年,英国*府决定派遣一艘名叫“贝格尔号”(又译作小猎犬号)的*舰进行环球航行,达尔文作为随船科学家在全球考察四年零十个月。期间,达尔文经历了晕船、疾病、饥渴、营养不良、地震、风暴、冰雹、*虫等等,他的手稿《考察日记》便成为了我们窥探彼时科学视野的一扇窗户,而手稿中有关地震的记述有很多值得我们一读再读的地方。
其实地震学是一门起步较晚的学科,直到19世纪随着弹性力学的发展地震学才逐渐开始成为一门独立学科,19世纪30年代的地震学还处于萌芽阶段,作为博物学家的达尔文都看到了什么呢?
地震仪雏形()和首套地震仪结构()
年2月20日上午10点左右,智利沿海,大群海鸟向内地飞行,1小时40分钟后,地面像是被融化了一样,不断开裂又闭合,陆地居然升高了3.3米,引发10米高的海啸。震后第13天,英国博物学家达尔文来到当地,面对着一片片残骸,就像成千艘大船同时被撞碎,这次地震打破了他曾经根深蒂固的想法:地球这个坚固不破的象征,竟然像牛奶表面上的奶膜一样溢动。
达尔文日记
这一天(年2月20日)值得记住。在瓦尔迪维亚的编年史上,这里最古老的居民经历了一次最严重的地震。我恰巧也在岸上,躺在树林里歇息。地震突然发生,持续了两分钟,但是让人感觉持续时间很长。人们很容易感觉得到地面颤动,直直站着也不难,但让我头晕异常。这有点像一艘船在交错的水波上,或更像在薄冰上滑行,冰在重力下发生弯曲时滑冰者的感觉。破坏性的地震立刻摧毁了我们最古老的依存物:我们站立的大地。这坚硬实在的象征,在我们脚下移动,像一只薄壳在液体上飘荡。在地震时,那一刹那会造成巨大的不安全感,以至于在平时就是长时间的应激状态都无法造成这么深刻的印记。在树林里,微风吹过树梢,我感到地球在颤动。
智利奥索尔诺火山
地震时,菲茨,罗伊船长和别的船员正在镇上,那里的场景更加触目惊心。虽然木头建造的房子没有倒掉,但它们剧烈地摇动,木板互相碾压,发出吱吱呀呀的声音。人们非常恐惧地冲出了房子。潮汐以一种奇怪的方式被影响。一个在沙滩上的老年妇女告诉我,地震发生时水位很低,然而水向高水位流动得非常快(但没有很大的波浪),接着又迅速退回到一个合适水平。看看潮湿的沙子,这也是证据。
3月4日,我们到了康赛普西翁港口,船开始靠岸,我在奎恩奎那岛登陆。当地市长很快骑马来告诉我地震的可怕信息:“在肯赛普西翁和塔尔卡瓦诺(港口)没剩一座房子,7座村庄被摧毁,浩大的波浪几乎把塔尔卡瓦诺的残垣断壁洗扫一空。对于他的最后一句话,我很快就看到非常多的证据。整个海滩撒落着木头和家具,除了很多椅子、桌书架等,也有村舍屋顶。村舍几乎被扫空殆尽。塔尔卡瓦诺的仓库被洞开,大包的棉花、巴拉圭茶和其他有用的商品在沙滩上星星点点。我在海岛上行走时,发现很多碎裂的石头,从粘附在这些石头上的水产品来看,它们不久前是在深水区,现在被震到高岸。一块这样的石头约有2米长、1米宽和高。我相信,在这个世纪中,这震动比起平常天气和海洋运动更加能毁损奎恩奎那岛。
第二天我在塔尔卡瓦诺登陆,然后骑马到康赛普西翁。两镇如此可怕的景观,我还是第一次见到。对一个以前知道这两镇情况的人来说,它可能更令人印象深刻。这些遗迹乱七八糟地混杂在一起,几乎令人无立锥之地。很难让人去想象它的原貌。地震发生在上午11时半,如果发生在午夜,那么大部分人(在这个省有几千人)都将消失,而不是只死了不到百人。
在这段朴素的观察中,我们可以观察到不少话题。
潮汐以一种奇怪的方式被影响。……地震发生时水位很低,然而水向高水位流动得非常快(但没有很大的波浪),接着又迅速退回到一个合适水平。
这就是地震海啸的一个非常明显的表现,地震海啸一般可分为“隆起型”海啸和“下降型”海啸两种形式。
资料图:根据机制的不同,地震海啸可分为两种形式:“下降型”海啸(第2图)和“隆起型”海啸(第3图)
“隆起型”海啸
某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧上升,海水便随着隆起区一起抬升,并在隆起区域上方出现大规模的海水积聚,在重力作用下,海水必须保持一个等势面以达到相对平衡,于是,海水从隆起区向四周扩散,形成汹涌巨浪。这种海底地壳运动形成的海啸波,在海岸线首先表现为异常的涨潮现象。
“下降型”海啸
某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧下降,海水首先向突然错动下陷的空间涌去,并在其上方出现海水大规模积聚,当涌进的海水在海底遇到阻力后,即翻回海面产生压缩波,形成长波大浪,并向四周传播与扩散,这种下海底地壳运动形成的海啸,在海岸线首先表现为异常的退潮现象,旋即在海岸线出现海潮退而复涨的现象。
海啸波在外海时一般不被注意,因为那里的水很深,引起的海面波动起伏很小,但是当它到达岸边浅水处时,相同的海水动能遇到很浅的水,震动的幅度就会增加,有时可高达几十米,冲上岸时就像一道立起的水墙,对人类生命和财产造成严重威胁。
可能你也听说过在年印度洋大地震中,了解地震海啸来临征兆的小姑娘通过辨识海水异常,向周围人预警并拯救百余人生命的故事,足可见得,这个知识点你值得拥有。
近百余年后的今天重读这段手稿,我们不得不佩服达尔文作为一名博物学家细致的观察力,这正是前人不断总结经验并进一步开拓研究,才有了今日科学界发展,我们下次接着看达尔文眼中地震的样子。
资料来源:
《达尔文在路上看到了什么》(英)查尔斯·达尔文著;肖家延译;孔谧审校
《万物简史》布森特著
来源:震知卓见(ID:dizhen_sd)