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作者:王中宇 来源:科学时报 发布时间:2008-8-26 1:38:5
大自然的声音:汶川地震中的“非规范滑坡”

图一  两位老乡正走在地震时喷出来的土石堆上
(取自《人与生物圈》杂志2008年第4期)


图二   被掩埋的谢家店子
(取自《人与生物圈》杂志2008年第4期)


图三   谢家店子原址上的“滑坡体”
(取自http://bbs.cctv.com/viewthread.php?tid=824466)


图四   劫后的银厂沟小龙潭树林


图五   爆炸后的通古斯森林


图六   安县肖家桥“粉碎性滑坡”
(刘大安提供)


图七   爆炸后的山体


图八   图中有竹子的那块完整土,是整块飞过来的


图九   “滑坡”将巨量的土石抛过了河,却未伤及紧邻的一座房子和耕地、树木。


图十   爆炸形成的地裂缝


 

图十一   沟底不知道来自何处的巨木遗骸,周围分布着炭化状、类似煤泥的物质

2008年国土资源部、水利部、地矿部《地质灾害勘察规范》将滑坡定义为:
 
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致。
 
可见,滑坡的基本特征是:在重力作用下,顺坡向下滑动;而滑坡的动力机制是:某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度。汶川地震留下了大量的滑坡体,但其中一些显然不满足上述定义,姑且称之为“非规范滑坡体”。
 
“震中”一词给人一个隐含的假设:地震是在某个点位上发生的。而汶川地震在99秒内从都江堰市的映秀镇、漩口镇一带一直撕裂到广元市的青川县。将这数百公里的线状地带都视为“震中”,恐怕更符合实际。“非规范滑坡体”分布在从映秀到青川的整个“震中带”。媒体和志愿者用文字与照片记录下许多这类现象,足以让我们思考汶川地震的机制。
 
都江堰:来自地下深处的物质?
 
漩口镇蔡家沟村
 
5月31日,中新社报道了在漩口镇蔡家沟村发现的现场和当地百姓口述的事件经过。
 
蔡家沟村位于映秀镇和漩口镇即将交界处,村子在山上,上山之前要经过几个塌方处。在近一公里宽的山沟里,人们发现沟底全由水泥碎块厚厚地铺成,至少绵延2公里,犹如一大块水泥,被人有意敲成了直径20至50厘米不等的碎块。一条小溪在水泥碎块中潺潺穿行。而这附近并无大建筑,只有木结构的民房。
 
一位何姓老人告诉记者:5月12日地震发生的时候,很多村民正在地里干活。地动山摇中,突然听到“嘭”的一声巨响,就看见旁边一个山顶上像是炸开一个洞,洞里像挤牙膏一样炸出好多东西。
 
“哦哟,你们不晓得,当时简直就像是火山喷发!”
 
“是岩浆吗?”
 
“不是,就是这些水泥一样的岩石。喷了差不多3分钟。”
 
顺着何大爷手指的方向,但见那些“水泥碎块”的发源地犹如一个火山口。再往蔡家沟村的山上走,能看见“火山口”背后还有一个堰塞湖。
 
何大爷说,那座山头下有一个十多人的施工队,“火山口”喷出的岩石一泻而下,那些人眨眼就不见了。
 
“那条小溪是怎么回事?”
 
“本来是一条还比较宽的河,现在都被埋在石头下面了。”
 
据同行的军人粗略估算,这3分钟喷发的岩石,至少得有几百吨。
 
映秀镇百花滩沟
 
中华人民共和国人与生物圈委员会主办的《人与生物圈》杂志2008年第4期刊登了地质学者、探险者杨勇考察百花滩沟的报告《“这沟石头是轰的一声从地下冒出来的”——震中纪实》。
 
在距映秀镇7公里的百花滩沟,杨勇观察到的现场如下:
 
百花滩沟是岷江很小很小的一条支流,长达约3000米,下口宽约300米,中段大约500米,上段大约100米。喷出岩石覆盖厚度大约30~50米。总方量大约5000多万立方米,喷发岩体岩性为二叠纪变质岩,喷发地百花滩沟谷岩性为三叠纪沙砾岩,岩石流呈碎屑状,流质特征不明显,沟谷走向东北40度左右,东经103°27′54″,北纬31°2′71″。距映秀镇直线距离东北方向约7公里。
 
对地震,政府官员的描述是:地震的时候,这个地方喷出很多岩石,直向天上喷出,带着很大的油味、焦臭味,有人怀疑是不是地下有石油,近看时才发现整条沟白花花的,就像是溃决的泥石流沟一样,一直冲向公路,沟口大概10户人家都被埋了。
 
一位正向沟外走的妇女告诉杨勇:地震时大家正在山上的田里劳作,当时只觉得天旋地转,大地是在打转儿而不是左右摇晃,山沟里发出巨大的声响,从沟底冒出滚滚白烟,还伴随着热浪和焦臭味,地面一张一合,张开的时候就向外喷东西,后来就好像过筛子一样开始左右摇,不断喷发出来的石土顺着山沟一直流向沟口(见图一)。
 
以下是杨勇与老乡的交谈:
 
问:这片土石是在沟里堵了几天之后冲出来的吗?
 
