多学科研究方法与整体研究方法在考古学中的应用,黄河上游积石峡古地震堰塞溃决事件与喇家遗址异常古洪水灾害

多学科研究方法与整体研究方法在考古学中的应用,黄河上游积石峡古地震堰塞溃决事件与喇家遗址异常古洪水灾害

摘要:黄河上游积石峡史前时期发生了一次严重的堰塞事件,形成了水体达11.71×108m3的古堰塞湖;山体崩塌是黄河发生堰塞的直接原因,而地震则很可能是触发山体崩塌的关键因素。堰塞湖在形成后不久即发生了部分溃决,造成了洪峰近35000m3•s−1的异常洪水,相当于该河段万年一遇洪水流量的3倍多;残余堰塞湖则因泥沙的逐渐淤积而消亡。年代学研究表明,这一堰塞及溃决事件发生在大约1730B.C.,与其下游25km处黄河岸边喇家遗址毁灭的年代一致。根据该遗址在很短的时间内先后毁灭于地震和洪水,可以推测积石峡黄河古堰塞溃决事件与喇家遗址的毁灭存在密切的联系。流量-水位关系的计算则表明,黄河上游万年一遇的洪水不能淹没喇家遗址,而积石峡古堰塞湖的溃决洪水则完全可以将喇家遗址毁灭。因此,毁灭喇家遗址的异常洪水并不是气候变化造成的洪水,而是由强烈地震所诱发的堰塞湖溃决洪水;也就是说,地震及其次生堰塞湖溃决洪水共同毁灭了喇家这一齐家文化的重要遗址。这一发现和研究对认识史前人地关系具有重要的意义。

2011年12月29日考古所甘青队邀请参加喇家遗址多学科合作研究的环境考古学者吴庆龙博士做演讲,介绍喇家遗址多学科研究最新进展,来自考古研究所以及其他单位和高校的部分学者、学生听取了本次汇报。
吴庆龙博士研究认为彻底毁灭喇家遗址的洪水应该是喇家遗址上游的积石峡地震诱发的堰塞湖溃决洪水。他通过调查发现在黄河上游距喇家遗址25公里处的积石峡大拐弯之上广泛分布着具有水平层理或倾斜层理的粉砂质沉积,根据沉积特征、沉积厚度特点、厚度的沿程分布特点、高程的沿程分布特点、下伏地层的特点推断这是一套黄河古堰塞湖的湖相沉积,并确认现在积石峡大拐弯处有坝体。他根据岩层状况推断积石峡黄河古堰塞湖是地震造成的,并发生了溃决洪水。图片 1
吴庆龙博士继而对积石峡黄河古堰塞湖溃决时间做出推断,以判断与喇家遗址毁灭时间的关系。他根据对堰塞湖沉积上覆黄土的底部光释光测年以及对堰塞湖沉积物崩塌所埋藏灌木树枝的碳十四校正年代的测定,判断堰塞湖沉积中部位置形成时间不早于1725BC。很遗憾堰塞湖底部年代未测出,坝体上覆盖的黄土的年代也未能测试,因此无法准确确定堰塞-溃决的时间。但是通过推算堰塞湖的淤积速率,则可推测到堰塞-溃决的时间在1850BC-1725BC之间,这与喇家遗址的年代非常吻合。参考当时的地震发生情况,吴博士认为喇家遗址的地震同时是积石峡堰塞时的触发地震,在很短时间内堰塞湖堰塞、溃决,形成洪水。通过对流量-水位的计算,吴博士推断黄河上游万年一遇的洪水不能淹没喇家遗址,而积石峡古堰塞湖的溃决洪水则完全可以将喇家遗址毁灭。因此,吴博士认为毁灭喇家遗址的异常洪水并不是气候变化造成的洪水,而是由强烈地震所诱发的堰塞湖溃决洪水。图片 2
在会议现场学者们与吴庆龙博士展开了热烈讨论。

关键词:黄河  积石峡  古地震  堰塞湖  溃坝  古洪水  喇家遗址

 

   
先秦典籍中普遍记录有中国文明起源时期发生灾害性大洪水的传说[1],并且大禹是在治理了洪水之后建立了中国历史上第一个国家,表明中国的国家起源与洪水和治水可能存在着密切的关系,因此,有关该问题的研究一直受到中国学者的重视。尽管中国历史上的学者对洪水和治水的存在几乎都持笃信不疑的态度,但近代随着西方文化科学的传入,二十世纪初期许多学者对此表示了怀疑甚至全然否定的态度[1]。然而,随着考古学对中国史前无文字记录的古文化古文明谱系的建立,大洪水的问题再次进入了研究者的视野和兴趣[2~7]。有考古学家认为山东龙山文化的衰落与长江三角洲良渚文化的消亡均由洪水所造成[2],而第四纪地质学家与气候学家在研究中国全新世气候环境的变化中也经常将传说中的大洪水看作是当时气候突变的证据[8~11]。但是,这一异常洪水期在史前中国是否真实地发生过,其实并没有确凿可靠的证据。随着第四纪地质学研究方法和手段的进步,一些古洪水的地质证据和考古证据相继被发现[12~16]。黄河上游喇家遗址考古发掘中所发现的强烈地震、异常洪水等群发性灾难性事件[17~20]是有关中国史前古灾害最重要的发现,引起了学术界和公众的广泛关注。
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原文发表在《中国科学D辑:地球科学》2009年第39卷第8期
作者:吴庆龙①,张培震①,张会平①,叶茂林②,张竹琪①
①中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室,北京 100029;
②中国社会科学院考古研究所,北京 100710 

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