牛眠沟向下游的岷江冲去,整个过程仅约两分钟。

野外地质考察发现,汶川大地震的四个宏观震中分别位于: (1)汶川县映秀镇附近;(2)彭州市龙门山镇-绵竹市清平乡;(3)北川县曲山镇-陈家坝乡;(4)青川县马公乡-红光乡。在这4极震区内,满目疮痍, 房屋垮塌,整个山体被 “开肠剖肚”, 到处是滑坡、塌方、泥石流;公路、桥梁、电站被毁被埋。山体在痉挛, 沟谷在疼痛。这4个宏观震中分别对应于龙门山中央断裂面上四个拐点(凹凸点或阶区),断裂拐弯处是应力集中之地,5.12之前,龙门山中央断裂面上这四个拐点上的应力都呈高度集中,处于蓄势待发的临界状态。换句话说,每一个凹凸点都是一个弹性变形能的大储库。5.12大地震这颗母弹其实是由4颗子弹组成,先是一颗子弹爆炸,然后接连引爆了其他3颗子弹。汶川大地震在地表形成了两条大断裂,一条是龙门山中央断裂,即北川-映秀断裂;另一条是龙门山前山断裂,即安县-灌县断裂。这是两条毁灭和死亡的走廊,所经之地房屋被夷为平地,无数鲜活的生命在废墟下湮灭。断裂带是大地的伤口,却让人类感到无比的疼痛。

龙门山中央断裂从汶川县漩口镇何家山蔡家杠村,向北东45º(先后经汶川县的映秀镇、银杏乡, 都江堰市的虹口乡北部,彭州市小鱼洞镇北部、龙门山镇北部,什邡市红白镇北部,绵竹市清平乡,安县的高川乡和千佛镇,然后过北川县擂鼓镇、漩坪乡、曲山镇、陈家坝乡,平武县平通镇、南坝镇,最后经青川县的马公乡、红光乡、木鱼镇北部,最后终止于陕西省勉县,全长近300千米。此断层所经之地出现大量的山崩、滑坡、塌方、地裂、泥石流,超大规模的滑坡群彼此相连,滑坡面积占全部山坡面积的70%以上,部分地域甚至达90%以上,植被遭到大面积地破坏,居民区看不到完整的房屋,道路桥梁连毁,山坡上的农田丧失殆尽。山体塌方填平了沟谷,筑成碎石堤坝,阻塞河流, 形成地震湖即堰塞湖,使其河流下游受到溃堤产生水灾的潜在威胁。例如,距北川县城曲山镇仅三千米的唐家山堰塞湖库容最大时曾蓄水2亿立方米,幸得人工安全泄洪,唐家山堰塞湖这把利剑才没有落到湔江下游重要工业城市——绵阳人民头上。

龙门山前山断裂在5.12地震中形成的地表破裂始于都江堰市的青城后山,然后经浦阳镇、彭州市的磁峰镇、通济镇、白鹿镇和什邡市的蓥华镇、绵竹市的金花镇和汉旺镇、最后到达安县的睢水镇和晓坝乡,全长近90千米,其运动以逆冲兼具右旋走滑为特征。
传统认定一次只要一个极震区,它的几何中心就是地震的宏观震中。5.12大地震从南到北共有4个极震区,这明显地与传统的定义不同。传统的定义即地震点模型,假说地震的能量从一个点向外释放,而5.12地震的能量是从四个点向外释放的,这四个点处于同一个断裂面。所以,5.12地震的宏观震中实际上是一条延长近270千米断断续续的窄带。把5.12大地震的极震区误解为以地震仪测定的微观震中点为圆心的一个同心圆,客观上影响人们对灾区总体的认识。例如,5.12大地震后救援的大部队在开始时均往映秀集积,救灾物资和大型工具也都运往映秀附近,而对北川、青川、乃至甘肃文县的地震灾情严重估计不足,一定程度上影响了抗震救灾的效率和效果。

