[摘要] """宋代遭遇了遠(yuǎn)古以來最嚴(yán)重的自然災(zāi)害鏈?第3次氣候寒冷期、940年長白山火山的千年大噴發(fā)、1038年以后的一系列地震和地震水患，嚴(yán)重地沖擊了社會。本文介紹了地震的3種基本類型?構(gòu)造地震、火山地震和陷落地震。重點(diǎn)討論了中國的火山分布、火山地震的類型和近代火山噴發(fā)的實(shí)例，火山與淺源地震、火山與深源地震的關(guān)系。我國的深源地震主要位于吉林省琿春地區(qū)，與日本海溝的板片俯沖有直接關(guān)系。最后，簡介了火山爆發(fā)的力學(xué)機(jī)制。

[關(guān)鍵詞] 自然災(zāi)害鏈; 第3次氣候寒冷期; 火山千年大噴發(fā); 火山地震和陷落地震" " " " [DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2024-089

中圖分類號：P315"""""""""文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A""""""""""文章編號： 2096-7780（2024）09-0604-16

0 "引言

宋朝有3幅代表性的美術(shù)精品：一幅是張擇端的《清明上河圖》，寫實(shí)；一幅是王希孟的《千里江山圖》，表意；還有一幅是陳容的《九龍圖》，傳神。

在陳容（1210—1260）的所有作品中，1244年創(chuàng)作的《九龍圖》藝術(shù)水平最高、最受世人矚目（圖1）。這幅長達(dá)10.9 m的畫作借助九龍表達(dá)了對偉大的追求，點(diǎn)點(diǎn)滴滴蘊(yùn)含深情。據(jù)元人湯垕（hòu）記載，陳容的龍大多完成于酒后的眩暈，潑墨作云、噴水為霧，狂呼抒懷，繼而脫下頭巾，沾墨揮灑，最后以干筆描繪而成。作品突破了傳統(tǒng)畫法，使無限的情感回蕩在峻嶺、潮水和云霧的迷漫中，讓九龍以恢弘的氣勢騰飛在巫山云雨之巔，搏擊于狂濤巨浪之瀾，狂瀉千里直沖碧落黃泉，扶河漢，觸華嵩，騎元?dú)?，游太空…?/p>

中華民族的偉大風(fēng)貌，那種從不畏懼、絕不屈服、英勇戰(zhàn)斗的氣概展現(xiàn)于世，震撼人心。從此，《九龍圖》攀登上中國古代畫龍的最高峰，名滿天下。中華神龍的造型隨即穩(wěn)定下來，一直延續(xù)到元明清。即便在北京故宮、北海公園、大同代王府的九龍琉璃影壁，甚至紫禁城內(nèi)巨型丹陛石的浮雕，都是以此為準(zhǔn)的。

陳容的《九龍圖》為各代珍藏，最后一個(gè)題跋的是清·乾隆，并蓋上了他的十多方大印，民國時(shí)期流失海外。原作現(xiàn)藏于美國波士頓美術(shù)館。

早在遠(yuǎn)古，龍便是我們民族的圖騰、盤古的原型。

《山海經(jīng)》《淮南子》《楚辭》等還記述，口銜火球的“燭龍”身長千里，潛伏地下，睜眼為晝，閉眼為夜；用火球照亮陰間。它深踞鐘山下，不吃不喝不喘氣，有了大地的安寧；一旦氣息通達(dá)，便化為勁風(fēng)地氣，大地震撼動(dòng)搖，出現(xiàn)了地震。《周易·說卦傳》有言：

震為雷，為龍……

遠(yuǎn)古對龍崇拜，既對天又對地。天上的霹靂稱天震（《晉書·五行志》），地下的霹靂稱地震。

到了宋朝，不知道是誰惹惱了燭龍，搞得九龍覆疊作亂、災(zāi)害無窮：氣候反常、火山爆發(fā)、地震頻頻、黃河泛濫、太湖冰凍、人口遷移、朝廷垮臺……天啊！盛唐之后，九州大地第1次面臨了自然界的最殘酷的挑戰(zhàn)。

面對自然，人要規(guī)矩，謹(jǐn)言慎行。

1 "四大災(zāi)害齊上陣

1.1 "氣候寒冷

基于竺可楨對中國近五千年來氣候變遷的研究，中國五千年間的氣候狀態(tài)可以劃分成兩大基本階段[1]?宋朝之前是溫濕狀態(tài)，以后就干冷了。分水嶺始于五代—北宋期間，氣候寒冷的頂點(diǎn)是在南宋初年。這個(gè)變化過程與同時(shí)期的北歐格陵蘭的古氣溫變化相吻，或許二者都位于大洋的西側(cè)?地球向東旋轉(zhuǎn)的地理前緣。

遠(yuǎn)古至唐朝，大陸氣候大約有四五千年的溫暖濕潤期，年均溫度高于今天的水準(zhǔn)。九州中心的“豫”即中原，它的象形字義是左為人纖繩、右為大象。這個(gè)時(shí)期也曾出現(xiàn)過2次相對于高水準(zhǔn)的“降溫寒冷”期，第1次在西周前后（1000—850 BC），第2次在東漢—南北朝期間（約30—580 AD），好在沒鬧出什么大事。

