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那些你不知道的,地質學家與戰爭的故事......

編著:礦業界     來源:https://mp.weixin.qq.com/s/-JDG9LpCGWDZsTSu_PoaSA

地質看似與戰爭沒有太多關聯,但實際上地質學卻影響著戰爭的整個過程。從一戰開始,地質學家就在水的管控、軍事計劃的制定等方面發揮著非常重要的作用。地質學家與戰爭的故事,且聽我娓娓道來。

01

保障士兵的飲用水   

1914年末,隨著一戰陷入僵持,現存的水井再也無法滿足士兵和馬匹的飲水需求,并且地表水也被污染了。然而,每匹馬平均每天要消耗15-60升水,而法國軍隊動員了上百萬匹馬。除此之外,還需要用水來為士兵制作面包、烹煮肉類、清洗物品、供應蒸汽機車,以及生產混凝土建造庇護所等。水在戰爭中至關重要,必須要著手鉆井取水,并保護儲水區不受污染。


法國軍隊非常熟悉戰場環境。憑借對當地飲用水資源的了解,他們在當地打了數千口井,對地質學家的需要沒有那么迫切。不過,一些法國地質學家還是擔任了顧問職位——比如夏爾·巴魯爾在幾個位于里爾的地質學實驗室擔任負責人。

另一方面,對于英國和德國軍隊來說,情況則完全不同,他們對戰場的地質環境一無所知,而且也沒有專門服務于軍事的地質研究部門。


1915年6月,英國陸軍為應對法國北部的供水困難,派出了英國地質局的一位地質學家比爾·金擔任工兵隊總指揮。他的第一項工作是編撰地質數據,以便確定哪些區域適合打井。在他的領導下,英國軍隊配備了多種石油鉆井設備,以獲取深層地下水,因為這些水不易被污染。就這樣,金帶著團隊選擇了470多個取水點,其中一些地點本身就有水井,并且仍在使用中。在此基礎上,金的團隊繪制了索姆河流域的水文地質圖


德國方面也部署了類似的計劃。1915年初,作戰部隊的地質學家被重新分配到了一個半軍事單位,由格賴夫斯瓦爾德大學的地質學教授漢斯·菲利普領導。他們繪制了比例為1:50000的水資源地圖,并注明水質和儲水量信息。


德國人建立的最大的系統工程之一應該是梅西訥嶺一側的供水網絡。供應士兵的水來自阿呂安周圍的4口深156米到256米的水井,在梅西訥嶺東部約15千米遠。德軍每天泵水6000立方米,供應到2000個水龍頭,覆蓋了155平方千米的面積。可能因為形勢所迫,德軍在水文地質工作上遠遠領先其他國家:德軍要守衛的戰線足有3000千米,而法軍僅600千米,英軍150千米。此外,德軍還為奧匈帝國、保加利亞和土耳其盟軍提供地形和地質信息。

02

克服水對戰爭的阻礙


水在戰爭中至關重要,但有些時候也可能成為戰爭的障礙,因此地質學家的作用愈發凸顯。戰爭的狂轟亂炸將地面變成了一灘粘稠的泥濘,泥濘浸入戰壕,使那里成為危險的陷阱,一旦無法脫身,便性命堪憂。

在這種情況下,有兩種地質更需要引起重視,因為它們讓水更容易覆蓋彈坑:一是黏土地質,水難以滲透出去;二是地下水位置很淺的地質。例如在皮卡第地區,水都貯藏在沙土中,上面覆蓋著一層薄薄的黏土層。炮彈的威力足以穿透這層黏土,使含水層暴露出來。


深層水的存在也需要精確了解,以便軍隊在挖掘地道前進或躲避敵人時避開這些地下水。水在地表和地下的分布取決于巖層的性質。石灰巖和破碎多孔的砂巖有著極強的儲水能力,含水量能達到40%;而黏土沒有儲水能力,并起著隔絕水的作用。雨水通過滲透進入含水層,這一現象從根本上決定了上層的干燥土層和下層的含水土層總是結合在一起的。干燥土層的空隙中充滿了空氣,因為水僅僅經過這層土壤;而下層含水層的空隙中則充滿了水。這個現象是動態的,因為含水層也會作為水源不斷排出水,形成地表水流。在厚薄不一的黏土層中,因為會出現一些完全不含水的土壤,因此這個動態的機制會變得更加復雜。地質學家采取的措施要因地制宜,考慮每個地區的地形因素的不同。

03

研究地質助推地道戰

在一戰期間,水把佛蘭德斯平原變成了地獄。這個地勢平坦的地區的土壤是由黏土和伊普爾階沙土層組成。排水系統在1914年10月被摧毀后,留下了一片遍布著積水彈坑的地區。士兵們不得不在專門鋪上格子板的戰壕中作戰。地雷戰的主戰場位于這些丘陵地區,包括霍赫、齊勒貝克、60號高地、卡特彼勒環形山、圣埃盧瓦、伊普爾陣地突出部、韋茨哈特……