5.12大地震中,四川省广元市是重灾区,其中的青川县是特重灾区。青川县红光、石坝、马公三乡是5.12大地震4极震区之一,地震造成山体大面积塌方,仅红光乡的东河口村就死了近800人,200多户人家被埋在浅则20米、深则100米的岩土层下。在中央电视台和全国各省电视台5月12日到16日这5天向全国人民显示的灾区图上竟然没有广元,更没有青川。这种状况使得广元地区得不到中央政府的救灾物资调配、救灾力量的支援以及社会捐赠,广元市委和市政府领导怕这样会影响当地的抗震救灾工作。对于这种状况,广元市的领导都很纳闷,他们于地震发生的当天晚上就将灾情上报给省委和省地震局,还是四川几个重灾的州市中上报较早的,为什么广元没有被划入重灾区?经查询,电视台上的消息是四川省地震局提供的。广元市委书记罗强立刻与四川省地震局负责人交涉,“你在地图上划个圈,就把我们广元害苦了”,罗强说。地震局负责人回答是:“根据国际惯例, 地震的重灾区就是以(微观)震中为半径,100千米范围内的受灾区域,而青川到震中的直线距离是260千米,所以不能被划进重灾区”。罗强坚持“划分重灾区应该以实际受灾程度为标准”, 他的意见当时并没有被地震局立即采纳。后来直到5月21日,四川省地震局和四川省抗震救灾指挥部在派人实地考察之后才同意将广元划为地震重灾区、青川县划成特重灾区。

地震是地球村的一员

 地震是地球村的一员,而且在人类到来之前就已经存在了。地球年龄46亿年, 地震在地球上存在的时间至少已有44-45亿了, 地球冷却生成了脆性地壳, 在应力作用下就会在岩石中产生脆性断裂, 于是就有了地震。地震是地球的一声叹息,却让人类承受痛苦。

天灾和福地做伴

世界上许多人口密集的地方也是地震相对频发的地方,例如,美国的加利福尼亚州、加拿大的温哥华地区、南美的西海岸、日本和中国的台湾。居住在这些地方的海边,不仅可能受灾于地震而且还可能遭遇海啸。为什么人们会选择地震多的地方居住呢?其实,“灾区”和“福地”是一枚硬币的两面。会发生地震的地方往往是地势起伏强烈、山青水秀、云霞低垂、植物清华、气候温润、空气新鲜、自然景观美不胜收的地方,舒宜常有,而震灾不常有,毕竟地震的休眠期比发作期长得多。权衡利弊之后,人们还是选择在这些地方居住,这正是“机会和挑战共存, 发展与冒险相随,天灾和福地做伴”。塔里木盆地里面不会地震,但我们不会选择在沙漠里定居。所以,人类必须要学会和地震和谐共处。

中国大众观光旅游的自然景点往往以 “雄山、秀水、幽林、怪石”而闻名遐迩。我们大家在游玩中,一定要牢记这些地方或许是曾经发生过地震或其他地质灾害的地方,说不准随时都有发生强震的可能性。到过四川叠溪海子-松家沟的游客,无不为其 “雄奇宁静的大山、碧绿娇美的海子”而赞叹,其实它是1933年8月25日7.5级叠溪地震形成的堰塞湖,它长1万多米,宽200-600米,面积3.4平方千米。这个堰塞湖由大小不一、上下相连的两个海子组合而成,中间是一段波浪翻滚的激流。地震那一天是农历七月初五,再过十天就是叠溪古城一年一度的城隍庙会。届时,虔诚的羌人将向老天爷祈求平安。1933年8月25日下午3点50分30秒,地下一声巨雷,地动山摇,断层撕裂,建制于唐朝的千年叠溪古城陷落湖底,悬崖崩塌覆于其上,堵塞岷江,堰塞湖使方圆20多个羌寨淹没。叠溪地震以及由此引发的洪水使2万多人魂归九泉。岷江断裂带是川西北一条重要的地震活动断裂,它呈近南北向从九寨沟自然保护区中通过,无时无刻不存在发生强震的危险。

岩石:有记忆的地球肌体

人们常说, “稳如泰山”,  “坚如磐石”。其实,在地质学家眼里,泰山也不稳定, 100万年以来,泰山已升高了500多米,还不包括被风化剥蚀掉的部分。磐石也不坚硬,汶川地震像一把巨大的剪刀在90秒之内就把地壳中20千米厚的岩石剪断,在龙门山留下一条300 千米长难以愈合的裂痕。

