呂蕊
(陜西師范大學西北歷史環(huán)境與經(jīng)濟社會發(fā)展研究院 陜西 西安 710062)
對古代地震震級的判定
——以明代華縣地震為例
呂蕊
(陜西師范大學西北歷史環(huán)境與經(jīng)濟社會發(fā)展研究院 陜西 西安 710062)
在現(xiàn)代社會中,人們通過精確地計算來劃分地震等級。但在古代社會中,并沒有系統(tǒng)的完備的震級劃分標準,那么如何確定古代地震的震級。本文以明代華縣地震為例,根據(jù)史料中相關數(shù)據(jù)的記載,對比現(xiàn)代地震震級的劃分,從而對古代地震的震級做出一個初步的判定,希望對研究古代地震有一定的幫助。
震級;烈度;古代地震
地震,作為地質災害的一種主要方式,從古至今一直影響著人們的生產生活。隨著科學技術的發(fā)展以及知識的累積,人們對這一災害的認識越發(fā)的深入及科學?,F(xiàn)代社會中人們根據(jù)精確的計算來判定地震的震級,然而在古代社會中人們并沒有震級這一概念,那么如何判斷古代地震的大小,本文欲通過對現(xiàn)代地震震級和烈度的分析對比古代史料中對于地震的記載,從而對古代地震的震級做出初步的判定。
震級,是通過測量地震波中某個震相的振幅來劃分震源放出的能量大小的等級,是衡量地震本身大小的一個量。國際上一般通用里氏震級來表示地震的大小。里氏震級又稱近震震級,是由觀測點處地震儀所記錄到的地震波最大振幅的常用對數(shù)演算而來的。目前國際上通用的里氏震級分級表,將地震震級分為10個層次:
1.里氏規(guī)模2.0以下,程度極微,地震影響很小,幾乎沒感覺,全球每天約8,000次
2.里氏規(guī)模2.0—2.9,人一般沒感覺,設備可以記錄,全球每天約1,000次
3.里氏規(guī)模3.0—3.9,經(jīng)常有感覺,但是很少造成損失,全球每年約49,000次
4.里氏規(guī)模4.0—4.9,室內東西搖晃出聲,不太可能有大量損失。當?shù)卣饛姸瘸^4.5級時,已足夠讓全球的地震儀監(jiān)測得到,全球每年約6,200次
5.里氏規(guī)模5.0—5.9,可在小區(qū)域內對設計/建造不佳或偷工減料的建筑物造成大量
破壞,但對設計/建造優(yōu)良的建筑物則只會有少量的損害,全球每年約800次
6.里氏規(guī)模6.0—6.9,可摧毀方圓100英里以內的居住區(qū),全球每年約120次
7.里氏規(guī)模7.0—7.9,可對更大的區(qū)域造成嚴重破壞,全球每年約18次
8.里氏規(guī)模8.0—8.9,可摧毀方圓數(shù)百英里的區(qū)域,全球每年約1次
9.里氏規(guī)模9.0—9.9,摧毀方圓數(shù)千英里的區(qū)域,全球約每20年一次
10.里氏規(guī)模10+,至今還未有過相關記載,在地球上極其罕見,至今未被記錄
上述是國際上通用的里氏震級表。在中國,雖然我們也采用這種里氏震級劃分方式,但在具體的分級上略有不同。我們一般將震級分為9個等級,不將里氏規(guī)模10+的劃分進來。我們通常把小于2.5級的地震稱為小地震,2.5—4.7級地震稱為有感地震,大于4.7級地震稱為破壞性地震。震級每相差1.0級,能量相差大約30倍;每相差2.0級,能量相差約900多倍。
震級是對地震大小的一種表示,除此之外,地震烈度則反映了地震對地表及工程建筑物影響的強烈程度。地震烈度是在沒有儀器記錄的情況下,憑地震時人們的感覺或地震發(fā)生后器物反應的程度,工程建筑物的損壞或破壞程度、地表的變化狀況而定的一種宏觀尺度。我國1999年重新編訂的地震烈度表中,將地震烈度劃分為12個等級(表1)。
