古代地震学

戴尔君

我国地处欧亚大陆东南部，受太平洋板块与印度洋板块的挤压作用，地质构造十分复杂，地震断裂带十分发育，所以自古以来，地震活动范围广、强度大、频率高。几千年来，我们的祖先顽强地同地震灾害做斗争，留下了世界地震史上最丰富的地震记录，创造了世界上第一架地震仪，观察记载了大量地震前兆现象，积累了许多防震抗震的经验教训，在地震测报方面进行了许多有益的尝试。

一、 珍贵的历史遗产

我国古代历朝历代都设有史官，专门记载国家大事；记录地方大事的地方志也有悠久的历史。地震在古代被视为严重的灾异，所以，一旦有地震发生，在国家层面和地方层面都能找到相应的记载。这样，我国有文字可考的历史长河中，地震记录从未缺失过。

我国最早的地震记载在《竹书纪年》之中。书中一共记载了四次地震，其中最早的两次发生在夏代末期：一次是夏“帝发七年（公元前1831年），泰山震”，另一次是夏“帝癸十年（公元前1809年），五星错行，夜中陨星如雨，地震，伊洛竭”。伊洛是指河南的伊水、洛水。《竹书纪年》在明代以来，有人认为是后人补作的伪书。但书中记载的地震有时间、地点，以古人对地震的神秘迷信，是不能伪造的。所以，夏“帝发七年，泰山震”应是我国最早的地震记载。

我国史书记载的最早的一次地震时发生在周幽王二年（公元前780年）的陕西岐山地震。地震时，“西周三川皆震。是岁也，三川竭，岐山崩”（《国语·周语》）。“三川”指陕西的泾河、渭河、洛河。《诗经·小雅·十月之交》对这次令周人恐惧的地震作了描述：“烨烨震电，不宁不令。百川沸腾，山冢崪崩。高岸为谷，深谷为陵。”

西汉绥和二年（公元前7年）九月丙辰，北边郡国发生地震。《汉书王行志》对这次地震有“水出地动”的记载。这是我国关于震前地下水异常变化的最早记载。

东汉永和三年（138年）二月乙亥，甘肃金城、陇西地震。这次地震是人类历史上第一次用测震仪器（张衡发明的候风地动仪）测到的破坏性地震。金城郡包括今兰州在内，当时候风地动仪设在洛阳，据震中有700公里。

明嘉靖三十四年（1556年）十二月十二日，陕西华县地震，是我国历史上死亡人数最多的一次地震。《明史五行志》记官吏军民压死八十三万有奇。地震波及11个省130余县，并首次记载了“地中出火”（地光）现象。

清康熙十八年（1679年）七月二十八日，河北三河、平谷地震。破坏面积纵长达500公里，北京城内故宫破坏严重。三和知县震后作记：“次日，人极县境较低于旧时，往勘之。西行三十余里及柳河屯，则地脉中段，落二尺许。渐西北至东务里，则东南界落五尺许，又北至潘各庄，则正南界落一丈许”（《三河县志》）。显然，地震时发生了大规模的地面形变。

清雍正十一年（1733年）六月二十三日，云南东川地震。《东川府志》提到，需后人们注意到城墙墙垛“南北则十损其九，东西十存其六，抑又奇也”。这是古代史料中，对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，台湾基隆近海发生海啸。这是我国地震史上引起海啸的一次地震，“沿海山倾地裂，海水暴涨，屋宇倾坏，溺数百人”。

我国史籍中关于地震的记载，除了官修正史、方志以外，许多私人写的笔记、杂谈、小说和诗文集中也有，而且往往有生动的描述。历代的一些“类书”，如宋代的《太平御览》、清代的《古今图书集成》等，也按分类收集了不少地震资料。此外，存在于许多地方的碑文中，也有历史地震的记载。

我国历代积累下来的地震资料，是一份珍贵的历史遗产。新中国成立后，我国一些史学家和地震工作者，共同搜集整理了这份历史遗产，共摘出16000多条地震史料，经过审核考订，获得了从公元前1177年到1955年的8100多次地震资料，其中5到59级地震1095次，6到69级地震410次，7到79级地震91次，8级以上地震17次。这样悠久而丰富的地震记录，具有重要的科学价值。我国地震工作者利用这些历史地震资料，编制各种地震图表，进行各种数理统计，在我国地震区域划分、地震预测预报和国家经济建设、国防建设合理布局等方面，提供了重要的科学依据。