岩石是地球的肌体。石头是有记忆、有语言的生命体,它们涵藏着地球许许多多的秘密。隐藏于石头内心的秘密需要地质学家去揭示,因为它们的秘密只能够讲给知音者听。当地质学家研究它们时,他们就成为石头的知朋好友,它们就会向他们诉说所经受过的幸福与苦难:它们如何在岩浆房受到锻炼,如何被地震所扭曲,如何在高温下蠕变, 又怎样从地幔或地壳深部攀升到地表。通过研究石头内部的构造和成分,地质学家探索人类共同的家园—地球漫长的历史和复杂的演化。例如, 海陆如何变迁? 山脉如何形成, 然后又如何走向消亡? 每块石头对我们地质学家来说,不光是深奥的学问,还是无声的诗、立体的画、凝固的音乐,都别有一番新奇、生动、激情和雅趣。许多赏石者所赏的不过是石头“瘦、透、漏、皱”的外表,而我们地质学家赏的则是石头科学的内涵与哲理。有人以为地质工作非常辛苦,我却不以为然,我在大城市里呆腻了,就到山里地质考察,登巍巍青山, 观蓝天白云,览峰峦沟壑, 大自然磅礴恢宏的千姿百态永远令我心旷神怡”,这正是:“究石心还静,登山气更豪”。

地球:非常活跃的星球

世界屋脊喜马拉雅山顶发现深海鱼的化石,密茂森林变成埋在地下几千米的煤海,沧海桑田, 海陆变迁……无不是地壳构造运动的结果,哪一座山的隆起不是靠无数次地震实现的?每次大地震,逆断层往前走几米,山就向上长几米,经过许多次地震,山就逐渐长高了。至今,喜马拉雅山还在升高,龙门山还在升高,祁连山也在升高。在前后两次地震间隔期间,地壳构造运动十分缓慢,一般人并不觉察,只有科学家用特殊的精密仪器才能测量出来地面运动的方向和速率。

地球是一个构造作用非常活跃的星球,地震活动十分频繁。地球上每年发生地震约500万次,其中人能感觉到的约有5万次左右,可能造成破坏的地震约1000次,其中约20次7级或7级以上的地震可能造成严重的破坏。8级或8级以上地震平均每年只有1次,而且常常发生在洋底海沟俯冲带。人类历史上记录到的最大的地震是1960年5月22日下午3点的智利大地震,矩震级9.5级,并在一个月之内又发生2次大于8级、10次大于7级的余震。地震造成约1万死亡,山体滑进瑞尼湖使湖水淹没了瓦尔迪维亚城,造成全城100万人无家可归。用一把巨锤给大钟恨恨地一击,由大钟共振产生的余音会持续几十秒。同样的道理,智利大地震之后,地球在宇宙中晃荡了整整42天。智利大地震还触发了6座火山,引发了海啸,平均高达10米、最高达25米的巨浪以850千米的时速横扫了太平洋,遥远的夏威夷和日本分别死了56和138人,巨浪将航行中的日本大渔轮掀上陆地的房顶。

在过去500年中,地球上有750万人死于地震。在20世纪的100年中,死于地震的人数就高达100万。进入21世纪之后这8年时间内,地球上已发生7级或7级以上的强震近60次,造成近50万人死亡。例如, 2004年12月26日晨7点59分,印尼苏门达腊岛北部附近海域发生特大地震并引发海啸,造成印度洋周围近30万人死亡,其中印尼有近24万人,斯里兰卡有3万多人,印度有近2万人,泰国有近9000人。此外,缅甸、马尔代夫、马来西亚、索马里、坦桑尼亚和肯尼亚也都有人死亡。

20世纪以来全球影响特大的地震灾害有12个:美国旧金山、日本关东、宁夏海源、南美智利、河北唐山、墨西哥、日本大阪-神户、土耳其伊兹米特、台湾集集、印度尼西亚苏门答腊、巴基斯坦和四川汶川,其中中国大陆有3个。 全球特大地震除分布在大洋和大陆板块边界之外,相当一部分在大陆内部。地震断裂活动方式以逆冲断裂、走滑断裂和正断裂为主;在逆冲地震断裂中,台湾集集地震的车笼埔断裂具有低角度逆冲兼左行走滑性质,而汶川地震断裂为特殊的高角度逆冲兼右行走滑性质。

