中風化礫巖。
五一廣場,平均海拔45米。圖/記者辜鵬博

濚灣鎮到桃子湖一帶地下有煤,形成於下侏羅世到上三迭世的成煤時代。 圖/胡滔滔
公溝排口。
位於人民路附近的防空洞,小販在裡面存放香蕉。
營盤路過江隧道,最低處海拔-5.4米,相對於五一廣場而言為地下50.4米。
截汙幹管,一般在地下5到10米左右的位置,汙水經過截汙幹管流到汙水處理廠,再排進湘江。
5月16日,長沙地鐵二號線橘子洲站,出站的乘客。

黃興中路的一個地下商城,屋頂有倒立的城市模型。這個地下商城與五一地鐵站相連,人來人往,仿佛將城市摺疊到了地下。組圖/記者李林冬
馬王堆漢墓位於海拔高度為54.68米的湘江第三級階地之上,墓室深達地下16到21米。圖/記者常立軍
當我們站在長沙舉目四望,「兩千年古城」在哪裡?經歷了80多年前的那場大火,這座高樓林立的城市似乎處處充滿了「新」。我們擁有著十足「掌控感」,開山闢地,造路搭橋,將這個世界塑造成我們期待的模樣。
可是,只要稍微低下頭向下看,腳下的土地是百萬年以來古湘江與古瀏陽河遊弋沉積的成果,五一廣場地下16米的石灰巖和溶洞是3.5億年前溫暖的泥盆紀留下的痕跡。歷史從未消失,只是深埋在了地下。
今天,我們將進入一趟特別的旅程。這趟旅程從未有人抵達,你是有史以來的第一位旅客,旅途風景亦是獨一無二。這趟旅程的名字叫作「鑽入長沙地下一萬米,穿越星城八億年」。
這是一趟穿越時間與空間、真實與虛幻的奇幻之旅,請帶好羽絨服、防護面具、雨傘和文言文詞典,因為我們將穿越洶湧的地下排水管,遇見吃甜瓜子的辛追夫人、兇猛的霸王龍和潮溼的原始森林……
撰文/瀟湘晨報記者 趙穎慧
「如果說19世紀是橋的世紀,20世紀是高層建築的世紀,那麼21世紀就是地下空間的世紀」。這句話在土木工程界廣為流傳。
人類出現300萬年以來,最近一百年的發展遠超過去所有年代。世界人口從90年前的不過20億增長到今天的75億,地球越來越擁擠,空氣、水源、森林、土地都面臨著越來越大的壓力。
於是,有人抬頭向天看,計劃移民太空;有人向外看,希望海洋能為人類提供生存空間;但前兩者似乎都太過抽象和遙遠,於是更多的人向下看,「21世紀是地下空間的世紀」似乎成為人類共識。中國工程院院士王夢恕甚至說,「21世紀末,將有三分之一的世界人口工作、生活在地下空間中。」
短短70年,長沙人口從幾十萬到逼近800萬,並從上個世紀六十年代開始了地下空間的開發,從早期的人防工程、地下通道、停車場到今天的集商業、人行過道、停車場、地鐵於一體的地下綜合工程,今天的地下空間日益豐富,但仍處於發展之中。
今天,我們將地下0到3米,視為淺層;地下3到15米視為中層;地下15米到30米視為深層。而長沙絕大多數地下空間觸及的不過是淺層,地鐵和個別建築已深入中層和深層。
曾有人預測,如果開發地下30米空間,可將城市空間擴大一倍。而在《流浪地球》中,更有深入地下5000米建立地下城的科幻想像。聽上去幾如天方夜譚,但萬一哪一天實現了呢?
