青海喇家遗址极可能由地震导致的砂土液化泥流造成
青海喇家遗址极可能由地震导致的砂土液化泥流造成
青海喇家遗址是一处举世闻名的灾难遗址，被誉为“东方庞贝”。关于其成因，学术界一直存在争议。2023年12月18日甘肃积石山县6.2级地震引发的泥流灾害，为揭开喇家遗址成因之谜提供了重要线索。
青海喇家遗址形成于3900年前，位于青海省海东市民和县官亭镇下喇家村，是一处大型齐家文化聚落。遗址中出土的面条被誉为“世界上的第一碗面”，将面条的历史往前推了2000年。关于其成因，学术界主要有三种观点：黄河大洪水说、堰塞湖溃决洪水说和山洪泥流说。
2023年12月18日，甘肃省临夏州积石山县发生Ms6.2级地震，震中距喇家遗址仅16公里。地震不仅使喇家遗址博物馆受损严重，还在距遗址仅5公里处的民和县中川乡金田村和草滩村引发泥流灾害，造成大量民房被毁，草滩村一家五口被掩埋。这一事件为研究喇家遗址的成因提供了重要启示。
图1 黄河上游官亭盆地地貌特征
图2 喇家遗址及其考古发掘现场
喇家遗址的地质背景
喇家遗址地处青海省民和县官亭盆地，位于黄河上游的二级阶地上，海拔约为1795米。遗址西侧是拉脊山、积石山，南北则是由古近系他拉组泥岩构成的丘陵。遗址东侧为岗沟，自北向南入黄河。吕家沟自西北向东南至喇家遗址，然后向东并转向北汇入岗沟，两条沟均为季节性泄洪沟。
积石山地震引发的泥流灾害
积石山Ms6.2级地震发生在甘肃临夏州积石山县，震中坐标为北纬35.70°、东经102.79°，震源深度10公里。地震最大烈度为Ⅷ度，主要集中在靠近黄河的山前冲积台地和官亭盆地。在官亭盆地内发生数百处小型黄土滑坡，尤其是在民和县中川乡，地震诱发了一个较大规模的液化泥流。
图3 甘肃积石山地震烈度图
图4 中川乡地震液化泥流特征
图5 中川乡泥流的源区和堆积区特征
中川乡地震液化泥流距积石山地震震中约18公里，向西约5公里为喇家遗址。泥流总长约3公里，面积约44万平方米。泥流的源区位于海拔为1820~1850米的三级阶地前缘，主要由黏土质的黄土和表层的坡洪积红色黏土组成。积石山地震使黄土之下古河床砾石层中的地下水沿地表破裂喷出上涌，进而造成黄土液化并沿着南侧冲沟的临空面快速运动形成泥流。
“将今论古”下的喇家遗址成因
以史为鉴，可以知兴替；以今为证，可以论历史。“将今论古”是地质学研究的重要思想和方法，即认为现在是认识过去的钥匙。2023年积石山地震导致的中川乡地震液化泥流，可能是正确认识和理解3900年前的喇家遗址成因的一把钥匙。
喇家遗址和中川乡地震液化泥流灾难的地质背景相似。二者相距5公里，北侧为古近系他拉组泥岩组成的低山丘陵，南侧为分割官亭盆地的黄河。沿着官亭盆地西侧的拉脊山、积石山展布的拉脊山北缘断裂是形成地震、引发两次灾难的起始原因。受官亭盆地的放大效应影响，3900年前的地震对喇家遗址的破坏力同样较强。
喇家遗址和中川乡地震液化泥流灾难都是典型的瞬时灾难。喇家遗址第Ⅱ、IV发掘区发现22具人类遗骸，其中F4房址中遗骸多达14具，最具代表性。F4房屋中14具遗骸以不同姿势聚于一室，被涌入房屋的红色黏土直接包裹，而且都属于一种自发性的条件反射般的挣扎或护卫动作。F4、F3房址为窑洞式建筑，房门皆向北，面向沟谷上游。当低于地表的房屋被来自北方的红黏土涌入掩埋时，人们受困其中几乎无法逃生。此外，红色黏土与地震形成的新鲜完整的断裂面直接接触。多方面证据表明，地震后随即发生红色黏土的涌入，地震和泥流发生的时间近乎相同，喇家遗址是典型的瞬时灾难。