中华民族5000年抗震救灾史

抗震救灾贯穿中国5000年历史。中国大陆地震的频度和强度居世界之首,占全球总量的10%以上。中国历史上有文字记载的地震就高达8000多次,其中1000多次为6级以上地震。据《史记•秦始皇本纪》,秦始皇时期发生过两次地震,分别在秦王嬴政十五年(公元前232年)和十七年(公元前230年),都在秦统一中国之前。《汉书》和《后汉书》记载的地震就有77次。据《清史稿》第44卷记载,从顺治元年到光绪29年这260年间,共发生地震492次,平均每年一到两次。20世纪以来,我国已发生6级以上破坏性地震近700次,其中7.0-7.9级地震70多次,8级以上地震6次。1949年中华人民共和国成立以来,共发生7级以上地震49次。地震烈度6度或6度以上地区占全中国国土面积的79.0%,地震烈度7度或7度以上地区占中国国土面积的41.4%,8度或8度以上地区占8.1%。我国有67%的人口超过200万的大城市处于地震烈度7度或7度以上的地区,许多重大工业实施也位于有严重地震灾害危险的区域内。有的省会和自治区首府位于8度或8度以上的区域内,例如,北京、西安、兰州、银川、太原、昆明、海口、拉萨、乌鲁木齐,呼和浩特和台北等。其中有的大城市甚至可能发生直下型地震。所谓“直下型地震”系指地震的震源位于城市直下方的地壳内,或者说,城市建在断裂带上。

自20世纪至今,中国占全球因地震死亡总人数的60%以上。同一时段,全球共发生造成20万人以上死亡的大地震两次,不幸的是这两次地震都发生在中国:一次是1920年宁夏海原8.5级特大地震,造成23.5万人死亡,另一次是1976年的河北唐山7.8级地震,造成24.4万人死亡。2008年的汶川8.0级特大地震又造成近9万人死亡。中国的领土面积(960万平方千米)占全球陆地总面积(15亿平方千米)的6.7%;中国的领土上发生的地震约占全球陆地地震的33%,为什么因地震造成的死亡人数却占全球地震死亡人数的近60%?另外,中国地震灾害造成的伤亡人数占各种自然灾害伤亡人数的近60%。造成这样状况的主要原因是,长期以来人们对建筑物抗震设防缺少应有的重视和应该改善的有力措施。

中国是世界上最早有确切地震文字记录的国家。西晋时出土的《竹书纪年》,记载了公元前1831年(距今3800多年前)夏帝发7年发生的泰山地震,以及公元前1809年夏帝桀时期河南西部地区发生的强烈地震:“夜中星陨如雨,地震,伊洛竭。”《吕氏春秋》里记载周文王八年的地震:“地动东南西北,不出国邻”,第一次记载了地震灾害范围。史书《国语》中记录了周幽王二年(公元前780年)陕西的一次地震:“西周三川皆震。是岁也,三川竭,岐山崩”。三川即今陕西的泾河、渭河、洛河,岐山即今陕西岐山县。《诗经•小雅•十月之交》翔实而又生动地记录了这次特大地震的情景:“烨烨震电,不宁不令。百川沸腾,山冢崪崩。高岸为谷,深谷为陵”。译成现代的白话就是:闪闪的电光,轰轰的雷鸣。千百条河流在沸腾,巍峨的山顶在崩塌,高岸变成了低谷,深谷变成了丘陵。西方国家同等水平的记载直到1755年葡萄牙里斯本大地震时才有,里斯本那次地震造成6万人死亡。

《春秋》、《国语》和《左传》等先秦古籍中都有关于地震的记述,保存了不少古老地震记录。从汉代开始,地震就作为“灾异”记入国史之中。宋元以后地方志发达起来,地震也被作为“灾异”记入各地的地方志中,地震史料大大增加。除了那些官修的正史与地方志之外,许多私人写的笔记、杂录、小说和诗文集中也有地震的记载,而且往往附有生动的描述。宋代编的《太平御览》、清代编的《古今图书集成》等,还分门别类收集了不少地震资料。此外,碑文中也有不少历史地震的记载。