宋朝慘啦。

氣候出現(xiàn)了徹底地、真槍實(shí)彈地變化！

宋人遭遇到史上第3次嚴(yán)重的氣候寒冷期（1000—1200 AD），年均氣溫相對于唐朝陡降約3℃～4℃，相對于今天要低1.5℃～2℃，而且在200多年間一直持續(xù)不斷地降溫，再降溫；極端天氣的發(fā)生已成家常便飯；唐裝的輕盈飄逸變成了宋裝的臃腫棉袍！最慘痛的是，中國氣候從這個(gè)時(shí)候起進(jìn)入了持續(xù)千余年的干冷期，年均溫度一直低于現(xiàn)今的水準(zhǔn)……

直到今天，對！工業(yè)化后的今天，才出現(xiàn)了全球氣候變暖的問題。

宋朝遭遇的天翻地覆的寒冷是全球性的，與太陽黑子活動(dòng)、洋流溫度的改變、地球轉(zhuǎn)動(dòng)傾角的變化有關(guān)，人類無法控制。

大象生存范圍的變化[1]，是為明證。

自新石器以來的數(shù)千年，大象的生存范圍從黃河流域退縮到了隋唐時(shí)期的長江地域（圖2）。三國的曹操，還能搞點(diǎn)“望梅止渴”的把戲。但是到了唐朝，只能在長安的皇宮里種植梅樹和柑橘，蜀國的成都還能讓荔枝生長。而在宋朝初年，北方的梅樹已經(jīng)全部消失，柑橘亦被凍死，9 月份就能普降大雪。象群活動(dòng)的北界在不到半個(gè)世紀(jì)就已經(jīng)急速退縮到兩廣，基本上離開了中國大陸。

1111年的太湖不僅全部封凍，甚至冰上可以行車，太湖冰塊竟能順著運(yùn)河漂到山東。1329年的江南，一覽無余的大地只有凍雨和冰雪了[1]：

冬大雨雪，太湖冰厚數(shù)尺，人履冰上如平地，洞庭山柑橘凍死幾藎（jìn）。

干冷的氣候，必然造成黃河流域的旱災(zāi)增長率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出水災(zāi)[2-3]。

北宋170年間的旱災(zāi)有 49 次，其中約 25 次發(fā)生在黃河中上游地區(qū)。干旱加劇了河水泥沙的沉淀和淤積，導(dǎo)致黃河改道8次、決溢33次。宋朝的90 次水災(zāi)，有 73 次發(fā)生于黃河中下游地區(qū)。《清明上河圖》里的汴梁（今開封）逐漸沉降，屢被河沙泥漿淤積，及至明朝已經(jīng)沉入地下。

蘇軾的《赤壁懷古》，鏗鏘聲聲，是他1082年在湖北黃州（今黃岡）的赤壁舊址所寫：

大江東去，浪淘盡， 千古風(fēng)流人物…… 亂石穿空，驚濤拍岸， 卷起千堆雪。

孰不知，那時(shí)的長江江面早已經(jīng)從三國時(shí)期的6 km縮減成北宋的3 km（圖3），東坡先生在黃州是不會看到驚濤駭浪的，難怪他自嘲一句：故國神游，多情應(yīng)笑我，早生華發(fā)。

而今天的長江水位已下降5 m，江面寬度不足1 km ！

若再到舊址懷古，肯定連長江的水面都看不到，早生的只是禿發(fā)。

寒冷期還會偶伴酷暑。1215年的蘇皖浙，夏五月大燠（yù，暖、熱），草木枯槁，百泉皆竭，行都斛水百錢，江淮杯水?dāng)?shù)十錢，暍（yē，中暑）死者甚眾（《宋史·五行志》《杭州府志》）。

更可怕的是，猝不及防的溫度突降、地震突發(fā)！

一系列災(zāi)難性的社會問題由此引發(fā)[4-7]：隋唐盛世建立的社會系統(tǒng)無法適應(yīng)氣候的驟然冷卻和頻發(fā)的極端災(zāi)害，以農(nóng)業(yè)為主體的生產(chǎn)力遂遭嚴(yán)重的破壞和解體。不僅北方游牧民族的夏、遼、金、蒙、元要南下奪食，逐水草而居；中原的百姓也要南遷求生，出現(xiàn)了有史以來第3 次大規(guī)模的人口遷移（前兩次分別發(fā)生在東漢末年和唐朝的安史之亂后）。據(jù)估算，當(dāng)時(shí)的南遷人口超過500多萬。隨著火山、地震、洋流、旱澇蝗和疾病的變異和爆發(fā)（圖4），社會的方方面面受到嚴(yán)重地沖擊。1126年金滅北宋，中原人口進(jìn)一步銳減80%以上；1234年元滅金，北方人口降到不足總?cè)丝诘?0%……黃河流域再也恢復(fù)不了元?dú)狻?/p>

