古代地震學

戴爾君

我國地處歐亞大陸東南部，受太平洋板塊與印度洋板塊的擠壓作用，地質(zhì)構(gòu)造十分復雜，地震斷裂帶十分發(fā)育，所以自古以來，地震活動范圍廣、強度大、頻率高。幾千年來，我們的祖先頑強地同地震災害做斗爭，留下了世界地震史上最豐富的地震記錄，創(chuàng)造了世界上第一架地震儀，觀察記載了大量地震前兆現(xiàn)象，積累了許多防震抗震的經(jīng)驗教訓，在地震測報方面進行了許多有益的嘗試。

一、 珍貴的歷史遺產(chǎn)

我國古代歷朝歷代都設(shè)有史官，專門記載國家大事；記錄地方大事的地方志也有悠久的歷史。地震在古代被視為嚴重的災異，所以，一旦有地震發(fā)生，在國家層面和地方層面都能找到相應(yīng)的記載。這樣，我國有文字可考的歷史長河中，地震記錄從未缺失過。

我國最早的地震記載在《竹書紀年》之中。書中一共記載了四次地震，其中最早的兩次發(fā)生在夏代末期：一次是夏“帝發(fā)七年（公元前1831年），泰山震”，另一次是夏“帝癸十年（公元前1809年），五星錯行，夜中隕星如雨，地震，伊洛竭”。伊洛是指河南的伊水、洛水?！吨駮o年》在明代以來，有人認為是后人補作的偽書。但書中記載的地震有時間、地點，以古人對地震的神秘迷信，是不能偽造的。所以，夏“帝發(fā)七年，泰山震”應(yīng)是我國最早的地震記載。

我國史書記載的最早的一次地震時發(fā)生在周幽王二年（公元前780年）的陜西岐山地震。地震時，“西周三川皆震。是歲也，三川竭，岐山崩”（《國語·周語》）?！叭ā敝戈兾鞯臎芎印⑽己?、洛河?！对娊?jīng)·小雅·十月之交》對這次令周人恐懼的地震作了描述：“燁燁震電，不寧不令。百川沸騰，山冢崪崩。高岸為谷，深谷為陵?！?/p>

西漢綏和二年（公元前7年）九月丙辰，北邊郡國發(fā)生地震?！稘h書王行志》對這次地震有“水出地動”的記載。這是我國關(guān)于震前地下水異常變化的最早記載。

東漢永和三年（138年）二月乙亥，甘肅金城、隴西地震。這次地震是人類歷史上第一次用測震儀器（張衡發(fā)明的候風地動儀）測到的破壞性地震。金城郡包括今蘭州在內(nèi)，當時候風地動儀設(shè)在洛陽，據(jù)震中有700公里。

明嘉靖三十四年（1556年）十二月十二日，陜西華縣地震，是我國歷史上死亡人數(shù)最多的一次地震?！睹魇肺逍兄尽酚浌倮糗娒駢核腊耸f有奇。地震波及11個省130余縣，并首次記載了“地中出火”（地光）現(xiàn)象。

清康熙十八年（1679年）七月二十八日，河北三河、平谷地震。破壞面積縱長達500公里，北京城內(nèi)故宮破壞嚴重。三和知縣震后作記：“次日，人極縣境較低于舊時，往勘之。西行三十余里及柳河屯，則地脈中段，落二尺許。漸西北至東務(wù)里，則東南界落五尺許，又北至潘各莊，則正南界落一丈許”（《三河縣志》）。顯然，地震時發(fā)生了大規(guī)模的地面形變。

清雍正十一年（1733年）六月二十三日，云南東川地震?！稏|川府志》提到，需后人們注意到城墻墻垛“南北則十損其九，東西十存其六，抑又奇也”。這是古代史料中，對地震力方向性的最早描述。

清同治六年（1867年）十一月二十三日，臺灣基隆近海發(fā)生海嘯。這是我國地震史上引起海嘯的一次地震，“沿海山傾地裂，海水暴漲，屋宇傾壞，溺數(shù)百人”。