答:不是,是当时从地下喷出来的,还冲得很高,整个沟里烟雾弥漫响声很大。
 
问:那几天沟里的水有那么大吗?
 
答:没得水嘛,是干的。
 
问:堵了以后没有下大雨吗?
 
答:就是要研究这个问题嘛,这个是干的咋会喷出来的?
 
问:是先垮塌后地震的?
 
答:是地震时一下子就喷出来的。地震摇过了以后轰的一声就喷出来了。
 
问:这些土石流是从石山上垮下来的吗?
 
答:有垮下来的也有喷出来的。地震的时候,灰大得很,啥子都看不到,地震持续了二三分钟。
 
龙池保护站、南岳村
 
龙溪—虹口保护区距映秀一山之隔,直线距离6公里左右。南岳村位于龙池国家森林公园山门口处,主要以矮山和中环山地形为主。在龙池保护站区域执行“盛林一号”大熊猫监测任务的监测队长尚涛在日记里记下:
 
“据龙池镇南岳村两位村民称:地震时他们正在采摘野菜,在湖边的长河坝方向看到四周到处都在喷水柱、喷泥浆。”(《人与生物圈》 2008年第4期)
 
彭县:龙门山谢家店子“地开花”?
 
汶川地震发生在龙门山断裂带,位于彭县的龙门山灾情引人瞩目。《中国青年报》《变成坟墓的村庄》;《人与生物圈》杂志 2008年第4期《“地开花”,埋了整个村子——银厂沟风景区纪实》和网上广为转载的、署名虫乙的博文《寻找消逝的风景——勇闯震后银厂沟》报道了发生在谢家店子的“地开花”。
 
谢家店子位于龙门山镇至银厂沟的旅游公路旁边,是一个依山傍水的平地。地震前这里有18户村民以及20余家“农家乐”。从景区里出来的游客大多喜欢在这里歇歇脚,或吃饭,或喝茶,或玩牌。
 
地震后,这里成了一座由巨大的砾石和泥土垒砌成的小山,是一个十分明显的滑坡堆积体,砾石粗大,没有分选。砾石之间夹裹着大量黄褐色的泥土和砂砾,堆积物的方量至少达到数十万立方米以上。堆积物上完全看不出一丝村镇和建筑物的痕迹,也很难想象这里震前的模样(见图二、图三)。
 
令人奇怪的是这些堆积物的来源。堆积物的背后山体虽有破损,但还算完整,堆积物与山体之间并无大量堆积物的存在,而且滑坡体的扇形特征亦不明显,这些大量的物质又是从什么地方搬运而来的呢?
 
当地老乡称之为“地开花”,《中国青年报》记者贺延光、林天宏在《变成坟墓的村庄》中报道:
 
“初到此处的人们,以为这是山体滑坡造成的惨剧,可是,他们很快就会发现,土山后面的大山、植被十分完整,没有一点滑坡的痕迹。原来,大地震的时候,大坪村所在的这块空地,竟然发生了剧烈的山体喷发,无数的泥土和巨石被巨大的力量推出了地面,像炮弹一样飞上几十米高的天空,摧毁了道路和平地……”
 
文中的大坪指的就是谢家店子。在天涯社区一个名为“望福街”的博客里,博主在《从彭州城到谢家店子》一文中记载了他的观感:
 
“小龚说,这就是传说中一个村子被埋的地方。我其实早已经在心里作好了思想准备,但是当车子开上了一个混合着巨石、碎石、泥土的高地时,我还是被眼前的景象惊呆了:
 
大概有好几个足球场面积的地方,全部都是高高低低的石块,我想象中的山体滑坡的地貌并不是眼前的景象,山体滑坡的地方,你可以看到高处,可以看到从高处滑下来的山体,山体混合着石块和泥土可能没过水泥路,甚至可能没过身边的河谷,形成一个堰塞湖。但是这里,你根本看不到高处的山了,如果用我不太准确的感觉来说,这里的整个一座山在地震的时候发生了你不可以想象的巨大爆炸,整个山没有了,变成了石块的荒原,高高低低,望不到边。小龚说,下面就是谢家店子,有18户人家(农家乐)被埋了,其中还有一个警察连同他的警车。”
 