就這樣，中國的經(jīng)濟(jì)重心從西北遷移到東南，付出了慘痛代價(jià)，完成于宋，回不去了。

江南好，災(zāi)禍少，地肥水美稻花香。

八百里秦川一覺醒來，嘿！首都已經(jīng)遷到臨安（今杭州），南蠻變成“上有天堂下有蘇杭”之地，北狄要用“塞外江南”來形容，西戎的 “你、我” 要改口成?儂……阿拉……

真不知，食古不化的東西還剩幾多？

長安庭前葉落急， 渭水側(cè)畔燕南飛。 這次第， 怎一個(gè)慘字了得！

1.2 "火山噴發(fā)

1.2.1 "長白山火山940年大噴發(fā)

今天的中國，少有火山爆發(fā)，但宋代不然。

火山活動(dòng)的連續(xù)記載，自宋代開始，以東北地區(qū)為主[8-17]。

在至今的1000多年里，火山的高發(fā)活動(dòng)出現(xiàn)在中國的第3和第4氣候寒冷期，其中有過5次火山高活動(dòng)與地震頻發(fā)的時(shí)段（圖4）[6-7 ]：（946—1038），（1118—1125），（1556—1597），（1654—1739）和（1903—1920）。最強(qiáng)烈的時(shí)期是在清朝前后，屆時(shí)中原地區(qū)爆發(fā)了1556年華縣、1668年郯城、1679年三河等8級以上大地震。

根據(jù)國際火山學(xué)界的最新研究：過去2000 年來全球最嚴(yán)重的千年大噴發(fā)（Millennium Eruption，ME） 有過2次，噴發(fā)指數(shù)VEI = 7（Volcano Explosivity Index，最高8級），一次是中國940年的長白山火山[18]，另一次是印尼1815年的坦博拉（Tambora）火山。

先談第一個(gè)事件。

長白山的火山錐存在已久，最底部巖體的年齡大約有百萬年。對于這次千年大噴發(fā)的年代，國內(nèi)國外都投入了多年的研究，主要憑借火山噴發(fā)物的樣品采集、14C測定、地球化學(xué)分析等手段，早期曾推測為600—1000 AD、981年和946年等，直到2015年才得到一個(gè)為大家接受的最合理的數(shù)據(jù)：公元940年[18-21]"，宋太祖趙匡胤建立大宋前的不久。

近年發(fā)現(xiàn)韓日古文獻(xiàn)記有：自遠(yuǎn)方爆發(fā)的空震；高麗君主曾經(jīng)被迫搞大赦，是歲天鼓鳴赦；日本京都聽到天雷滾滾，廿三日丙申，子刻，振動(dòng)，聲在上。這次噴發(fā)出的火山灰、浮巖、灰塵覆蓋了中朝邊界的33000 km2"地區(qū)，產(chǎn)生了一個(gè)約4.5 km寬1 km深的火山噴口（今天池）。根據(jù)對火山噴發(fā)物的追索、歷史文獻(xiàn)的記載和炭化木的14C 測定等一系列的對比，在1000 km 外的日本海深海沉積物鉆孔、日本湖泊及泥炭沉積物、庫頁島弧等地均發(fā)現(xiàn)了這次噴發(fā)的火山灰，甚至在格陵蘭和冰島地區(qū)的冰芯里也發(fā)現(xiàn)了它的火山灰（圖5），噴發(fā)物的總量僅次于1815年印尼的坦博拉火山噴發(fā)。

對噴發(fā)的氣體總量尚有不同的估值。英國劍橋大學(xué)2016年的研究認(rèn)為，實(shí)際上向大氣中排放了大約45兆噸的硫，是以前估計(jì)值的20倍，大約是坦博拉火山排放量的1.5倍（圖6）。這次千年大噴發(fā)事件正值中國的第3次氣候寒冷期，隨后又發(fā)生過至少4～5次的火山噴發(fā)，并以1014年、1018年的噴發(fā)最明顯。

1.2.2 "坦博拉火山1815年大噴發(fā)

1815年4月5日，印尼松巴哇（Sumbawa）島的坦博拉火山爆發(fā)[1]，持續(xù)了3個(gè)多月。噴射出1400億噸巖漿、600億噸碎石和灰塵、上億噸的SO2和CO2?；鹕礁叨冉档土思s1300 m，1.2萬人喪生，90萬人傷亡。氣溶膠阻擋了太陽輻射，在整個(gè)北半球形成了類似的“核冬天”：全球平均溫度在隨后的1～2年下降約0.4℃～0.7℃，造成了北半球的最寒冷年份；導(dǎo)致全球氣候的波動(dòng)長達(dá)15年不已，北半球頻頻出現(xiàn)了干旱、暴風(fēng)和雨雪的極端天氣：