我國史籍中關(guān)于地震的記載，除了官修正史、方志以外，許多私人寫的筆記、雜談、小說和詩文集中也有，而且往往有生動的描述。歷代的一些“類書”，如宋代的《太平御覽》、清代的《古今圖書集成》等，也按分類收集了不少地震資料。此外，存在于許多地方的碑文中，也有歷史地震的記載。

我國歷代積累下來的地震資料，是一份珍貴的歷史遺產(chǎn)。新中國成立后，我國一些史學家和地震工作者，共同搜集整理了這份歷史遺產(chǎn)，共摘出16000多條地震史料，經(jīng)過審核考訂，獲得了從公元前1177年到1955年的8100多次地震資料，其中5到59級地震1095次，6到69級地震410次，7到79級地震91次，8級以上地震17次。這樣悠久而豐富的地震記錄，具有重要的科學價值。我國地震工作者利用這些歷史地震資料，編制各種地震圖表，進行各種數(shù)理統(tǒng)計，在我國地震區(qū)域劃分、地震預測預報和國家經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)合理布局等方面，提供了重要的科學依據(jù)。

二、 古代地震學最輝煌的成就

在不斷記錄地震、積累知識的基礎(chǔ)上，東漢時杰出的科學家張衡發(fā)明了世界上第一架觀測地震的儀器——候風地動儀。張衡一生中遇到過多次地震。據(jù)統(tǒng)計，從漢和帝永元四年（92年）到漢順帝永和四年（139年）間，京師洛陽和隴西發(fā)生地震20次，其中有6次是破壞性地震。張衡是河南南陽人，又在洛陽工作，所以對這些地震有親身的體驗；同時，他又擔任太史令多年，不但掌管天文，而且各地發(fā)生地震上報以后，也都由他記錄下來。為了掌握各地的地震情報，他感到很需要有一種儀器來進行觀測。經(jīng)過6年的艱苦努力，終于在漢順帝陽嘉元年（132年）他造出了世界上第一架測定地震方位的儀器——候風地動儀，在人類同地震做斗爭得歷史上寫下了光輝的一頁。

關(guān)于這架儀器，《后漢書》中記載：“地動儀以精銅制成，圓徑八尺，合蓋隆起，形似酒樽”。漢尺的八尺相當于今天的一米八九。地動儀內(nèi)部有精巧的結(jié)構(gòu)，主要是中間的“都柱”和“八道”。都柱是一根上粗下細的棍，八道是設(shè)在都柱周圍八個方向上的機械裝置。八道之外，排列八條銅制的小龍，每條龍嘴里都含有一顆銅球，在小龍的下面，有八個對應(yīng)的銅制蛤蟆，呈張口接球的姿態(tài)。當某地發(fā)生地震時，那個方向龍嘴里的銅球就會自動掉到蛤蟆嘴里，發(fā)出聲響。這樣，觀測人員根據(jù)“振聲激揚”而知道在什么時間什么方位發(fā)生了地震。地震儀制成以后，安置在洛陽。永和三年（138年）它經(jīng)受了一次檢驗。一天，地動儀的西方龍嘴里的銅球掉到蛤蟆嘴里，而京城里的人毫無地震的感覺，人們開始懷疑地動儀的價值。可是，剛過幾天，隴西傳來地震的消息，一時無不震驚。張衡發(fā)明、制造的地動儀，是當時世界地震學最輝煌、最先進的成就，直達1700多年后，歐洲才制造出類似的地震儀器。

三、 地震預測預報

我國古代人民通過親身的體驗和觀察，記載了大量的地震前兆現(xiàn)象，如地聲、地光、前震、地下水異常、氣象異常、動物異常等，積累了相當豐富的預測預報地震的知識。