一生经历过两次8级以上特大地震的康熙皇帝还在他67岁那一年(即1721年)亲自撰写一篇探讨地震成因与分布的学术论文, 第一次是发生于1668年7月25日晚8时左右 (清康熙七年) 山东省郯城8.5级大地震,另一次是发生于1679年9月2日(清康熙十八年)北京郊区三河-平谷的8.0 级大地震。康熙皇帝仅用352字就把地震现象与成因生动地描述了:“朕临揽六十年,读书阅事,务体验至理。大凡地震,皆由积气所致。程子曰,凡地动只是气动。盖积土之气,不能纯一,闷鬱既久,其势不得不奋。《老子》所谓 ‘地无以宁,恐将发此,地之所以动也’。阴阳迫而动于下:深则震动虽微,而所及者广;浅则震动虽大,而所及者近。广者千里而遥,近者百十里而止。适当其始发处,甚至落瓦、倒垣、裂地、败宇,而方幅之内,递以近远而差。其发始于一处,旁及四隅。凡在东西南北者,皆知其所自也。至于涌泉溢水,此皆地中所有,随此气而出耳。既震之后,积气既发,断无再大震之理;而其气之复归于脉络者,升降之间,尤不能大顺,必至于安和通适,而后反其宁静之体,故大震之后不时有动摇,此地气反元之征也。宋儒谓阳气鬱而不申,逆为往来,则地为之震。《玉历通政经》(唐李淳风撰)云:阴阳太甚,则为地震。此皆明于理者”。

康熙皇帝文中所说的“气”现应理解为地质构造应力或弹性应变能,“阴阳”可理解成矛盾的两个方面,如断层的两盘、应力的相互作用等。精彩的论述有:(1)“深则震动虽微,而所及者广;浅则震动虽大,而所及者近。”这里认证了震源深浅与地面破坏的关系。(2)“其发始于一处,旁及四隅”。地震波发始于震源,然后向四面八方传播。(3)“既震之后,积气既发,断无再大震之理”。“积气”即是弹性应变能的积累。(4)“而其气之复归于脉络者,升降之间,尤不能大顺,必至于安和通适,而后反其宁静之体,故大震之后不时有动摇,此地气反元之征也”。作者给出余震的成因解释。(5)“阴阳太甚,则为地震”。断层两盘受到太大剪应力作用,当剪应力超过岩石的剪切强度或摩擦强度,就要发生地震。

译成现代白话,康熙皇帝是这样写的:“我即位执政六十年,读书阅事,务必体验其中真正的道理。大凡地震都是由地应力集中所造成的。程颐说,凡地动乃是地应力的释放。由于积累的弹性应变能不能释放,时间久了,必然要找机会释放。《老子》所说:“地无以宁,恐将发此,地之所以动也”。断层两盘受应力作用而运动于地下:震源深则地面震动微小,但波及范围广;深源浅则地面震动大,但波及范围小。波及范围广的可超过千里之外,小的仅达百里或几十里。位处震中的极震区内,屋瓦脱落,墙倒,地面开裂,建筑物遭毁坏。在灾区内,破坏程度递次由近到远而减弱。地震开始之处即震源,波是从那里开始向四面八方传播的。凡在东西南北各方的人都知道波是从那个方向传来的。至于涌泉溢水则是顺着地震破裂被地应力挤冒出来的地下水而已。发震之后,积累的弹性应变能既然释放了,也就不会再在短时间内发生大震了。但是区域内各分枝断裂,在应力升降变化之间尚未完全适应新的状态,还未能调整到新的平衡,因此大震以后就会经常发生余震,这是地应力恢复原状的征兆。宋代学者说过,“地应力集中积累到一定程度,则大地就要发生震动。《玉历通政经》也说:断层两盘受到剪切应力太大,超过某一临界值,就要发生地震,这都是易明白的道理”。由此看来,康熙皇帝在280多年前对地震的理解应处当时世界领先水平的。

在我国3000多年的历史资料中,记载的地震至少有近万次,其中破坏性地震近3000次,8级以上特大地震约18次。这些记载的时间之久远,内容之详尽,都是举世无双的,是世界上最悠久、最完整的地震历史资料。

杀人帮凶

地震波本身不杀人,杀人的是倒塌的房屋、山体滑坡塌方和泥石流,砸死和掩埋一个个鲜活的生命。人们赖以遮风蔽雨的房屋,如果不抗震,地震来时就成为名副其实的杀人帮凶与人们的葬身之地。历次震灾统计表明,地震中95%的人员死亡缘于建筑物的倒塌。