● 美國， 5月份下起大雪和冰雹，河里結(jié)了半英寸的冰， 6—8月的夏季居然冰封了所有的植物。

● 歐洲，連降暴雨和霜凍，夏季持續(xù)低溫，農(nóng)田因寡照低溫，幾近絕收，嚴(yán)重饑荒致死20萬人。

● 倫敦，夏季的月平均氣溫較常年低2℃～3℃。

● 南非，度過了一個(gè)又冷又濕的生長季。

● 中國，臺灣桃園在1815年10月13日發(fā)生6.8級地震；山西平陸連降40天大雨后于10月23日發(fā)生 6.8級地震，死亡3萬余人（《山西通志》）；北京，6月飛寒霜；長江流域，8—9月降大雪……及至1816年前后，中國的平均氣溫下降了1℃～2.5℃。

嚴(yán)重的災(zāi)害迫使英國畫家特納（J.Turner，1775—1851）改變了畫風(fēng)，他的《在泰恩河上》一抹無夏之年的慘淡，天空被火山懸浮微粒搞成一片灰暗（圖7）……

兩次千年噴發(fā)的大量氣體達(dá)到了高空的平流層[20]，隨即迅速地?cái)U(kuò)散至半球甚至全球范圍，減弱了太陽輻射熱量，故而對全球氣候的下降產(chǎn)生影響。千年之后，即便像長白山這類休眠期的火山，仍然會在噴氣孔、溫泉、土壤微滲漏中不斷地釋放出二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）、硫化氫（H2S）和氟（F2）等有害氣體以及氣溶膠，由于它們的釋放面積大、時(shí)間長，同樣破壞著全球環(huán)境。

1.3 "地震和次生水患

1038年山西定襄7.3級地震，地裂泉涌，殺民畜幾十萬，歷旬不止。

1045—1046年開封、雄安的地震頻發(fā)，導(dǎo)致黃河大堤松垮坍塌，在1048年6月澶州（今濮陽）決口泛濫，北流渤海灣入海，出現(xiàn)了黃河歷史上的第3次重大改道（前兩次分別發(fā)生在132 BC和11 AD）[23]。

1057年寶坻7.5級地震，大壞城郭，覆死者數(shù)萬人。

1068 年大城 6.5級地震再次引發(fā)黃河泛濫，連日地震，大河決潰，水深三丈，死溺以萬數(shù)，高達(dá)30多萬的民工被急調(diào)筑堤。這些災(zāi)害中的傷亡人數(shù)都超出了宋夏、宋遼戰(zhàn)爭的損失。王安石曾對這次的地震水災(zāi)撰文：天地與人了不相關(guān)，薄蝕、震搖皆有常數(shù)，不足畏忌……天文之變無窮，人事之變無已（《續(xù)資治通鑒長編》卷二六九）。

1144年8月的河間又是6級強(qiáng)震伴隨雨加雪，河間地震，雨雹雨雪，咫尺不相睹，三日不止。

宋仁宗1056年、神宗1069年、哲宗1093年搞了3次“回河之役”，試圖用人力逼黃河回歸東流，南下淮河入海。工程的失敗又引起黃河的反復(fù)泛濫，大量林木耗費(fèi)殆盡（圖8）。

這個(gè)時(shí)期的宋代地震詞詩充滿了無盡的悲愴：

天公惡作劇，翻手變炎涼（路文奎，雷雨地震詩）

正月太陽食，六月陰萋萋（魏了翁，日食地震詩）

冬雷知不密，地震復(fù)如何（郭祥正，送酒有懷）

就在北宋遭遇第3次寒冷期的最低點(diǎn)之時(shí)，金軍攻下了京師汴梁，宋徽宗、欽宗父子及后宮朝臣3000余人成俘虜，北宋亡于“靖康恥”（1127年）。南宋的李清照落筆：

只恐雙溪舴艋（zé měng）舟，載不動(dòng)許多愁。

雙溪，浙江金華的美景勝地；舴艋舟，是兩頭尖尖如蚱蜢的小船。

2 "火山地震

2.1 "中國的火山

太陽系里，只有地球還存在火山活動(dòng)?星球是活的。

火山噴發(fā)留下了大量的火山巖（含玄武巖、安山巖、流紋巖、金伯利巖等），研究它的分布和組成會直接服務(wù)于油氣的開發(fā)、金礦和有色金屬礦的蘊(yùn)藏、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

中國的最早記錄可能是1055—1050 BC的天池火山噴發(fā)[17]"：殷紂暴虐，天雨灰色。商紂不德，十日雨土于毫天。據(jù)推測，應(yīng)該是天池噴發(fā)的細(xì)?；鹕交覀鞑サ桨不蘸林荩ㄒ笊痰亩汲牵┧?。另一次較確切的記錄，是北魏（公元 5世紀(jì)）的山西大同火山噴發(fā)，后人在火山口的聚樂堡修建了昊天寺。

