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那些你不知道的,地质学家与战争的故事......

发布时间:2019-04-25 08:52:23  作者:矿业界  来源:https://mp.weixin.qq.com/s/-JDG9LpCGWDZsTSu_PoaSA   浏览次数:

 

    地质看似与战争没有太多关联,但实际上地质学却影响着战争的整个过程。从一战开始,地质学家就在水的管控、军事计划的制定等方面发挥着非常重要的作用。地质学家与战争的故事,且听我娓娓道来。

01

保障士兵的饮用水   

    1914年末,随着一战陷入僵持,现存的水井再也无法满足士兵和马匹的饮水需求,并且地表水也被污染了。然而,每匹马平均每天要消耗15-60升水,而法国军队动员了上百万匹马。除此之外,还需要用水来为士兵制作面包、烹煮肉类、清洗物品、供应蒸汽机车,以及生产混凝土建造庇护所等。水在战争中至关重要,必须要着手钻井取水,并保护储水区不受污染。

    法国军队非常熟悉战场环境。凭借对当地饮用水资源的了解,他们在当地打了数千口井,对地质学家的需要没有那么迫切。不过,一些法国地质学家还是担任了顾问职位——比如夏尔·巴鲁尔在几个位于里尔的地质学实验室担任负责人。

    另一方面,对于英国和德国军队来说,情况则完全不同,他们对战场的地质环境一无所知,而且也没有专门服务于军事的地质研究部门。

    1915年6月,英国陆军为应对法国北部的供水困难,派出了英国地质局的一位地质学家比尔·金担任工兵队总指挥。他的第一项工作是编撰地质数据,以便确定哪些区域适合打井。在他的领导下,英国军队配备了多种石油钻井设备,以获取深层地下水,因为这些水不易被污染。就这样,金带着团队选择了470多个取水点,其中一些地点本身就有水井,并且仍在使用中。在此基础上,金的团队绘制了索姆河流域的水文地质图。

    德国方面也部署了类似的计划。1915年初,作战部队的地质学家被重新分配到了一个半军事单位,由格赖夫斯瓦尔德大学的地质学教授汉斯·菲利普领导。他们绘制了比例为1:50000的水资源地图,并注明水质和储水量信息。

    德国人建立的最大的系统工程之一应该是梅西讷岭一侧的供水网络。供应士兵的水来自阿吕安周围的4口深156米到256米的水井,在梅西讷岭东部约15千米远。德军每天泵水6000立方米,供应到2000个水龙头,覆盖了155平方千米的面积。可能因为形势所迫,德军在水文地质工作上远远领先其他国家:德军要守卫的战线足有3000千米,而法军仅600千米,英军150千米。此外,德军还为奥匈帝国、保加利亚和土耳其盟军提供地形和地质信息。

02

克服水对战争的阻碍


    水在战争中至关重要,但有些时候也可能成为战争的障碍,因此地质学家的作用愈发凸显。战争的狂轰乱炸将地面变成了一滩粘稠的泥泞,泥泞浸入战壕,使那里成为危险的陷阱,一旦无法脱身,便性命堪忧。

    在这种情况下,有两种地质更需要引起重视,因为它们让水更容易覆盖弹坑:一是黏土地质,水难以渗透出去;二是地下水位置很浅的地质。例如在皮卡第地区,水都贮藏在沙土中,上面覆盖着一层薄薄的黏土层。炮弹的威力足以穿透这层黏土,使含水层暴露出来。

    深层水的存在也需要精确了解,以便军队在挖掘地道前进或躲避敌人时避开这些地下水。水在地表和地下的分布取决于岩层的性质。石灰岩和破碎多孔的砂岩有着极强的储水能力,含水量能达到40%;而黏土没有储水能力,并起着隔绝水的作用。雨水通过渗透进入含水层,这一现象从根本上决定了上层的干燥土层和下层的含水土层总是结合在一起的。干燥土层的空隙中充满了空气,因为水仅仅经过这层土壤;而下层含水层的空隙中则充满了水。这个现象是动态的,因为含水层也会作为水源不断排出水,形成地表水流。在厚薄不一的黏土层中,因为会出现一些完全不含水的土壤,因此这个动态的机制会变得更加复杂。地质学家采取的措施要因地制宜,考虑每个地区的地形因素的不同。

03

研究地质助推地道战

    在一战期间,水把佛兰德斯平原变成了地狱。这个地势平坦的地区的土壤是由黏土和伊普尔阶沙土层组成。排水系统在1914年10月被摧毁后,留下了一片遍布着积水弹坑的地区。士兵们不得不在专门铺上格子板的战壕中作战。地雷战的主战场位于这些丘陵地区,包括霍赫、齐勒贝克、60号高地、卡特彼勒环形山、圣埃卢瓦、伊普尔阵地突出部、韦茨哈特……