根据汶川地震灾区调查结果的分析得出,地震造成人员伤亡的主要原因有以下几个方面。

房屋建在断裂带上

断层是地震时地面变形的集中之地。断层的位移,包括水平和垂直位移,在5.12大地震中从几十厘米到十几米,跨越断层的房屋,其基础承受不了这么大的位移,房屋因而遭到破坏。在5.12大地震中,那些坐落在断裂带上的建筑物全部倒塌,无一幸免。例如,在汶川县映秀镇,建在中央断裂带上的映秀小学、邮电局、发电厂、天然气厂、阿坝州警务直属大队等所有单位,都被夷成平地。

龙门山中央断裂和前山断裂的地表破裂或形变带的宽度一般小于40米,在这个范围内,各类房屋无论其建筑结构、所用材料、施工质量全部倒塌损毁。例如,彭州市白鹿镇中学,前山断裂刚好从其两栋教学楼之间通过,断层形变带的宽度为18米,断层上盘相对于下盘抬升了2.0-2.2米, 两栋教学楼的间距地震前为28.7米,地震后变成26.7米,水平缩短了2.0米。位于断层形变带西北侧5-8米之外的三层教学楼(靠山坡,断层上盘;建于2005年,按地震烈度7度设防)和位于断层形变带东南侧几米之外的四层教学楼(近小河,断层下盘;建于1998年,按7度设防)虽有所破裂但都没有坍塌,而沿断层形变带走向追踪,直接建在断层形变带上的西南平房(学生宿舍)和东北的白鹿小学、教师办公楼和民房则全部倒塌。

中国《建筑抗震设计规范(GB50011-2001)》规定丙类建筑(一般工业和民用建筑)在抗震设防烈度为8度时,地震活动断裂两侧的最小避让距离为200米。设防烈度为9度时,地震活动断裂两侧的最小避让距离为300米。这些规范在土地资源相对丰富的平原区较好执行,对于5.12地震所在的龙门山地区实行起来似乎非常困难,因为可用于重建的土地资源极其有限。在龙门山地区,河流沿着断裂带向下切割形成山谷,由于断裂带岩石被历次地震破碎研磨,风化成土壤,于是仅有的、可耕作的土地(平坝)零零散散地分布在山沟里,所以这里也是城镇村寨的落脚点和交通的要道。平坝正是活动断层通过的地方,中间是条河,河两边有些土地。房屋一边是陡峭的山崖, 另一边是水流滚滚的河道。灾后重建过程中,不仅要考虑地震断层的重新活动,而且还要考虑山体滑坡、山洪、泥石流等其它地质灾害。在四川灾区震后重建中,活动断层两侧的“避让距离”至少应不少于100米。在避让距离之内,绝对不能再建学校、医院等公共建筑。

建筑物的抗震能力比实际的地震烈度小很多

从映秀经北川到青川这一带龙门山地区,在国家2001年公布的《中国地震动峰值加速度区划图》中,有的地方是6度(地震动峰值加速度为0.05 g左右,g为地表的重力加速度,单位是 m/s2), 如彭州、绵竹、都江堰等; 有的地方是7度(地震动峰值加速度为0.10g左右),如汶川、北川、青川等。这些抗震设防的标准是在缺少长时间(3000年以上)的地震记录资料情况下制定的,完全没有预料到在龙门山地区会发生8.0级特大地震,过去抗震设防的烈度比实际地震烈度低1-3度。

按照过去老的抗震规范,6度区基本无须特别设防, 农村乡镇老百姓自己砌的民房, 没有进行过抗震设计。学校和医院理论上按7度设防,但是因种种原因造成的外表光鲜实为豆腐渣工程也确实存在。即使实际施工质量达到设计要求,一座按烈度7度抗震设防的建筑,也就是在6度时不损坏, 7度时可以维修重新使用,8度时不瞬刻垮塌。这就是人们常说的 “小震不坏、中震可修、大震不倒”。事实上,以往有的建筑商存在侥幸心理,认为“一辈子也遇不上一次破坏性地震”,对抗震规范的执行并不够严密,常常缺乏自律。5.12大地震中,龙门山中央断裂和前山断裂经过的地方及其附近地区,地震烈度高达10和11度。加之,建于不同时代、使用不同标准、还有不同施工质量。如此看来,5.12地震造成那么多人员的伤亡是必然的,因为灾区绝大多数房屋都未能达到抵抗8度和9度以上地震烈度的要求。