地聲、地光是非常重要的臨震前前兆現(xiàn)象。我國史籍中對很多地震都有震前地聲、地光的記述。如南北朝時期，北魏孝文帝延興四年（474年）山西“雁門崎城有聲如雷，自上西引十余聲，聲止地震”（《魏書·靈征志》）。唐玄宗開元二十二年（734年）二月十八，“秦州地震，先是秦州百姓聞州西北地下殷殷有聲，俄而地震”（《舊唐書·五行志》）。明憲宗成化四年（1468年）四月四日，廣東瓊州府“夜四更地震。未震之先，有聲從西南起，遂大震，既而復震，良久乃止”（《成化實錄》卷五十五）。明武宗正德四年（1509年）五月二十六日夜，湖北“武昌府見碧光閃爍如電者六七次，有聲隱隱如雷鼓，已而地震”（《武宗實錄》卷五十）。正德八年（1514年）十二月三十日，四川越雋縣“有火輪見空中，聲如雷，次日戊戌地震”（《明武宗實錄》卷一零七）。

大震之前往往有一系列微震或小震，叫前震。歷史上有不少震例記載有前震現(xiàn)象，如正德七年（1512年）“五月云南地連震十三日，八月云南地大震”（孫之祿：《二申野錄》）。清康熙七年（1668年）七月二十五日，江蘇鎮(zhèn)江府、丹陽縣“戌時地震，先數(shù)日微震一次，是日震甚，山動搖，江河之水皆為鼓蕩，停泊之舟多覆溺，城內(nèi)外震裂墻屋無算”（《鎮(zhèn)江府志》《丹陽縣志》）。

強烈地震發(fā)生前，地下水往往發(fā)生異常變化。清康熙七年（1668年），山東郯城發(fā)生85級地震，好幾個地方出現(xiàn)河水突然干涸的現(xiàn)象。山東壽光“未震之前一日，耳中聞河水洶洶之聲，遣子探試，亦無所見，或云先一日彌丹諸河水忽涸”（《壽光縣志》）；江蘇贛榆“先是苦雨幾一月，是日城南渠一晷之間，暴漲忽涸，見者異之”（《海州志》）。除了水量顯著變化的觀察記載之處，還有水的成分、色味發(fā)生變化的記載，如“井水忽渾濁”“水變赤如流丹”“井水變?yōu)槲?、甘咸相反”等?/p>

關(guān)于震前出現(xiàn)天氣異常的現(xiàn)象，如高溫酷熱、雷雨驟然、颶風大作、陰霾昏晦、干旱水澇等，在史書中也有很多記載。清康熙十八年（1679年）三河、平谷大震前，出現(xiàn)了“特大炎暑，熱傷人高甚重”的熱異常；四川嘉慶《射洪縣志》記載嘉慶二十四年（1819年）五月十九日發(fā)生的地震：“五月霪雨十日，至十九日大雨如注，是夜地震，泛水漲數(shù)丈”。其他如震前出現(xiàn)“云氣彌天”“日色昏黃，亭午風霾晦暝，晚不見月”等類似的記載也很多。

地震前，許多動物會有異常反應(yīng)。對震前動物的異常反應(yīng)，早在唐代就有了記載，如《開元占經(jīng)·地鏡》中說：“鼠聚朝廷市衢中而鳴，地方屠裂”；明世宗嘉靖三十五年（1556年）正月二十三日夜，河南鄧縣、內(nèi)鄉(xiāng)“分聞風雨聲自西北來，鳥獸皆鳴，已而地震轟如雷”《鄧州志》；清嘉慶二十年（1815年）山西平陸大地震后，有人總結(jié)了經(jīng)驗：“牛馬仰首，雞犬聲亂，即震驗也”（《虞鄉(xiāng)縣志》）。

大量的地震前兆知識的積累，使得預報、預防地震成為可能。古人曾經(jīng)作過一些成功的探索。清咸豐五年（1855年）遼寧縣人民根據(jù)地聲預報了一次破壞性地震。故宮檔案記載說：“未震之時，先聞有聲如雷，故該處旗民早以預防，俱各走避出屋，是以未經(jīng)壓斃多人，只傷男婦子女共七名”；嘉慶十四年（1809年）八月十一日，貴州正安發(fā)生強震前，在“小溪里、羅乾溪忽山動不墜”，當?shù)鼐用窀鶕?jù)這種前震活動，迅速采取預防措施，把器具牛羊轉(zhuǎn)移到安全地方，“遷畢地搖，房屋倒塌，田地盡翻”（《遵義府志》）；嘉慶二十年（1815年）山西平陸發(fā)生強烈地震，震前當?shù)鼐用窀鶕?jù)天氣異常作了預報?！队萼l(xiāng)縣志》說：“八月六日陰雨連綿四旬，盆傾檐注，過重陽微晴，十三日大霽，鄉(xiāng)老有識者，謂霪雨后天大熱，宜防地震”不久，果然“屋舍傾塌”發(fā)生了一次地震。