    协约国军队的任务目标是把多达40吨的炸药放置到敌军阵线下方几十米深的地方,然后引爆炸药,摧毁敌军的防御。为了放置这些炸药,军队需要从地表挖掘倾斜的隧道,穿过黏土层和沙土层。在黏土层里挖掘不会有任何危险,但一旦遇到了一层充满水的沙土层,就有可能导致隧道被淹没,挖掘者毫无逃生机会。因此,英国和澳大利亚的军事地质学家被征召到前线,预先对地层展开研究,以减小挖掘风险。

    1916年5月,来自澳大利亚的少校埃奇沃斯·戴维确定了蓝黏土层在佛兰德斯地区分布的范围和深度。这层黏土形成于坦尼特阶(5600万-5900万年前),十分利于挖掘坑道,把地雷安置在敌军的阵线之下——这对于计划在1916年夏发起的梅西讷山脊战役来说具有非常重要的意义。

    同样的事情还有很多。为了准备索姆河战役,协约国军队在索姆河北侧几十米深的干燥白垩层中挖掘了众多的地下工事。1916年7月1日,伴随着19次同时发生的剧烈爆炸,战役打响了。在拉布瓦塞勒以南,威尔士矿工在德军阵线下16米深的地方安置了27吨阿芒拿炸药,爆炸造成了一个直径90米、深30米的大坑,至今仍然清晰可见。

    在洛林地区,南希的东边,高度差几十米的、相对柔和的地面起伏是该地区的地形特点。地表下的基岩连接着考依波阶早期的泥灰岩,在这层泥灰岩中挖掘地道不会有任何困难,因为这里不存在含水层,因此很少会有水浸入地道。德国工兵利用他们对土地的了解,在起于兰特雷的法军防线地下向南挖掘地道。1916年7月11日的爆炸摧毁了162步兵团一个连队大部分的战斗力,并且制造了一个直径50米、深20米的大坑。

    地下战争在地形、地质和水文地质条件允许的地方进行着。

04

开创美国地质部队

    到第二次世界大战的时候,随着地质理论的丰硕和地质技巧的提高,地质学家在战役中施展的作用就越发的重要。

    就美国而言,早在1942年2月,地质学家为美军部队确定了西北非洲部分地域的建筑材料、泥土、水和燃料的资源分布。这对军事安排来说,意义重大。

    另外,德国的军事舆图尤其具体,甚至还标注了岩性、水文和矿层环境,美国的地质学家破译了这些材料,为前期战役的成功奠定了基础。除德国的材料,美国陆军还精心挑选了一群地质学家,专门为他们破译他国舆图,绘制军事舆图。这个团队的第一幅杰作是马达加斯加地形图,凭借这张舆图,英军成功进入马达加斯加,并发现岛上的丰硕的矿产资源。

    随着美国正式参战,有不少地质学家也被征召入伍。尤其是在珍珠港事件之后,美国地质学会召开会议,地质学家们一致支撑对日作战,这是地质学家参与战役决策的间接表现。1942年6月24日,美国在华盛顿特区间接成立了一个军事地质部队,隶属于美国地质调查局。这个军事地质部分的简称是USGS军事地质部(MGU),这也是历史上影响力最大的地质情报单元的前身。

    因为地质科学在战役中施展了如此重要的作用,所以后来他们体例扩大,有着充分的经费保证。这支特殊部队绘制了覆盖世界各地的舆图,包括阿拉斯加、阿富汗、高加索、克里特岛、埃及、伊朗、伊拉克、巴勒斯坦、撒丁岛、西西里岛、西伯利亚等地域。

    1943年盟军进入意大利,在大规模的两栖登岸作战行为中,加拿大、英国和美国部队并肩作战。当部队向意大利大陆靠近时,美国地质学家倡议寻找救命的饮用水源,此后又在气候、植被、自然灾害等方面给盟军提出了诸多宝贵倡议。

    而最著名的诺曼底登岸,也是依据地质学家的阐发倡议,盟军才最终确定了最合适的登岸点。这支地质部队,还为英国的同行供给过支撑帮助。1944年,英军牢牢控制了诺曼底地域。当他们向柏林进军的途中,地质学家对部队途经地停止了地质测绘,以确机动作战顺利停止。依据地质学家拍摄的航空照片,英军确定了隐藏在泥土下的沉积物类型,也晓得了莱茵河上的桥梁被摧毁后,是否可能完全崩塌,他们还可以阐发德军被困在某山头,山头能抵御多少轮轰炸。这支地质部队最终于1972年解散,但开创了军事地质学的先河。

    在两次世界大战中,地质学家的知识还在很多不为人知的方面卓有成效。例如制作适用于指导坦克行进的地图,鉴定航空指南针材料,以及运用石英研制出的、被用于探测潜艇或寻找矿藏、石油。

    当今世界,地质学家们仍将他们的专业知识应用于现代战争中和过去的战争研究中,地质学家在战争中的作用远比我们想象中的更为重要。

来源:矿冶园

 

 

 

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