近代火山噴發(fā)十分罕見，僅有少量報(bào)道[17]：

● 1915年8月湖南省吉首市乾城縣獅頭山火山噴發(fā)，火焰飛騰，四面噴射，附近村莊被其焚燒者五六十家，傷斃人民甚多（《大公報(bào)》民國4年）；

● 1951年5月27日新疆于田蘇巴什以南的昆侖山溝里（阿什庫勒）火山噴發(fā)，濃煙滾滾，火光沖天，巖塊飛騰，轟鳴如雷，整整持續(xù)了好幾個(gè)晝夜（《新疆日報(bào)》）。

從6500萬年的新生代來看，留存于今的、且能夠被識別的火山錐體或堆積物要超過1000多座[24-25]，地理遙感生態(tài)網(wǎng)提供了671處火山口的分布[26]，陳正全和趙勇偉[27]公布了中國1084座新生代火山的數(shù)據(jù)。300萬年以來的火山活動(dòng)在地理上顯示出“兩頭熱”的特征，即主要的火山噴發(fā)發(fā)生在中國東北、雷瓊、臺灣地區(qū)和青藏高原。

1.2萬年（第四紀(jì)）以來的23座火山，被認(rèn)定為活火山。判定標(biāo)準(zhǔn)?一萬年以來至少有過一次噴發(fā)的火山，包括正在噴發(fā)的和在今后一定時(shí)限內(nèi)仍有可能再次噴發(fā)的火山，它們分布在13個(gè)重點(diǎn)地區(qū)（圖9）：

長白山、五大連池、騰沖、鏡泊湖、龍崗、瓊北、大屯、龜山島、阿什庫勒、諾敏河、阿爾山、烏蘭哈達(dá)、科洛火山區(qū)。

對于相應(yīng)的上地幔上涌部位，可以大略按照4個(gè)區(qū)來劃分：

（1）琿春域，由太平洋板片的俯沖所致，伴有300～550 km的深源地震；

（2）臺灣域，菲律賓板塊的俯沖帶在這里反向下插；

（3）緬甸域，喜馬拉雅碰撞邊界的東構(gòu)造結(jié)，存在小尺度地幔上涌；

（4）興都庫什域，喜馬拉雅邊界的西構(gòu)造結(jié)處，也是地幔上涌的部位。

2.2 "火山地震

火山地震與通常的構(gòu)造地震不同，分兩大類[14]"：

第1類是高頻震顫（tremor），完全屬于噴發(fā)前或即時(shí)的水熱活動(dòng)或空氣爆炸。震動(dòng)源極淺，強(qiáng)度不大，記錄圖上雜亂無章，都是縱波震相，不同于嚴(yán)格意義上的 “天然地震”。這類震顫通常會持續(xù)數(shù)分鐘或數(shù)天。與火山爆發(fā)關(guān)系十分緊密。

第2類是火山地震，亦稱“火山構(gòu)造地震”。玄武質(zhì)巖漿的上涌和流體增壓引發(fā)了巖層破裂或斷層滑動(dòng)，是一種與火山過程同時(shí)出現(xiàn)的伴生現(xiàn)象。記錄圖上呈現(xiàn)出典型的構(gòu)造地震圖樣，頻段在1～15 Hz，深度逐漸加大，一般表現(xiàn)為震群形態(tài)但又不同于構(gòu)造地震的主震—余震序列。因震源靠近巖漿房或受到火山通道的限制，火山地震的震級較低，一般M＜5。火山噴發(fā)前，地震活動(dòng)有明顯增強(qiáng)、并出現(xiàn)震群，是監(jiān)測火山噴發(fā)的有力手段之一?；鹕絿姲l(fā)后，地震范圍會略有擴(kuò)大，但深度較深（10～40 km）、強(qiáng)度衰減，逐漸轉(zhuǎn)入正常的構(gòu)造地震活動(dòng)。

經(jīng)文史古籍的大量考證[10，17]，公元1016年（宋真宗九年）前后有過一次火山噴發(fā)事件，伴隨著震動(dòng)：長白山火山又噴發(fā)出大量熾熱火山灰及蒸氣，火山氣體的混合物在四方擴(kuò)散。四月丙寅雨土……白色異常氣體在天空如一匹布一樣劃界線，如火彌天。宋1118年還有火山噴發(fā)：北方有赤色，大三四圍長2～3丈，索索如樹，西方有火五團(tuán)，下行十余丈，皆不致城滅。隨后發(fā)生了1119年的松原地震：正月肇州之始興，隆州之利涉（今吉林農(nóng)安）地震陷，死數(shù)千人（《大金國志》）。

清朝的記載較多，譬如1720年五大連池的火山活動(dòng)和地震[14]：地下忽然噴出石頭，火、聲鳴如雷……地又破裂，發(fā)出響聲，略見火光、煙和石頭。

2.3 "火山與淺源地震

通常的淺源構(gòu)造地震（h＜70 km）出現(xiàn)在火山噴發(fā)前后，亦有實(shí)例（圖10）。

東北地區(qū)的扶余在1119年、長白山在1597年和1900年、五大連池在1720年的火山噴發(fā)都出現(xiàn)過地震活動(dòng)。甚至云南1609年1月騰沖火山爆發(fā)后，直到2月份當(dāng)?shù)剡€都有過地震[28]。