表1 《中國地震烈度表》
注:1~5度以上人的感覺為主;6~10度以房屋震害為主;人的感覺僅供參考;11、12度以表現(xiàn)象為主。11、12度的評定,需要專門研究?!吨袊卣鹆叶缺怼酚芍袊卣鹁钟?999年4月修訂。
對于現(xiàn)代發(fā)生的地震,我們都可以都過計算等來測定其震級。但是在古代中國,人們還沒有建立一個較為完備的系統(tǒng)的評定方式,那么如何判定古代地震的震級?本文將以明代華縣地震為例,對古代地震震級做一個初布的判定。
明嘉靖三十四年十二月十二日夜,強烈的地震突襲了汾渭谷地,即陜西省華縣地區(qū)。據(jù)《明實錄》嘉靖卷記載:“十二月壬寅,是日山西、陜西、河南同時地震,聲如雷,雞犬鳴吠。陜西渭南、華州、朝邑、三原等處,山西蒲州等處尤甚?;虻亓讶?,中有魚物;或城郭房屋陷入地中,或平地突成山阜;或一日連震數(shù)次,河渭泛漲,華岳終南山鳴。河清數(shù)日,壓死官吏軍民奏報有名者八十三萬有奇。時致任南京兵部尚書韓邦奇,南京光祿寺卿馬理,南京國子監(jiān)祭酒王維楨同日死焉。其不知名未經(jīng)報者不可數(shù)計[1]”。關于明代華縣地震,《明史五行志》也有相關記載記載:“十四年春正月庚戌朔,陜西地大震。已末,大祀天地于南郊。二月乙亥,罷陜西織造中官?!盵2]
首先我們從地震的破壞程度來分析明代華縣地震。作為親歷這次地震的幸存者,進士秦可大在其《地震記》中寫到:“是夜,予自夢中搖撼驚醒,身反復不能貼褥,聞近榻器具,若人推墜,屋瓦暴響,有萬馬奔騰之狀,初疑妖祟,俄頃間頭所觸墻劃然倒矣,始悟之,此地震也。”[3]《明實錄》中也有相關記載,“或地裂泉涌,中有魚物;或城郭房屋陷入地中,或平地突成山阜;或一日連震數(shù)次,河渭泛漲,華岳終南山鳴?!盵4]《華陰縣志》記載當時地震的情況是:“聲如雷,雞犬鳴吠,河渭漲壅,數(shù)日華岳鳴。其初發(fā)也,自潼關蒲坂奮暴,突撞如波濤沸騰,四面潰散,隨各以方向慢緩,而受禍亦差異焉。”[5]從這些珍貴的文獻中可以看出,在這次地震中,人們有著強烈的震感,房屋坍塌,雞犬相鳴,大地出現(xiàn)斷面,平地上升,山體崩裂,或出現(xiàn)地陷,或出現(xiàn)噴涂,既有地鳴,又有泉涌。只有在地震烈度為11級以上時才會出現(xiàn)上述的這些情況。
其次我們還可以根據(jù)地震的影響范圍來分析。明代華縣地震的震中地區(qū)在渭河下游的渭南、華縣、華陰、潼關和山西的永濟一帶,波及陜西、甘肅、山西、河南、寧夏、河北、山東、湖北、安徽、江蘇等十省區(qū)。據(jù)各縣志、州志記載,記有破壞的州縣共96個,最遠的450km,面積達28萬km2(如圖1)。對照前面國際通用的里氏震級表,摧毀方圓數(shù)百英里區(qū)域的地震,震級劃定在8.0—8.9之間。
但是只根據(jù)范圍的大小不能夠充分說明華縣地震的震級大小。我們還可以參考史料中有關受災情況的記載來進一步分析華縣地震的破壞程度。
地震的死亡人數(shù)也是考證其震級的重要史料之一?!睹鲗嶄洝芳尉妇碛涊d:“河清數(shù)日,壓死官吏軍民奏報有名者八十三萬有奇。時致任南京兵部尚書韓邦奇,南京光祿寺卿馬理,南京國子監(jiān)祭酒王維楨同日死焉。其不知名未經(jīng)報者不可數(shù)計。”秦可大在其《地震記》也寫到:“受禍之大,潼蒲之死者記七,同華之死者記六,渭南之死者計五,臨潼之死者計四,省城之死者計三,而其他州縣,則以地之所剝削近遠分淺深矣?!薄囤w浚古文集》中也有記載:“自平?jīng)鲋廖寄?、民多死,小縣千人,大縣到數(shù)千;自渭南東至陜、北至甘泉及蒲解,舉城皆沒,口皆數(shù)萬”。雖然根據(jù)現(xiàn)代人的研究推測,華縣地震的死亡人數(shù)并沒有史料中記載的“八十三萬有奇”這么多,但根據(jù)對有關資料的調查研究,明代華縣地震的死亡人數(shù)在39—45萬人之間。是截至目前為止,世界上死亡人數(shù)最多的一次地震。
