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第7章 地震及其成因

地震自古以来就是使人们惧怕的灾祸。1755年11月1日星期六,地点在葡萄牙里斯本,发生了一次大地震。那天是万圣节,大半居民都挤在大小教堂里。上午9时30分,传来隆隆响声,建筑物也动摇起来。

随后第二次震动袭来,整整两分钟不停。在那种毁屋夺命的隆隆巨响中,屋顶、墙壁、教堂、住宅和商店都坍塌了。第三次震动接踵而至。随后灰尘笼罩全城有如浓雾一般,使人透不过气来。

白昼变成黑夜,大火四起。余震一再袭击这座灾城,大理石筑成的教堂摇摇摆摆,像海上的船,太加斯河巨浪滔天,河水涌入城市三次。

除葡萄牙整个西南角和西班牙部分地区外,北非也发生剧烈震动,生命财产损失严重。地震波的反射,激起欧洲各海岸浪潮澎湃,影响所及远达西印度群岛。

里斯本有些宏伟建筑在地震时未致倒塌,可惜在随后的大火中化为焦土。大火烧了七天,城内较低地区全部烧毁,里斯本的珍藏大半毁于大火之中。在皇家医院内,数百名病人葬身火海。一座教堂内有600人丧生,另两座教堂内分别有400人和300人死亡。全部遇难人数可能超过6万。轻微的地震延续几个月。西班牙一位外交官问来自里斯本的使节:“难道贵国的土地永远不会静下来吗?”

里斯本地震是最早存有精确记载的大地震之一。长久以来,科学家一直想解释为什么有这种骇人天祸。古希腊哲学家亚里士多德认为,地震是困在地球内部的风所造成的。他说:“我们必须假定,风在地球内部的作用,与风力在我们体内所造成的颤动与悸动类似。因此有的地震属于颤动,有的属于悸动。”这是一种假说的起源,此后流传了许多世纪,在一段长时期被认是科学真理。

文艺复兴期间,一般看法认为地震的原因是困在地球下面的空气。地球破裂的时候,就会释出带疫症的空气,引起霍乱和在灾区猖獗的其他可怕瘟疫。

马利特的学说,把地震研究引入科学范畴。马利特是英国一位土木工程师及科学研究者,在1846年发表第一篇地震理论。他认为悬崖断裂及大地面貌变更,只有遇到“一种弹性压缩波,或一连串此种波,以平行或交叉方式,通过受扰地区的地面和固体物质”时才会发生。

地震波通过地壳是一种新观念。马利特相信,地震主要源自火山活动,过热蒸汽或熔岩冒出裂缝所造成的某些爆炸,会使地球剧烈震动。他指出地震时常发生于火山区,以支持这个论点。

震动的发生可能非常简单:地壳某一断层上岩石的张力突然松弛,断层上的岩石急速移入新位置时,便引起地震冲击波,在地球的坚固外层传送极远。地震似乎多半源于64公里深处,但有些震源则深达720公里。不管震源多深,地震学家常称由震源垂直投影到地面的点为震中。震中地点可以根据几个地震报告站的记录,用三角测量法推定。震中周围不一定是受灾严重的灾区。地震波袭击远处的地壳断层,损害可能会更为严重。

想充分了解地震及其破坏力,必须知道震源和岩石在震中滑动时所发生的威力。多年之前,美国地震学家李克特制出一种地震强度表,把能用仪器测出的最轻微地震强度列为最接近零级的一级;人类能感觉到的轻微地震,强度约为三级。理论上说,地震没有最高极限。在李克特强度表上的级数,是把各报告站录得的资料综合起来求出的平均数。

到目前为止,依据李克特地震强度表定出的最大地震,强度为8.9级,这可能是人类所有经历过地震的最高强度。如果发生10级地震,全世界马上就会知道。地震强度分级法虽然在50年前才开始采用,但是20世纪初已有各种可靠的测量仪,使我们在定出地震强度表之前也能估计地震强度。只有过两次地震达到最高的8.9级。一次是1906年1月31日的哥伦比亚--厄瓜多尔地震,一次是1933年3月2日的日本冲绳大地震。

每年除发生无数次轻微地震外,总有几次强烈地震。地震学家认为,7级或7级以上的震动,都是主震。每年发生多少次主震呢?李克特提出约为25次。

地震强度最高可达什么程度?李克特说:“地震强度显然必有极限……自然的极限,必取决于地壳的坚硬度,即岩石所能承受的最大张力……历史上的地震,还没有一次可以列为8.9级以上。”

果真如此,破坏力这么厉害的里斯本地震,也就不比近年一些大地震更为强烈。

甚至最有名的1906年美国旧金山大地震和1976年的唐山大地震,也不是最强的地震。其强度有人估计分别为8.3级和8.6级。但因发生在人口稠密区,所以造成极大的破坏。

虽然世界各地都会有地震,但在地震带上特别频繁。地震带全球有多条,其一是有名的“火环”,在太平洋东北西三面边缘上。另一条自地中海经过阿尔卑斯山、高加索,再从喜马拉雅山脉至东印度群岛。

地震可通过陆地传播,也可通过水传播。“海底地震”的报道很多,下面是1855年一艘英国船上的海员报告:

“我站在舵轮附近,听到一阵好像远方传来的雷声;走往左舷看看南边时,感觉船好像擦过一个珊瑚礁,发出一阵嘎嘎响声。声音停止后,所有东西都摇动约一分钟。全部过程约为两分钟。我试作探测水深,一百二十英尺长的测深索也探不到海底。水面毫无波浪,但声音似乎来自船底。船的移动很像在深水中抛锚,锚链迅速放尽的情形。”

在陆地也有些罕见的怪现象发生。如果地下水充足,地震可能使地壳爆裂,迫使地下水喷出,形成喷泉及间歇泉。这情形有时被称为水柱或泥火山。1934年印度发生地震时,有人把这种现象描写得很生动:

“我的汽车忽然摇晃起来……摇晃一停止,公路两旁村落的泥屋就开始倒塌。在我右边,一株孤立的秃顶干枯棕榈树干剧烈摇摆,好像一个人在激怒中挥动手杖似的。接着整个地区的地面上冒出几百条水柱,喷出水和沙。沙粒积成小火山,水从小火山口喷出,有的水柱高达六英尺。”

“几分钟内,眺望公路两旁只见沙和水,水和沙。公路上也喷出水柱,我看到前面路上有许多大裂缝。我的汽车下陷,水和沙不断带着气泡冒出、涌来,把汽车车轮淹没了。我们主仆两人马上要‘弃船’踩进深可及膝的热水和泥水里逃上岸。那天下午特别冷,踩进那样的热水里倒感到意外。”

在地震的所有现象中,最骇人的莫过于地面裂缝开而复合,不过这种情形极少出现。1797年厄瓜多尔的略凡巴市地震时,地面出现不少裂缝,许多人掉进去,裂缝又合起来,夹住那些遇难人的大腿。英国地质学家莱伊尔爵士讲述1692年牙买加地震时的情形说,地面如滔滔大海般翻腾,裂开后旋即复合。许多人被裂缝吞噬,有人齐腰被裂缝夹住,活活箝死;有人只剩头颅露出地面;还有人掉进裂缝后,接着又被大水冲浮出来。

假如人类能预测地震,或许能逃过这些可怕的灾难。像1923年9月1日日本腹地发生地震时那种恐怖情景,就可能不致出现。

那天黎明时风雨交加。阵雨停止后,风已略小。天空晴朗,旭日东升,阳光炽烈。东京、横滨及周围七县地区,都炎热异常。当时盛夏已过,秋老虎好像更难忍受,特别是那天早晨更热。

正当家家户户都在烧午饭的时候,灾难降临了。房屋坍塌,大火四起。一柱柱浓烟缭绕上升,与建筑物倒毁后漫天飞滚的黄色尘土混合一起。天空由黄色变成褐色,最后变成黑色。

海湾里的舢舨着火脱了索,被烈风吹得到处漂流,把火焰蔓延到港内其他船只。

就在这个时候,一阵恐怖的海啸从湾内涌起,扫上海岸,把许多尸体和燃烧的碎片带入城内。

在伊豆半岛南端,成千上万座小山纷纷崩解。其中一座山崩解时直冲根府川村,埋葬了全体村民。

在东京,《日本记事报》特约记者报道:“有些人逃到街头,也避过了火焰。他们死后的尸体很完整,但有许多惨不忍睹的燎泡。他们必定比那些尸体烧成焦炭碎片的人死得更痛苦。烧死的人在一堆堆碎砖、乱电线和商店货物中,可能只剩下一小块烧焦的头盖骨。在这些乱堆里到底埋了多少人?没有人知道。但是恶臭冲天,尤以运河附近为甚,许多人跑到那里逃生,结果无一幸免。”

风向转变,大火继续燃烧。强风夹着大火的猛烈热气形成飓风,产生出惊人的破坏力。下午4时左右,一个陆龙卷风出现,引起隅田川上游洪水泛滥。陆龙卷风沿河向下游吹袭,把河里许多小船卷离水面,再带着呼啸声吹到正在燃烧中的高等工业学校,卷起一大堆燃烧着的碎物,吹到对岸去,那里的建筑物立即起火。火势迅速蔓延到军服仓库的空地,当时估计有4万人从坍塌燃烧的建筑物里逃到那避难。

黑烟和火焰立即封住整个仓库地区。灾民和他们的财物都烧焦了。整个地区变成一片火海,陆龙卷风呼啸旋转,猛袭这些不幸的灾民,4万人之中,幸存者无几。

大火在东京燃烧了3天3夜,为了减少破坏,火道上的建筑物都予以爆破。而地震还在继续。地震发生当天,余震共224次。第二天245次,第三天95次,第四天83次,以后次数逐日减少,直至完全停止。

东京几乎全遭毁灭。横滨也是一样,死亡人数97331人,失踪43476人,总计142807人。

暴雨洪水接踵而至,大地震时未崩解的东西,这时也倒下了。一座悬于山溪上的绝壁崩落,阻塞溪流,结果造成了山洪泛滥,把房屋冲到山下,一个约有170户人家的村落,被掩埋在30多米深的泥土之下;一列载了200多名乘客开往真鹤的火车,被洪水冲走,连同全部乘客一起,坠入相模湾底。一个地区同时受到这样多天灾的蹂躏,生命财产损失如此浩大,或许是历史上仅有的一次。

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