難以釋懷的是，有些大地震與火山爆發(fā)的時(shí)間很接近，但空間位置相距甚遠(yuǎn)，譬如：

● 1668年6月2日，長白山天池火山小規(guī)模噴發(fā)，咸境道鏡城府雨灰，富寧同日雨灰（《李朝實(shí)錄》第三十七冊）。一個(gè)多月后的 7月 15日，山東郯城—莒縣發(fā)生了極為嚴(yán)重的 8.5級大震，二者相距約1400 km。誰引發(fā)了誰？沒人講得清。

● 1902年的吉林汪清縣6.6級地震，深度不到40 km。敦化和天池分別在1900年和1903年出現(xiàn)火山噴發(fā)。

● 1915年1月東海7.3級地震 （h=160 km），隨后的1916年臺灣澎佳嶼火山噴發(fā)，繼而 1918年廣東南澳發(fā)生7. 3級地震。

● 1950年8月西藏察隅8.6級地震，很快在1951年5月新疆于田地區(qū)的阿什火山噴發(fā)，半年后的11月18日當(dāng)雄發(fā)生8級地震。這次活動(dòng)的空間跨度高達(dá)超2000 km（圖10）。

它們的關(guān)系，究竟是因果還是相關(guān)？目前沒有定論。

糟糕的是：目前有一片陰云漂在我們頭上，甩不掉、理還亂！

2011年3月11日，日本東海岸福島、宮城的近海發(fā)生9.0級地震，兩天后的九州島的新燃岳火山噴發(fā)，兩年后的鹿兒島火山噴發(fā)，都屬于日本損失嚴(yán)重的災(zāi)難（圖5）……

當(dāng)下，形勢有變！

危險(xiǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了日本的西海岸?2014年，西海岸的御岳火山噴發(fā)，地點(diǎn)就在福島對側(cè)的能登地區(qū)。2020—2023的3年內(nèi)，日本海沿岸的有感地震已經(jīng)超過了500次。特別是2024年元旦，能登半島發(fā)生7.6級地震，引發(fā)5 m高的海嘯，260人死亡。就在作者落筆此文之時(shí)，日本海又在2024年 6月發(fā)生了一次6.0級強(qiáng)震，再次出現(xiàn)傷亡和損失。這意味著：自2011年日本東海大地震之后，西太平洋俯沖帶的這段分支（琿春板片）已經(jīng)向大陸一側(cè)出現(xiàn)了明顯地運(yùn)移和發(fā)展，應(yīng)力集中的部位正在日本海的深處、一步步地、緩慢地向我們靠近……

還好，中日韓的三國專家已有察覺[5，29]。認(rèn)為2011年東日本海大震的影響已經(jīng)波及到華北大部，吉林省東部邊境地區(qū)的最大位移達(dá) 32 mm，長白山火山區(qū)正在以天池為中心呈放射狀向外部膨脹，垂直運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為典型的巖漿囊膨脹、巖漿上涌特征。日本和韓國的學(xué)者甚至推測：長白山在2032年前火山噴發(fā)的概率為90%以上……

中國方面，對長白山火山區(qū)的地震監(jiān)測已經(jīng)在1985—1996年間開展，共測到100多次事件，曾在1994年1月發(fā)生過一次4.7級地震，深度25 km。新監(jiān)測臺網(wǎng)于1999年運(yùn)行后，監(jiān)測到2004 年 12 月的一次4.4級地震，大多分布在原有活火山口的50 km以外（圖11）。畢竟，對于世界最高的火山湖天池而言，高達(dá)20億 m3的蓄水量一旦潰泄，后果嚴(yán)重，各項(xiàng)監(jiān)測工作都在加強(qiáng)中。

2.4 "火山與深源地震

1985年，時(shí)振梁等[31]在研究1597年10月6日地震時(shí)發(fā)現(xiàn)一件怪事：這次地震的影響范圍大，而各地的震動(dòng)程度基本相同；沒有房屋破壞和強(qiáng)烈震感，但伴隨有地表水和地下水的活動(dòng)，而且一些地方有地面裂縫；當(dāng)天和第3天分別在中國長白山和朝鮮咸鏡道發(fā)生了火山噴發(fā)?？紤]到有感地點(diǎn)多數(shù)分布在渤海灣附近，故而推測這是一次渤海灣的慢地震?低頻或甚低頻的地震。

若確實(shí)為慢地震，意味著渤海灣存在俯沖帶型的高流變式的熱運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)有的地質(zhì)觀點(diǎn)則需要改變。