二、 古代地震学最辉煌的成就

在不断记录地震、积累知识的基础上，东汉时杰出的科学家张衡发明了世界上第一架观测地震的仪器——候风地动仪。张衡一生中遇到过多次地震。据统计，从汉和帝永元四年（92年）到汉顺帝永和四年（139年）间，京师洛阳和陇西发生地震20次，其中有6次是破坏性地震。张衡是河南南阳人，又在洛阳工作，所以对这些地震有亲身的体验；同时，他又担任太史令多年，不但掌管天文，而且各地发生地震上报以后，也都由他记录下来。为了掌握各地的地震情报，他感到很需要有一种仪器来进行观测。经过6年的艰苦努力，终于在汉顺帝阳嘉元年（132年）他造出了世界上第一架测定地震方位的仪器——候风地动仪，在人类同地震做斗争得历史上写下了光辉的一页。

关于这架仪器，《后汉书》中记载：“地动仪以精铜制成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒樽”。汉尺的八尺相当于今天的一米八九。地动仪内部有精巧的结构，主要是中间的“都柱”和“八道”。都柱是一根上粗下细的棍，八道是设在都柱周围八个方向上的机械装置。八道之外，排列八条铜制的小龙，每条龙嘴里都含有一颗铜球，在小龙的下面，有八个对应的铜制蛤蟆，呈张口接球的姿态。当某地发生地震时，那个方向龙嘴里的铜球就会自动掉到蛤蟆嘴里，发出声响。这样，观测人员根据“振声激扬”而知道在什么时间什么方位发生了地震。地震仪制成以后，安置在洛阳。永和三年（138年）它经受了一次检验。一天，地动仪的西方龙嘴里的铜球掉到蛤蟆嘴里，而京城里的人毫无地震的感觉，人们开始怀疑地动仪的价值。可是，刚过几天，陇西传来地震的消息，一时无不震惊。张衡发明、制造的地动仪，是当时世界地震学最辉煌、最先进的成就，直达1700多年后，欧洲才制造出类似的地震仪器。

三、 地震预测预报

我国古代人民通过亲身的体验和观察，记载了大量的地震前兆现象，如地声、地光、前震、地下水异常、气象异常、动物异常等，积累了相当丰富的预测预报地震的知识。

地声、地光是非常重要的临震前前兆现象。我国史籍中对很多地震都有震前地声、地光的记述。如南北朝时期，北魏孝文帝延兴四年（474年）山西“雁门崎城有声如雷，自上西引十余声，声止地震”（《魏书·灵征志》）。唐玄宗开元二十二年（734年）二月十八，“秦州地震，先是秦州百姓闻州西北地下殷殷有声，俄而地震”（《旧唐书·五行志》）。明宪宗成化四年（1468年）四月四日，广东琼州府“夜四更地震。未震之先，有声从西南起，遂大震，既而复震，良久乃止”（《成化实录》卷五十五）。明武宗正德四年（1509年）五月二十六日夜，湖北“武昌府见碧光闪烁如电者六七次，有声隐隐如雷鼓，已而地震”（《武宗实录》卷五十）。正德八年（1514年）十二月三十日，四川越隽县“有火轮见空中，声如雷，次日戊戌地震”（《明武宗实录》卷一零七）。

大震之前往往有一系列微震或小震，叫前震。历史上有不少震例记载有前震现象，如正德七年（1512年）“五月云南地连震十三日，八月云南地大震”（孙之禄：《二申野录》）。清康熙七年（1668年）七月二十五日，江苏镇江府、丹阳县“戌时地震，先数日微震一次，是日震甚，山动摇，江河之水皆为鼓荡，停泊之舟多覆溺，城内外震裂墙屋无算”（《镇江府志》《丹阳县志》）。

强烈地震发生前，地下水往往发生异常变化。清康熙七年（1668年），山东郯城发生85级地震，好几个地方出现河水突然干涸的现象。山东寿光“未震之前一日，耳中闻河水汹汹之声，遣子探试，亦无所见，或云先一日弥丹诸河水忽涸”（《寿光县志》）；江苏赣榆“先是苦雨几一月，是日城南渠一晷之间，暴涨忽涸，见者异之”（《海州志》）。除了水量显著变化的观察记载之处，还有水的成分、色味发生变化的记载，如“井水忽浑浊”“水变赤如流丹”“井水变为味、甘咸相反”等。

关于震前出现天气异常的现象，如高温酷热、雷雨骤然、飓风大作、阴霾昏晦、干旱水涝等，在史书中也有很多记载。清康熙十八年（1679年）三河、平谷大震前，出现了“特大炎暑，热伤人高甚重”的热异常；四川嘉庆《射洪县志》记载嘉庆二十四年（1819年）五月十九日发生的地震：“五月霪雨十日，至十九日大雨如注，是夜地震，泛水涨数丈”。其他如震前出现“云气弥天”“日色昏黄，亭午风霾晦暝，晚不见月”等类似的记载也很多。