因此,一般震級小于8.0,烈度小于10度的地震是不可能造成如此大的人員傷亡的。根據(jù)以上的資料分析,明代華縣地震的震級應該在8.0—8.9之間,同時與現(xiàn)代汶川8.0級地震的受災面積和破壞程度對比,明代華縣地震震級與其相似,因而明代華縣地震的震級范圍應該縮小到8.0—8.5之間。
根據(jù)上述研究,我們可以對唐朝甘肅天水地震震級進行分析研究。據(jù)《新唐書》記載:“開元二十二年二月壬寅,秦州地震,西北隱隱有聲,圻而復合,經(jīng)時不止,壞廬舍殆盡,壓死四千余人[6]。”這段話的意思是說,在唐代開元二十二年(734年)二月十八日,在秦州(即今天的甘肅天水地區(qū))發(fā)生地震,西北部地下隱隱有聲,地表斷裂繼而復合,時時不能停止,房屋基本被毀,壓死人數(shù)多達四千余人。關于這次地震《資治通鑒》中也有相關記載:“開元二十二年,二月,壬寅,秦州地連震,壞公私屋殆盡,吏民壓死者四千余人;命左丞相蕭嵩賑恤。[7]”而在《山右石刻叢編》卷七《大唐故宣威將軍守右武衛(wèi)中郎將隴西董君墓志銘》中寫道:“時天水地震,陵遷于谷,城夏于隍。公謀去故絳,制造新邑。[8]”
關于這次地震,時間地點都非常明確,但是地震波及范圍記載很少,幾乎未有提及。怎樣確定這次地震的震級?根據(jù)史料中記載,能夠聽到地震時巨大聲響,且出現(xiàn)了地表斷裂的現(xiàn)象,足以說明人們有很強的震感,房屋破壞嚴重,因而根據(jù)地震烈度表,這次地震的地震烈度在9—10度。同時,根據(jù)資料中記載房屋摧毀,被壓死人數(shù)達四千多人,唐朝時期,秦州屬于隴右道,是人口較為稀疏的地區(qū),因而在較小范圍內不可能造成人數(shù)如此眾多的死亡,其受災范圍必定在上百公里以上,對比明代華縣地震的死亡人數(shù),其影響范圍不會大于明代華縣地震,因而這次地震的震級范圍在7.0—7.9級之間。而地理學者賀玉亭、謝原定也在1980年01期的《西北地震學報》發(fā)表的《734年3月19日甘肅天水地震震中位置考》中通過對《舊唐書》、《水經(jīng)注》等史料的研究論證指出,這次地震的震級在7.5級左右,與我們得出的結論相一致。
綜上所述,根據(jù)現(xiàn)代科學所劃分的地震等級,對比史料中記載的古代地震發(fā)生時所產生的現(xiàn)象以及對地形地貌的影響,人們的感知和受災情況的記錄從而對古代的地震的震級做一個初步的判定,有利于有進一步的認識古代地震,也便于統(tǒng)計和研究各等級地震在我國發(fā)生的頻率和次數(shù),為研究地震災害提供一定的便利。
[1]宋立勝:《1556年華縣8級大震死亡人數(shù)初探》,《災害學》,1989年12月刊。
[2]陳運泰,劉瑞豐:《地震的震級》,《地震地刺觀測與研究》,第25卷第6期,2004年12月。
[3]勒強:《唐代地震災害初探—以兩〈唐書〉為例》,《唐史研究》,2012年3月。
[4]張壽祺:《唐代的地震與勞動人民向大自然的斗爭》。
[5]王洪軍:《唐代人口數(shù)量及其地理分布》,《東方論壇》,1999年第3期。
[6]費?。骸短拼丝跀?shù)量及其地理分布》,《中國歷史地理論叢》。
[7]蘇克忠:《華縣大地震及其震害考證》,《水利水電技術》,1990年第12期。
[8]賀玉亭、謝原定:《734年3月19日甘肅天水地震震中位置考》,《西北地震學報》,1980年01期。