反對意見自然不少，針尖對麥芒。

就這樣，27年的爭論、推敲與復(fù)核，既無類似震例，也無定論，只能偃旗息鼓。

2012年，有了突破性進(jìn)展[13，32]。

新的研究揭示，這是東北琿春地區(qū)的一次深源地震，深度＞500 km，震級≥8，曾經(jīng)觸發(fā)了中小規(guī)模的望天鵝火山噴發(fā)，還在中國東部地區(qū)產(chǎn)生了廣泛的湖震。論文的第一作者是朝鮮族地質(zhì)學(xué)家李裕澈，他不僅補(bǔ)充了朝鮮史料，還利用了韓國、日本、俄羅斯的資料，繪制出了1597年地震的等震線，給出了Ⅵ度、Ⅴ度和Ⅳ度區(qū)的分布。讓人寬慰的是，他和時(shí)振梁等還進(jìn)一步研究了1973、1999、2002年深震的有感范圍（圖12），以及1940年7.3級和2010年6.7級地震的信息，大大地深化和豐富了對深源地震的認(rèn)識。

故事，并沒完。

敢問，火山和這些深源地震是什么關(guān)系？

歷史上的1935年，日本學(xué)者和達(dá)（Watati）曾注意到：深源地震不是孤立的，而是呈條帶狀從大洋部位向大陸傾斜狀下沖和延展。1955年的美國貝尼奧夫（Benioff）更加明確指出、并得到證實(shí)：深源地震帶反映了巖石圈板塊存在向下俯沖的實(shí)體（以后稱之板片、板舌），它們與島弧火山、熱流上涌、巖漿活動(dòng)、盆地拉張共同組成了一個(gè)完整的構(gòu)造體系。這個(gè)帶后來被稱之“貝尼奧夫帶”，即板塊俯沖帶。

根據(jù)亞洲震源深度分布（圖13）[33]，可以十分直觀地看到：震源深度的加大非常有規(guī)律，火山帶的分布也能夠與它們的俯沖部位有很好地吻合。

筆者利用MAPSIS數(shù)據(jù)庫里1900—2022年間的資料查明：東?！鹎虻貐^(qū)的地震主要是中源地震（h=70～300 km），共計(jì)31次，震級在6.5以下；深源地震（h＞300 km）則集中發(fā)生在琿春地區(qū)（中、朝、俄交界地域），共計(jì)26次，震級范圍 6～7；西部的興都庫什和喀什地區(qū)，只有過少數(shù)的中源地震。

當(dāng)然，板塊俯沖深度和地震深度都是有限的。

在150～410 km的深度范圍里，物質(zhì)的粘滯系數(shù)和剪切波速都很低（稱為軟流圈、低速層），多數(shù)的深源地震便發(fā)生在這里。再深，就很難超過670 km的深度了?該處是上下地幔的分界面，物質(zhì)的粘度、浮力、相變都有極大的差異，地震波在這個(gè)界面上會發(fā)生折射和反射，俯沖到這個(gè)深度的板片只能短時(shí)地滯留，遂被熔融掉，不再會發(fā)生地震。

由于板塊俯沖下插時(shí)，不僅會引起高壓物質(zhì)的晶格錯(cuò)位、脫水破裂、剪切熔融（即深源地震），也會攪動(dòng)起上地幔的小尺度對流，當(dāng)熱流上涌到適合的部位時(shí)便有火山噴發(fā)。

長白山、五大連池、內(nèi)蒙等地的地震和火山活動(dòng)是親兄弟，它們與太平洋板塊在日本海溝的一個(gè)板片俯沖有著直接的關(guān)系[20，30]。600 km左右的地幔熱物質(zhì)的上涌，導(dǎo)致日本海被拉張，海岸兩側(cè)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地震活動(dòng)便處于同一個(gè)動(dòng)力學(xué)體系中，她們是親姐妹（圖14）。

目前監(jiān)測到的琿春地震的深度以520～595 km居多，還沒有出現(xiàn)過深度大于600 km的震例，這些深源地震不會對地表造成災(zāi)害性的影響，但人員的搖晃和眩暈感覺不可避免，湖水震蕩也會發(fā)生。

2.5 "火山爆發(fā)的力學(xué)機(jī)制

長白山火山區(qū)的重力剖面很具代表性[34]：火山口的重力值要比周圍地區(qū)低約（50～70）×10?6"m/s2（即50～70 g.u.）。

說明該處的中下地殼存在明顯的低速體。也就是說，在相同的深度里火山口下方的物質(zhì)是相對低速低阻、高溫低密度的?高孔隙度結(jié)構(gòu)里充斥溫泉?dú)怏w和水分，存在半熔融狀態(tài)的巖漿房，并在頂部還存在一個(gè)已塌陷堵塞的火山頸（圖15）。

它們的形成源于幔源玄武質(zhì)巖漿的侵入，并在地殼內(nèi)聚集?；詭r漿經(jīng)歷化學(xué)分異所產(chǎn)生的中酸性巖漿會向上運(yùn)移，為火山噴發(fā)和地表熱液提供了持續(xù)的熱源。巖性分析還指出，其中的幾個(gè)巖漿房的母巖應(yīng)該是公元940年千年大噴發(fā)后的殘留巖漿體，仍處于不斷地分異演化中。