将今论古，喇家遗址很可能是同样被地震破坏、近乎同时发生的液化泥流快速掩埋而形成的瞬时灾难遗址。从灾难遗址的空间分布位置考虑，无论是黄河洪水还是堰塞湖溃决洪水，都更应该掩埋喇家聚落西南部靠近黄河、更低处的房屋，而实际情况恰恰相反。从瞬时性考虑，这两种成因的洪水不可能在地震发生后立即掩埋喇家遗址。山区洪水形成的泥流非常符合喇家灾难遗址的空间分布特征。但是，地震的那一刻或稍早一会，一定是强降雨的天气吗？尽管4.2 ka以来，气候恶化导致官亭盆地出现强对流天气和强暴雨，地震发生后的250~300 a发生过山洪泥流事件。但是由于具有偶发性和瞬时性的地震和极端气候没有相关性，用百年尺度的气候证据推测分钟尺度的天气可能不够合理。毕竟，高原大陆性气候的官亭盆地一年之中不降雨常见、强降雨少见、地震罕见，地震和强降雨同时发生的概率更是极为罕见。喇家遗址F3居室室外露天的简易灶址发现有草木灰烬，没有被强降雨冲刷走，或许能为当时不降雨的天气提供证据。中川乡地震液化泥流灾难发生前后的多天没有降水，更没有“洪水”的痕迹。特殊的黄河阶地结构中富集的地下水是形成本次灾难的重要原因，与其相似的喇家遗址很可能是同样的成因。当今的中川乡地震液化泥流灾难是对比研究喇家遗址成因的重要实证材料，可能是喇家灾难遗址形成过程的重现。
结论
“12·18”积石山地震造成的中川乡金田村、草滩村灾难，不是典型的“砂涌”，也没有“洪水”的痕迹，而是地震诱发的次生泥流灾害所致。积石山地震使黄土之下古河床砾石层中地下水沿地表破裂喷出上涌，进而造成黄土液化并顺冲沟快速往下游流动形成泥流，流经草滩村、金田村时泥流遇阻，漫出冲沟将部分房屋冲毁甚至村民被掩埋。特殊的地层结构及富集的地下水，在地震的触发之下造成砂土液化并形成泥流，是造成中川乡地震灾害的重要原因。
将今论古，3900年前发生的古地震，及其造成的砂土液化和快速流动的泥流，可以较好地解释和还原喇家遗址瞬时灾难的成因及过程。结合喇家遗址的文化遗存保存状况和沉积物特征，从喇家灾难的空间分布和瞬时性特点判断，喇家遗址不是由黄河大洪水、堰塞湖溃决洪水造成的，很可能与强降雨形成的山洪泥流也无关，形成泥流水体的主要来源为地下水。在今后对地震灾难遗址的研究中，应该从空间纬度全面考虑沉积物运移的方式和动力来源，审慎考虑气候在地震瞬时灾难中的作用，以正确解读灾难遗址的成因，不断完善和丰富环境考古的思路、理论和方法。
人与自然和谐相处是我们人类永远要学习的课题。喇家遗址的灭顶之灾和3900年后的中川乡地震导致的砂土液化泥流造成的惨痛灾难，值得进一步思考并采取行动。通过深入系统地研究地震及其泥流等次生灾害发生的成因机制，不断为地震灾害的风险预警和管控提供科学依据；防患于未然，在构造活动带和地震多发区，制定有效和具有针对性的防灾减灾措施，尽量减轻地震造成的次生灾害对人类的危害。前车之鉴，后事之师。如何从历史中吸取教训、与自然和谐相处，充分认识自然、合理利用和改造自然环境，是我们人类发展过程中的必修课。在历史长河中，地震会一次次地重现，我们人类要尽最大努力去减轻乃至避免一次次可能的灾难。
本文原文来自《中国科学报》