砂土液化

地球内部发生剧烈变动（如断层突然滑动或火山活动）后，地表会随之出现强烈震动，这就是地震现象。地震会引发诸多次生灾害，如爆炸、火灾、海啸、洪水、泥石流、传染病等，对人类社会的破坏和影响极大，而砂土液化也是其中之一。

被摇成“液体”的砂土

埋藏较浅的饱水松散砂土（包括不同粒径的砾石和更细的泥土）遭受强烈振动（如爆破、地震、机械爆破等）时，颗粒间的位置迅速调整，失去粒间的接触压力和摩擦力，有被振密的趋势。颗粒间的孔隙水压力急剧升高，快速聚集、挤出，砂粒们不再互相接触，而是随着水流不断翻滚，固态砂土变成了液态混合物，这个过程叫作“液化”或“流体化”。

液化后的混合物会向压力低的一方运动，若地下有合适的通道或洞穴，混合物会涌向这些地方。当它们沿一定的通道涌出地表，呈现喷砂冒水的状态时，人们会形象地将其称为“砂涌”。有时，它们还会在地表形成火山锥一样的形态，被称作砂火山。

虽然砂土液化的成因多样，但地震造成的砂土液化范围最大、后果最严重，它们在流动过程中会破坏沿途的地貌景观和人类建筑，严重的还会造成人畜伤亡。

因其形态和泥石流十分相似，所以经常难以分清。二者最大的区别在于水的来源：泥石流中的水来自暴雨、冰川融水、堤坝垮塌等地表水；砂土液化的水则来自地下砂土层中固有的孔隙水。其次，泥石流多发于山洪沟或周边的斜坡，较易根据发生区域进行判定，而砂土液化的判定则更加复杂。

如山洪般倾泻的“野兽”

以2023年12月18日甘肃省临夏州积石山县的6.2级地震为例。根据应急管理部大数据中心的无人机遥感影像，距震中约20千米的青海省民和县草滩村与金田村被大量淤泥覆盖，淤泥有约3米厚，面积达1.2万平方米以上，而这就是砂土液化的恶果。

成分复杂的沉积物

这些淤泥并非直接来自草滩村和金田村的被淹没区，而是来自距两村北侧3000～4000米的高台。这里的沉积物成分复杂，既有黄河故道或古洪水期堆积的泥砂，也有风成（风对地面物质进行吹蚀、搬运和堆积作用形成）的黄土，但最主要的成分式来自周围山体风化后的泥沙砾石，被地表流水携带而来。这处盆地在几十万年间不断堆积，形成自外围向中心明显变低的缓坡状地貌。

饱水的砂土层

盆地外围北侧的山体主要由渐新统（距今约3300万～2300万年）的紫红色砾岩、粗砂岩和砂岩构成。这些岩石风化后堆积于盆地，形成的砂土和砂砾层内部存在大量孔隙。周围山体、盆地表面的降水和地表的灌溉水都渗入了地下，长期聚集在砂土层中。

地震发生时，地下饱水的砂土层瞬间液化，其上部的松散沉积物随之塌陷，与液化的砂土混合在一起，汹涌着汇向下方的村庄。因其侵害过程与泥石流有些相似，所以有人将其称作“地震-泥流”，但本质上，它是因砂土液化引发的滑坡现象。

“跑”在灾害之前

砂土液化是地震常见的次生灾害，科研人员在大量的观察和实验后发现，一般大于里氏5级的地震就可以造成震中附近饱水砂土的液化。

仅以发生在中国的地震相应记载为例，1668年，山东郯（tán）城（今山东省临沂市郯城县）发生8.5级地震，砂土最大液化范围达800平方千米；1920年，宁夏回族自治区中卫市海原县发生8.5级地震，砂土最大液化范围超过600平方千米。1975年辽宁省海城市地震（7.3级）、1976年河北省唐山市地震（7.8级）、2008年四川省汶川市地震（8.0级）等地震灾害都伴有严重的砂土液化现象。

干旱或半干旱地区也会出现砂土液化的现象。地表干旱并不意味着地下的砂土层也同样干燥，在地表进行大量开垦且地势起伏较大的区域，发生水土流失和砂土液化现象的风险更高。中国许多人口较为密集的区域——如华北平原、河套盆地（黄河“几”字形弯曲的上半部分，位于内蒙古自治区中部）、福建至广东沿海地区，都有发生砂土液化现象的可能。

砂土液化会让地层失去承载力，导致上方建筑沉陷、倾斜、坍塌，流动的砂土规模大、行进速度快，对人民的生命和财产造成巨大危害，若发生在近海区域的海底，还可能引发海啸。我们必须提前做好准备，应在相关的地质调查工作中掌握可能出现砂土液化的区域及其地质条件，为城镇和工程的规划提供参考，在选址时尽量避开未来可能出现类似灾害的区域。科技不断发展，新技术和新设备不断出现，正在帮助地质工作者更好地检测易出现砂土液化现象的区域。

中国幅员辽阔，地形地貌复杂，自然灾害种类多、分布地域广、发生频率高。每年5月12日是全国防灾减灾日，全民关注防灾减灾、学习防灾减灾知识，以科技提高防灾减灾能力，正是我们不断前进的方向。

（责任编辑 / 牛一名  美术编辑 / 周游）