值得注意的是,《人与生物圈》杂志2008年第4期刊出了谢家店子附近银厂沟小龙潭树林的劫后照片(见图四)。
 
“在数百米范围内,所有的树木全部从腰部折断,这些树木像火烧过一样,没有树梢、树枝和树叶,只剩下赤条条的树干,还奋力伸向天空,林下横七竖八躺着被折断的残枝败叶。在树林背后,我们看见山体完全改变了模样,巨大的山崩,将两座本来分开的山体完整地合为一体。难道是山崩时飞落的石块将树木折断的吗?但我们很快就否定了这个判断,因为在林地我们并未发现飞落的石块。”(《“地开花”埋了整个村子——银厂沟风景区纪实》,《人与生物圈》杂志2008年第4期)
 
这张照片让人想起了通古斯爆炸后一张广泛流传的现场照片(图五)。
 
对1908年发生的通古斯爆炸,有各种假说解释,最流行的是陨落。后来研究发现,该区深部有烃气藏,勒拿—通古斯是俄罗斯的含油气地带。于是有人试图用地球内部气体爆炸解释之。
 
虫乙最后写道:
 
“后来我们得知,谢家店子古时候的名字叫‘棺木崖’。这是一个很不吉利的多字,眼前的一切,似乎验证了这个古老而可怕的预言。古人为什么要取这个名字呢?难道这里曾经发生过类似‘5·12’的灾变?难道今天所发生的一切,不过是历史的重演?这些谜就像‘地开花’、‘山体喷发’、‘巨大爆炸’一样,也许它只是一个传说,也许它真的意味着什么……”
 
这引起笔者一个猜想:莫非是这里的地质结构使地幔排出的可燃气体日渐积累,超过一定限度后,引发爆炸。消耗掉可燃气体,地壳重新找回平衡后,这里将平静下来,直到可燃气体再次积聚到临界点。
 
安县:肖家桥的“粉碎性滑坡”
 
安县的肖家桥之所以引人注意,是因为这里的滑坡造成了仅次于唐家山的堰塞湖。中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室研究员刘大安考察了肖家桥,认为这是“粉碎性滑坡”(见图六)。
 
在常见的滑坡体,巨石、碎石、泥土混杂,而这里似乎是人为加工过的碎石,其大小相当均匀,令人费解。这与都江堰蔡家沟的情形有些相似,可惜笔者没能找到目击者证言。但刘大安研究员注意到,堰塞坝后缘,近根部有灰黑色炭质页岩粉末组成倒石堆,低凹处有树皮被烧焦的小树。
 
北川县:陈家坝的“抛射滑坡”
 
安县向北就是北川县,北川的陈家坝的“滑坡体”居然飞越了一条小河,一些专家称之为“抛射滑坡”。
 
在署名“新洋”的《地震灾区行(组图)》中,详细记录了发生在陈家坝的事件。目击者的证言表明:地震时先是一声巨响,大山底部突然冲起几十米高的红色东西,然后翻滚着变成黑色,很多老乡的脸全部给染黑了。岩浆喷出来以后,地面形成一条很大的裂缝,有的村子直接就掉进去了。有几户人家房子没有被吞进去,房子里出来的人拼命往河边跑,然后直接掉进裂缝里。很快,一声很沉闷的巨响,裂缝合起来了。黑色烟尘散去后,房子土地牛猪狗鸡整个好像从地球上立即消失了。爆炸使山上的土石飞越数千米,在小河对岸形成超过100米厚的堆积物。图七至图十一是《地震灾区行(组图)》中提供的现场照片。
 
青川县:东河口的“爆炸坑”?
 
北川再向东北就是广元市的青川县,这是“震中带”的东北端。青川县关庄片区红光乡东河口村是个被四座大山前后拥抱的河谷,红光河在这里流入清竹江,与江河平行的是3条公路,分别通到唐家河保护区、江油、青川。众多媒体记录了这里的灾情。《人民公安》2008年11期《关庄纪事》一文这样描述灾后现场:
 
“整个东河村和康乐村的主体已经全部被山体滑坡带下来的泥土掩埋,整个东河口谷地升高了100多米。这意味着,位于三山环绕的东河口谷地的东河村和康乐村绝大部分呆在家里的村民都已经被深埋在地下。而东河村背靠的王家山像被刀劈一般几乎竖直地坍塌了一半,王家山山峰被削低了几十米。”
 
《成都商报》2008年6月15日的记述则是:
 
“红光乡东河口村的王家山垂直高度约300米,半匹山垮塌下来,将山脚下4个组的村民房屋全部掩埋。巨大的山体在下滑过程中遇到阻碍,巨大的冲力把人和房屋冲上了天,只听“嘭嘭嘭”三声像爆炸般的巨响,一大片土石呼啸着腾空而起,翻过王家山山顶,落到另一面的山坡上,将坡上十多户人家的房屋掩埋!腾起的土石在空中甚至打落了几只扑腾着翅膀的斑鸠。”
 
看来是王家山的山体滑坡掩埋了东河口河谷。然而,王家山相对高程不过300米,靠滑坡的动力机制,如何能造成这样的“远程滑坡”?
 