乾隆二十年（1755年）編寫了《銀川小志》記載了當?shù)鼐用窨偨Y(jié)出根據(jù)前兆現(xiàn)象預報地震的經(jīng)驗。書中說，寧夏地震“大約冬春二季居多，如開水忽渾濁，炮聲散長，群犬鬧吠，即防此患”。從這段記載可以看出，古人已經(jīng)有了綜合多種前兆現(xiàn)象來預報地震的思想，這種觀點是很科學的。

四、 防震抗震的措施

為了減少和避免地震造成的傷亡破壞，采取防震抗震措施，是一個重要的方面。古代人民群眾在這方面積累了不少的經(jīng)驗，找到了一些切實可行的辦法和措施。

臺灣是我國地震最頻繁的地區(qū)，古代臺灣人民就根據(jù)“臺地罕有終年不震”的特點，在興建城市，建造房屋時，大量采用竹子和木頭等材料。如淡水縣城墻便是用竹木等材料建成的。竹木性質(zhì)柔韌，質(zhì)輕，耐震性能高，是很好的抗震建筑材料。云南一些經(jīng)常發(fā)生地震的地方，常采用荊條、木筋草等材料編墻，也是根據(jù)這個道理選擇的。

我國古代建造房屋、橋梁、塔寺時，為了要經(jīng)久耐用和安全可靠，一般都很注意地基牢靠、建筑物結(jié)實、整體性能好，特別是在多震地區(qū)更會慎重考慮這些問題。始建于唐代的天津薊縣獨樂寺觀音閣、始建于遼代的高六十多米的山西應(yīng)縣木塔、始建于北魏的山西大同恒山懸空寺、建于的河北趙州橋，距今都有千年以上歷史了，它們都位于地震較多的華山地震區(qū)，經(jīng)受過多次的地震，至今還魏然屹立，這證明了我國古代人民對抗震設(shè)計和施工有很豐富的知識。

我國的傳統(tǒng)民居建筑，通常采用木結(jié)構(gòu)的框架體系，構(gòu)件之間也是用斗拱，榫卯相連，這是一種柔性連接，具有相當?shù)膹椥院鸵欢ǖ淖晕一謴湍芰?，往往起到很好的抗震作用。在一些大地震發(fā)生時，常常會出現(xiàn)“墻倒屋不塌”的情況，避免了更大的傷亡。

大震之后，為防止余震傷人，古書上也記載了不少好辦法，如“居者懼覆壓，編葦為屋”（江蘇《贛榆縣志》）；“于場圃中，戴星架木，鋪草為寢所”（山西《虞鄉(xiāng)縣志》）；“于居旁隙地，架木為棚，結(jié)草為廬”（河北《臨漳縣志》）等。這些防震抗震的措施簡易安全，行之有效，所以到現(xiàn)在還在沿用。

在強烈地震發(fā)生來不及跑出房屋的危急時刻，怎樣采取應(yīng)急措施？嘉靖三十五年（公元1556年）一月二十三日陜西華縣發(fā)生了八級大震，這次地震的幸存者秦可大根據(jù)親身體驗和耳聞目睹的事實，寫有一篇重要著作《地震記》，提出了大震應(yīng)急措施，他說：“……因計居民之家，當勉置合廂樓板，內(nèi)豎壯木床榻，卒然聞變，不可疾出，伏而待定，縱有覆巢，可冀完卵；力不辦者，預擇空隙之處，審趨避可也?！痹谶€沒有完全實現(xiàn)地震預報的今天，地震突然發(fā)生，來不及跑出屋外，就躲在堅實的家具下，以免砸傷壓斃，這是現(xiàn)在防震抗震中仍然重要的一條措施。