经地震灾区考察发现: (1)无筋砖柱抗震能力很差,带粗螺旋箍筋的钢筋混凝土柱,地震时表现较好。(2)钢筋混凝土框架结构房屋的倒塌几乎都和柱子的破坏有关。柱子的破坏主要包括: 柱子顶端和底部水平破裂、柱子主筋压屈与压弯、外部保护层剥落、柱体剪切破坏等等。柱梁之间的节点尤其容易破坏。遭到破坏的钢筋混凝土柱子往往是:柱子里钢筋太少太细、箍筋间距过大,搭接长度不足、横向接头钢筋过少等等。柱子是房屋的“脊梁”, 软骨头的房屋一震就塌。(3)无筋承重墙主要被剪切断裂破坏。(4) 对于砖混结构和钢筋混凝土框架结构的房屋来说,房屋越高,地震时破坏率越高。(5)采用基底隔震技术的楼房的抗震能力大大提高。(6)在乡镇、县城街面的房屋特别容易被地震毁坏。这类建筑往往采取强梁弱柱体系,而且结构布局不合理。底层临街一面,开洞很大,作为商店的门或窗户, 而在背街的那一面墙开洞很小。房子的强度一边强、一边弱,“太偏心”。地震来时,房屋底层破坏后向街心一侧倾倒。所以,地震时,在狭窄街道上行走的人员特别危险,因为不仅临街房屋的前墙会倒塌于街,而且空中的广告牌、路灯、电线杆等也会砸下来。地震时躲藏在结实的家具下或侧旁, 通常比跑到房外狭窄街道上更安全。

建设安全的家已成为全国人民共同的愿望。我们应该调查研究“那些倒了的和没有倒的建筑”,弄清建筑倒塌的原由,解读大震中建筑屹立不倒的奥秘。只要建筑质量好(结构设计合理、建材质量好、施工质量高), 即使遇上8级地震,楼房也不会一震即塌,里面的人就有时间逃出来。

建筑物坐落在松散沉积物之上

松散沉积物包括古河道、古湖泊相的沉积物、流沙土以及人工回填土等。这类松散沉积物空隙度大,内含饱和水,具触变性。在静态情况下,水饱和的沉积物尚具有一定的稳定性,但在动态情况下,例如地震波晃动下,这种水饱和的松散沉积物瞬刻失去稳定性,呈现出液态的物理性质(即沙土液化),使得坐落其上的建筑物在流沙中不均匀下沉,造成建筑物倾倒而彻底摧毁。这就是建筑学上所说的场地效应和地基失效。举个例子,把一块方糖放在一碗小米上,然后来回晃碗,方糖很快沉入小米之中。
曲山镇就是坐落在松散沉积物之上的北川县县城,这也是北川县城遭到毁灭性破坏的重要原因之一。另外,一些房屋坐落在河岸边,地震振动使地基连同房屋倾倒或坠落河底。所以,灾后重建中住房选址一定要远离河岸和不稳定的边坡。

山体滑坡和岩石崩塌

龙门山地区地势起伏大,山坡陡峭。山高谷深,少量的土壤沿沟分布,人们只能居住和活动于沟谷之中,而沟谷正是断裂带通过之处。这个地貌特点决定龙门山注定是地震次生灾害非常严重的地区。在龙门山主断裂通过的绵竹市清平乡,大规模的山体滑坡使清平乡政府所在地的两侧山体合二为一,掩埋了数十户人家。地震中,北川县城商业中心本来有近3000人已逃出危房来到门前广场,却又被随之到来的山体塌方埋到地下几十米深,惨不能言。北川县陈家坝乡也是山体滑坡塌方的重灾区,在乡政府所在的谷口,滑坡体长1.2千米,宽2.0千米,掩埋了几十户人家。陈家坝乡的杜家坝村,滑坡体长800米,宽1000米,掩埋了两个村民小组(生产队)。青川县红光乡东河口村200农户被崩塌的岩石埋在浅则20 米、深则110米的地下。

龙门山中央断裂和前山断裂都以逆冲为主。5.12大地震时,处于断层上盘山顶或悬崖上的岩石被弹射到空中,然后沿抛物线落到几十米甚至几百米远的地方,这些“地震飞来石”,有的摧毁房屋,有的击毁汽车,有的砸死行人。