在红光乡东河口村1组的杨林森的眼里,这“滑坡体”是从地下拱出来的:
 
12日下午两点半左右,他和老伴、孙子在家吃午饭,突然听到屋外传来巨响。他连忙放下饭碗出外查看,发现王家山山体正在滑坡,天昏地暗,而门前的地面也像受到了外力的挤压,不断隆起。短短两分钟,门前数平方公里范围内的土石就陡长了超过50米高。(《重庆商报》2008年5月16日)
 
红光乡东河口村主任何清宝则直陈,是“牛圈包山”发生了爆炸:
 
“5月12日14时28分地震之时,全村所有村民都跑出了屋子,人员伤亡并不大。……可是过了2分钟,地处东河口村南面高大约1000米的牛圈包山,‘砰腾’一声爆炸似地向北面的瓦窑背梁坍塌,浓烟腾起,顿时飞沙走石,最大的石块估约50吨重,泥浆漫漫。距离两山之间的东河口村民,在惊魂未定之时,又遭灭顶之灾,乡亲无处可逃,几乎全被掩埋。”(广元新闻网)
 
村民何应寿的描述与何清宝一致:
 
“只听到轰隆隆几声巨响,就像是炸山的声音,旁边一个山顶上像是被炸开了,不断滚落石头……人站也站不稳,都趴在地上,漫天都是灰尘,天就像黑了一样,只看得到几米远……”
 
当时正在另外一座山上劳作的赵万学认为:如果只是被当地人称为“梁粱山”(音)的垮塌,还不至于把几个村庄掩埋在地底下几十米,平地爆起石头才是真正的罪魁祸首。(《东河口青川地震后的记忆与希望》四川在线2008年6月3日)
 
看来目击者相信灾害主要源自爆炸,他们甚至向研究人员指认出了“爆炸坑”。
 
思考:重视与大自然的对话
 
从都江堰的映秀、漩口到广元的青川,整个“震中带”上都分布着“非规范滑坡体”。现场观察表明,很难用“规范的滑坡”机理解释之。目击者证言则强调,当时发生了大规模的爆炸、地下物质喷发,同时焦臭味、浓烟、炭化状类似煤泥的物质、烧焦的树木等现象都提示我们这类现象的复杂性。
 
此外地震前后气候与动物的异常已被频繁报道。就在与东河口相通的青川县唐家河自然保护区,目击者称:
 
“地震前一小时,我们正在野外做羚牛监测工作,坐下休息时看到山上起了波浪式的黄云,人感觉昏昏欲睡,我说不对,要下大雨了,赶快往回走!我在林区生活20多年了,从来没有见到过这样的云彩,早上7点出门时还是蓝天,慢慢有了黄云,在山和天之间暗黄颜色的云彩特别长,估计有3公里左右,从上午11点到12点,农村的说法就是早中午,持续了近1个小时左右。
 
“我们从山上下来走到蜂园时,非常寂静,那会儿一切声音都没有了,大家都感觉很奇怪。这里养蜂嘛,记得早上还飞得很多,我们还说今天它们可能是碰到好蜜源了,早早就回来了。但是飞舞着很多蛾子(菜粉蝶),平时从来没有那么多,那么集中。还有就是那几天几乎没听到鸟叫,平时总是叫声不断,地震前大概半小时左右,我们几个人还在讨论这些奇怪现象,过一会儿就地震了。”
 
地震时“还有一种硝烟味道,很大的烟雾,能见度很低”。
 
“地震前蜂子早早都回来了,直接就进了蜂箱,我揭开盖一看,没的糖,蜂子也不动,感到很奇怪。
 
“地震那天,蝴蝶到处飞,从来没看到过那么多,有两层楼房那么大一团在空中滚动,草坪上也全是,随手就可以抓住。”(晓梅《“震前半小时山林突然鸦雀无声”——唐家河保护区纪实》,《人与生物圈》杂志 2008年第4期)
 
地震是大自然与人类的一次对话,这种对话检验着我们现有理论的可靠性,在提示我们认识大自然的各种潜在视角。地震后,抢险与重建自然是当务之急,然而我们不应忽视这种宝贵的、代价沉重的对话机会,应有专业研究队伍系统考察“震中带”的现场,应及时、系统地搜集整理目击者证言,不要让它们随着时间的流逝而模糊、失真。在此基础上,我们对地震的认识才有可能深化,在地震面前才有可能从“必然王国”走近“自由王国”。
 
《科学时报》 (2008-8-26 观察)
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