協約國軍隊的任務目標是把多達40噸的炸藥放置到敵軍陣線下方幾十米深的地方,然后引爆炸藥,摧毀敵軍的防御。為了放置這些炸藥,軍隊需要從地表挖掘傾斜的隧道,穿過黏土層和沙土層。在黏土層里挖掘不會有任何危險,但一旦遇到了一層充滿水的沙土層,就有可能導致隧道被淹沒,挖掘者毫無逃生機會。因此,英國和澳大利亞的軍事地質學家被征召到前線,預先對地層展開研究,以減小挖掘風險

1916年5月,來自澳大利亞的少校埃奇沃斯·戴維確定了藍黏土層在佛蘭德斯地區分布的范圍和深度。這層黏土形成于坦尼特階(5600萬-5900萬年前),十分利于挖掘坑道,把地雷安置在敵軍的陣線之下——這對于計劃在1916年夏發起的梅西訥山脊戰役來說具有非常重要的意義


同樣的事情還有很多。為了準備索姆河戰役,協約國軍隊在索姆河北側幾十米深的干燥白堊層中挖掘了眾多的地下工事。1916年7月1日,伴隨著19次同時發生的劇烈爆炸,戰役打響了。在拉布瓦塞勒以南,威爾士礦工在德軍陣線下16米深的地方安置了27噸阿芒拿炸藥,爆炸造成了一個直徑90米、深30米的大坑,至今仍然清晰可見。


在洛林地區,南希的東邊,高度差幾十米的、相對柔和的地面起伏是該地區的地形特點。地表下的基巖連接著考依波階早期的泥灰巖,在這層泥灰巖中挖掘地道不會有任何困難,因為這里不存在含水層,因此很少會有水浸入地道。德國工兵利用他們對土地的了解,在起于蘭特雷的法軍防線地下向南挖掘地道。1916年7月11日的爆炸摧毀了162步兵團一個連隊大部分的戰斗力,并且制造了一個直徑50米、深20米的大坑。


地下戰爭在地形、地質和水文地質條件允許的地方進行著。

04

開創美國地質部隊

到第二次世界大戰的時候,隨著地質理論的豐碩和地質技巧的提高,地質學家在戰役中施展的作用就越發的重要。


就美國而言,早在1942年2月,地質學家為美軍部隊確定了西北非洲部分地域的建筑材料、泥土、水和燃料的資源分布。這對軍事安排來說,意義重大。


另外,德國的軍事輿圖尤其具體,甚至還標注了巖性、水文和礦層環境,美國的地質學家破譯了這些材料,為前期戰役的成功奠定了基礎。除德國的材料,美國陸軍還精心挑選了一群地質學家,專門為他們破譯他國輿圖,繪制軍事輿圖。這個團隊的第一幅杰作是馬達加斯加地形圖,憑借這張輿圖,英軍成功進入馬達加斯加,并發現島上的豐碩的礦產資源。

隨著美國正式參戰,有不少地質學家也被征召入伍。尤其是在珍珠港事件之后,美國地質學會召開會議,地質學家們一致支撐對日作戰,這是地質學家參與戰役決策的間接表現。1942年6月24日,美國在華盛頓特區間接成立了一個軍事地質部隊,隸屬于美國地質調查局。這個軍事地質部分的簡稱是USGS軍事地質部(MGU),這也是歷史上影響力最大的地質情報單元的前身。


因為地質科學在戰役中施展了如此重要的作用,所以后來他們體例擴大,有著充分的經費保證。這支特殊部隊繪制了覆蓋世界各地的輿圖,包括阿拉斯加、阿富汗、高加索、克里特島、埃及、伊朗、伊拉克、巴勒斯坦、撒丁島、西西里島、西伯利亞等地域。

1943年盟軍進入意大利,在大規模的兩棲登岸作戰行為中,加拿大、英國和美國部隊并肩作戰。當部隊向意大利大陸靠近時,美國地質學家倡議尋找救命的飲用水源,此后又在氣候、植被、自然災害等方面給盟軍提出了諸多寶貴倡議。


而最著名的諾曼底登岸,也是依據地質學家的闡發倡議,盟軍才最終確定了最合適的登岸點。這支地質部隊,還為英國的同行供給過支撐幫助。1944年,英軍牢牢控制了諾曼底地域。當他們向柏林進軍的途中,地質學家對部隊途經地停止了地質測繪,以確機動作戰順利停止。依據地質學家拍攝的航空照片,英軍確定了隱藏在泥土下的沉積物類型,也曉得了萊茵河上的橋梁被摧毀后,是否可能完全崩塌,他們還可以闡發德軍被困在某山頭,山頭能抵御多少輪轟炸。這支地質部隊最終于1972年解散,但開創了軍事地質學的先河。

在兩次世界大戰中,地質學家的知識還在很多不為人知的方面卓有成效。例如制作適用于指導坦克行進的地圖,鑒定航空指南針材料,以及運用石英研制出的、被用于探測潛艇或尋找礦藏、石油。


當今世界,地質學家們仍將他們的專業知識應用于現代戰爭中和過去的戰爭研究中,地質學家在戰爭中的作用遠比我們想象中的更為重要。

來源:礦冶園

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