法国十七世纪卓越的科学家、思想家布莱兹•帕斯卡尔(Blaise Pascal,1623-1662)说过:“人只不过是一根芦苇,是自然界最脆弱的东西;但他是一根能思想的芦苇。用不着整个宇宙都拿起武器来才能毁灭;大自然的一点力量、一口气、一滴水就足以致他死命了。然而,纵使宇宙毁灭了他,人却仍然要比致他于死命的东西更高贵得多;因为他知道自己要死亡,以及宇宙对他所具有的优势,而宇宙对此却是一无所知”。帕斯卡尔16岁写成《圆锥曲线论》,其中论证的几何学定理至今仍称作帕斯卡尔定理。19岁时制出能够进行百位加法运算的计算器。23岁时制作了水银气压计,后又进行过一系列气压和真空试验。他总结出帕斯卡尔定律,其名字被后人确定为国际单位制中的压强单位。他还从事过概率论、摆线以及其他一些数学研究,亦都取得卓越的成就。

汶川地震之后再读帕斯卡尔这段话,别有一番滋味在心头。在我们一直居住的地球上,随时有可能山崩地陷,天灾降临,摧毁我们辛苦建起来的家园,夺去我们的亲人,置我们于困境。生命在地球上就像瓦砾堆上的幼草,稀稀落落地在石头缝中生长。生命和文明像夕阳余辉一般脆弱,灾难什么时候来,完全由大自然独自做主,人类并没有发言权。人类不应该过份地放大自身对自然的作用,把脆弱的幼草天真地当作参天大树,傲慢地忽略了已经存在46亿年的地球。在不可抵御的大自然面前,我们人不过是狂风中的一粒微尘,只有悲叹生命的脆弱和命运的无常的份。

在压倒一切和绝对优势的大自然面前,我们要丢掉“人定胜天”、“与天斗,其乐无穷;与地斗,其乐无穷”的狂妄和盲从,认识到自己的软弱和微小,承认自己的无知和愚昧,让谦卑和对大自然的敬畏回到我们的心里。我们要反省,要学会和大自然和谐相处。帕斯卡尔说得好,人是一根能思想的芦苇,即使死了,也要活着。

学会与大自然和谐共处

地震灾害属于巨灾类型,其最大特点就是破坏性超大而发生频率很低。大地震在同一个地点,可能要上百年、甚至数百年才可能发生一次。生活在地震活动断裂带上或附近地区的居民往往一辈子也没有遇上一次破坏性地震,甚至几代人都没有感受到地震的威力和残酷。因而,地震灾害血的教训常常被人们淡忘。每一次破坏性大地震发生后,震后救援常常得到政府、媒体和公众的高度重视。然而,一旦灾害过去,政府、媒体和公众对抗震减灾的劲头就一落千丈。无需几年就又回到震前的老样子,对抗震减灾不闻不问,无动于衷;或者表面敷衍, 而没有实际行动和有效措施,其结果城乡的抗震减灾能力依然低下。那么,一旦发生地震,仍然是房倒屋塌,死伤惨重。所以,《唐山大地震》的作者钱钢说:“地震的悲惨,时而被人淡忘,时而又被人突然提起。被人淡忘的日子,它本应被人记忆;而被人突然提起,却每每在不忍回首之时”。

由于地震内部的“不可入性”、大地震的“非频发性”和地震成因机理的复杂性等因素,目前人类还不能有效地、准确地预报地震发生的时间、地点和强度。现代科学已经让天文学家看到数百亿光年之外的遥远天体,可是人类对于我们祖祖辈辈生活的地球,才深入到12千米——前苏联在克拉半岛打的一口科学钻井。即使对一次破坏性地震成功地进行了震前预报,居民可以走出房屋,但如果房屋不抗震,地震还是要毁坏我们的家园,导致重大的财产损失,造成严重的经济和社会后果。所以,防震减灾最有效、最实用的办法就是选择安全可靠、远离地震活动断裂的场地建房、并且投大本钱、花大力气提高建筑物的抗震性能。这是一项被日本、美国和南美等多震国家证明是事半功倍成功的国策。只有实施这样的国策,1976年唐山和2008汶川的地震灾难才不会再在中国重演,地震灾害才能够最大程度的得以减轻。

生命是宝贵的,莫让鲜活的生命建立在断裂带碰巧没有复发地震的偶然性上。这就是本文的目的。我们人类必须要学会与大自然和谐共处。只有科学地、准确地认识了地球的秉性,然后我们才有可能学会与大自然和谐共处。

 

 

 

 


 

0