火山噴發(fā)雖然有接近空腔爆炸的特點(diǎn)，但在垂直方向的噴發(fā)過程卻幾乎是自由的。

圖16 是1969年夏威夷基拉韋厄火山爆發(fā)的某一瞬間，噴發(fā)口的上方形成了一個(gè)巖漿囊穹窿，直觀地展示了震源體的力學(xué)分布。因此，火山爆發(fā)源的主壓應(yīng)力和主張應(yīng)力的分布就具有柱狀特征，P軸在垂直方向、T軸在水平方向（圖17）。

從地震記錄圖中還可以看出3種典型的震動(dòng)：火山構(gòu)造地震、巖漿囊側(cè)向垮塌的震動(dòng)、火山口氣體爆炸的震動(dòng)（混有震顫信號）。

3 "陷落地震

與構(gòu)造地震和火山地震相比，陷落地震的強(qiáng)度最低，發(fā)生率大約占天然地震總數(shù)的3%。

它們主要發(fā)生在溶巖發(fā)育的地區(qū)、陡峭山地的巖體崩塌，以及人類工程的陷落垮塌。陷落地震的震源在地表淺部，震級都在4～5級以下，成災(zāi)范圍較小。

研究表明[35]"，三國時(shí)期廣西富川縣的陷落地震可能是我國最早的記載：

山夜忽聞?dòng)欣茁?，因開六洞，南北可數(shù)十里，出水。其中有石鼓、石池、石壇。

元明清的記載開始增多。近年，由人類工程引發(fā)的陷落地震很多，比如隧道和采空區(qū)的塌陷、山體邊坡的崩塌、建筑物的垮塌等事件"[36-39]"。圖18對文獻(xiàn)[35]資料做了少量補(bǔ)充。

及時(shí)區(qū)分構(gòu)造地震和陷落地震，是減災(zāi)工作的一項(xiàng)重要任務(wù)[36-39]。

2001年，美國9·11事件造成了一次典型的陷落地震事件，震級2.3。巧合的是，在距世貿(mào)中心不到10 km的曼哈頓灣曾于當(dāng)年1月17日發(fā)生過一次2.4級構(gòu)造地震，于是同一個(gè)地震臺便記錄到了震中距和震級都十分很接近的兩次震動(dòng)事件（圖19）。

同框?qū)Ρ龋苋菀卓闯鏊鼈兊幕静町悾簶?gòu)造地震（圖19中的藍(lán)色曲線）有清楚的P波、S波震相，頻率較高。而陷落地震（圖中棕色曲線）的低頻較多，沒有P、S震相，主要的波動(dòng)是地表淺層的瑞利面波。更細(xì)節(jié)的分析要靠專業(yè)工作。

想想宋朝，怪倒霉的。

那么多的天災(zāi)地禍一起壓過來，而人類對于氣候異常、火山噴發(fā)、地震活動(dòng)、旱澇襲擊既無法叫停、又無法控制。這事，古今中外沒有區(qū)別，抗災(zāi)救援都挺被動(dòng)。

再讀蘇軾，覺得他酒后還真沒糊涂：

明月幾時(shí)有？ 把酒問青天。 不知天上宮闕， 今夕是何年。

一個(gè)“何年”用得好。何年面前人就不分你我他，地就不分南北中；宋朝災(zāi)害在當(dāng)年，今夕災(zāi)害如當(dāng)年！

宋朝的慘痛經(jīng)歷，顯然是一份寶貴遺產(chǎn)。

致謝

洪時(shí)中對原稿做了悉心地審閱和指導(dǎo)。本文的初稿曾經(jīng)引用了早期文獻(xiàn)中的1923年?duì)t霍“火山噴發(fā)”和1933年漢源“陷落地震”事件，洪時(shí)中在審閱中發(fā)現(xiàn)了問題、認(rèn)真進(jìn)行了考證，確認(rèn)都不成立，應(yīng)刪除。他還為作者提供了研究中國火山的最新成果和參考文獻(xiàn)，使本文的數(shù)據(jù)和圖件更加可靠、準(zhǔn)確和完整，讓作者和讀者均獲益。劉文義和劉傳金完成了地形圖和地震數(shù)據(jù)的分析處理。作者對他們的辛勤勞動(dòng)，謹(jǐn)表誠摯謝意。

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[Abstract] """"The Song Dynasty suffered the worst chain of disasters since ancient times： the third climate cold period， the millennium eruption of the Changbai volcano in 940， and the series of earthquakes and seismic floods after 1038. These disasters have severely impacted societies. This article describes the three basic types of earthquakes that are tectonic， volcanic and collapsed earthquakes. Focusing on the distribution of volcanoes in China， types of volcanic earthquakes and examples of recent volcanic eruptions， the relationship between volcanoes and shallow- and deep-source earthquakes is analyzed. The deep-source earthquakes in mainland China， mainly located in the Hunchun area， are directly related to the subduction of plates purchased from the Sea of Japan. Finally， the mechanics of volcanic eruptions are described.

[Keywords] chain of natural disasters; the third climate cold period; millennium eruption of volcano; volcanic and collapsed earthquakes

*通訊作者："馮銳（1941-），男，研究員，主要從事地球物理學(xué)的研究。E-mail：fr97214@sina.com