地震前，许多动物会有异常反应。对震前动物的异常反应，早在唐代就有了记载，如《开元占经·地镜》中说：“鼠聚朝廷市衢中而鸣，地方屠裂”；明世宗嘉靖三十五年（1556年）正月二十三日夜，河南邓县、内乡“分闻风雨声自西北来，鸟兽皆鸣，已而地震轰如雷”《邓州志》；清嘉庆二十年（1815年）山西平陆大地震后，有人总结了经验：“牛马仰首，鸡犬声乱，即震验也”（《虞乡县志》）。

大量的地震前兆知识的积累，使得预报、预防地震成为可能。古人曾经作过一些成功的探索。清咸丰五年（1855年）辽宁县人民根据地声预报了一次破坏性地震。故宫档案记载说：“未震之时，先闻有声如雷，故该处旗民早以预防，俱各走避出屋，是以未经压毙多人，只伤男妇子女共七名”；嘉庆十四年（1809年）八月十一日，贵州正安发生强震前，在“小溪里、罗乾溪忽山动不坠”，当地居民根据这种前震活动，迅速采取预防措施，把器具牛羊转移到安全地方，“迁毕地摇，房屋倒塌，田地尽翻”（《遵义府志》）；嘉庆二十年（1815年）山西平陆发生强烈地震，震前当地居民根据天气异常作了预报。《虞乡县志》说：“八月六日阴雨连绵四旬，盆倾檐注，过重阳微晴，十三日大霁，乡老有识者，谓霪雨后天大热，宜防地震”不久，果然“屋舍倾塌”发生了一次地震。

乾隆二十年（1755年）编写了《银川小志》记载了当地居民总结出根据前兆现象预报地震的经验。书中说，宁夏地震“大约冬春二季居多，如开水忽浑浊，炮声散长，群犬闹吠，即防此患”。从这段记载可以看出，古人已经有了综合多种前兆现象来预报地震的思想，这种观点是很科学的。

四、 防震抗震的措施

为了减少和避免地震造成的伤亡破坏，采取防震抗震措施，是一个重要的方面。古代人民群众在这方面积累了不少的经验，找到了一些切实可行的办法和措施。

台湾是我国地震最频繁的地区，古代台湾人民就根据“台地罕有终年不震”的特点，在兴建城市，建造房屋时，大量采用竹子和木头等材料。如淡水县城墙便是用竹木等材料建成的。竹木性质柔韧，质轻，耐震性能高，是很好的抗震建筑材料。云南一些经常发生地震的地方，常采用荆条、木筋草等材料编墙，也是根据这个道理选择的。

我国古代建造房屋、桥梁、塔寺时，为了要经久耐用和安全可靠，一般都很注意地基牢靠、建筑物结实、整体性能好，特别是在多震地区更会慎重考虑这些问题。始建于唐代的天津蓟县独乐寺观音阁、始建于辽代的高六十多米的山西应县木塔、始建于北魏的山西大同恒山悬空寺、建于的河北赵州桥，距今都有千年以上历史了，它们都位于地震较多的华山地震区，经受过多次的地震，至今还魏然屹立，这证明了我国古代人民对抗震设计和施工有很丰富的知识。

我国的传统民居建筑，通常采用木结构的框架体系，构件之间也是用斗拱，榫卯相连，这是一种柔性连接，具有相当的弹性和一定的自我恢复能力，往往起到很好的抗震作用。在一些大地震发生时，常常会出现“墙倒屋不塌”的情况，避免了更大的伤亡。

大震之后，为防止余震伤人，古书上也记载了不少好办法，如“居者惧覆压，编苇为屋”（江苏《赣榆县志》）；“于场圃中，戴星架木，铺草为寝所”（山西《虞乡县志》）；“于居旁隙地，架木为棚，结草为庐”（河北《临漳县志》）等。这些防震抗震的措施简易安全，行之有效，所以到现在还在沿用。

在强烈地震发生来不及跑出房屋的危急时刻，怎样采取应急措施？嘉靖三十五年（公元1556年）一月二十三日陕西华县发生了八级大震，这次地震的幸存者秦可大根据亲身体验和耳闻目睹的事实，写有一篇重要著作《地震记》，提出了大震应急措施，他说：“……因计居民之家，当勉置合厢楼板，内竖壮木床榻，卒然闻变，不可疾出，伏而待定，纵有覆巢，可冀完卵；力不办者，预择空隙之处，审趋避可也。”在还没有完全实现地震预报的今天，地震突然发生，来不及跑出屋外，就躲在坚实的家具下，以免砸伤压毙，这是现在防震抗震中仍然重要的一条措施。