0米到地下10米左右:黃金地層
如果地下也有「房產交易」的話,地下0到10米是絕對的「黃金地段」。人、動物、昆蟲,甚至「鬼」,都在這裡「搶地盤」。「建設成本較低,施工便捷,改造及搶險難度小」,是它的「區位優勢」。
長沙地下的「動物居民」
5月長沙,地下5釐米,腹部長著一對鉤的虎甲幼蟲攀附在垂直的圓洞裡「守株待兔」,當螞蟻、蟋蟀經過,虎甲幼蟲迅速攻擊,拉進洞中,吃完把殘渣扔出洞外。
地下40釐米,「常住民」蟬幼蟲住在四周光滑的圓柱形洞裡,一住就是一年、兩年甚至十多年,偶爾爬出來看看天氣,大部分時間在地下吸食植物根莖的汁液。而為了挖出這個圓柱形的「房子」,昆蟲學家法布爾說,「蟬蛹作業的土方量約200立方釐米」,洞呈圓柱形,基本垂直,蟬也懂得「兩點間距離直線最短」這個物理道理。在不久後的夏至,你會看見這些「常住民」開始離開洞穴,羽化成蟬,飛到樹上。
還有一類「流動戶口」是穿梭在郊區和城市的黃鼠狼。「長沙好多黃鼠狼,經常在綠化帶裡看到它們。」常年研究長沙動植物的錢燁說,「而它們的家在郊外地下1米多深的地方,挖的洞又深又長,在洞裡睡覺生崽,來城裡不過是找吃的。」
如果此時,你前往長沙沙河邊走走,幸運的話可以看到一隻藍色尾巴的鳥,向另一隻鳥不斷拋接食物。這是個戀愛的季節,這是雄性藍喉蜂虎在向雌鳥求愛,如果雌鳥感興趣,會收下雄鳥送的禮物,這個禮物可能是蜻蜓、蝴蝶或者蜜蜂。戀愛生子當然需要房子,號稱「最美打洞者」的藍喉蜂虎,會在傾斜的岸邊斜坡打出一個1米多深的洞穴,入口小,裡面卻十分寬敞,而且恆溫,非常適宜孵卵。
城市的「血管」和「腎」
黃鼠狼睡覺的地下1米世界,也恰恰是城市地下最熱鬧的區間。
路燈、電腦、手機、做飯、自來水都與地下1米的世界息息相關,因為這裡掩埋著「給水、燃氣、強電、弱電等管線,它們大部分在地下1米到2米之間」。長沙市規劃勘測設計研究院副總工程師成國輝說。它們就像城市的「血管」和「神經」,為這座城市傳輸水、電、燃氣和信號。
在此區間,你還會遇見紅磚或麻石條砌築的老舊防空洞。半個世紀前,在「深挖洞、廣積糧」的號召下,長沙男女老少齊上陣,開挖防空洞。「當時的防空洞一般比較淺,地道式的,五一路下的老防空洞大約在地下2到7米深,可以從江邊直通長沙火車站,但地鐵修建後,這條防空洞被截斷填埋,基本廢掉了。而湘春路的防空洞,最淺的不過地下1米。」
今天,防空洞與民用建築、地鐵結合,「一般新建小區中都有人防工程,它們位於地下室最底層,如果建築有兩層地下車庫,那麼人防工程可能會深入到地下六七米左右。人防工程會有厚重鋼筋水泥的防護門隔斷,平常可能是停車場等公用空間,若需要戰時啟用,會提前轉換為戰時狀態,提前安裝相關的設備和物資」。
地下5到10米的世界依然「熱鬧」,「主要有人防工程、電力隧道、深層排水和公溝。」成國輝說,它們就像城市的「腎」,「各個小區的廢水從下水管進入排水管,再從排水管流入截汙幹管和公溝,經過汙水處理廠處理之後,再排入湘江。」
如果你是「老長沙」,一定聽說過「八大公溝」。如今深埋在地下5米多的「八大公溝」在多年前竟是緊鄰著麻石路的,公溝底部、邊牆均為麻石,麻石蓋板與麻石街面連為一體,深寬各1米左右,始建於清雍正年間,因經皇帝御批,故稱御溝。「此後,公溝多次疏浚,隨著城市建設,公溝漸漸被埋到了地下,今天依然起著很重要的作用。」成國輝說。
地下10米到地下15米左右
生命之源「井水層」
對於長沙老城區而言,地下十餘米的地層是「生命之源」。
在老城區打井一般十多米就有水,「賈誼故居的古井深度就是13米。」成國輝說。
這是為什麼?因為對於長沙老城區而言,地下十餘米觸及的就是含水的砂礫層,它們既是為長沙老城區供水的含水層,也是湘江與瀏陽河形塑長沙的證據和痕跡。
二十萬年前,古湘江和古瀏陽河在此交匯,「古湘江由南而北流動在嶽麓山東坡天馬山和石馬鋪之間的寬闊地帶,古瀏陽河從東北方向的石馬鋪一帶進入古湘江,相匯於爛泥衝一帶。在兩河共同作用下,形成南起暮雲市,北至烈士公園,西起猴子石,東至石馬鋪的南北長、東西窄的條帶狀不對稱槽型河床,砂礫石就是兩條古老河流的沉積物。」湖南省地質研究所原總工程師、湖湘地理地質地理顧問童潛明說。
長沙市規劃勘測設計研究院高級工程師王會雲在對五一廣場地鐵進行勘探時發現,地下10米至17米左右為砂礫層,這與老城區打井的深度是差不多的。
或許有人會問,「那著名的白沙井一點也不深,幾乎就在表面了。」這是一個可以「暴露」長沙地勢的「小細節」。沉積在湘瀏盆地的含水砂礫層並不是一樣高和一樣厚的,「因為地殼運動,長沙地勢是南高北低,砂礫層的厚度也是南邊厚北邊薄,比如新開鋪厚29.51米,東塘厚9.59米,白沙井厚5米,烈士公園厚3.2米。」童潛明說,「所以砂礫層中的地下水也是由南向北流,當流到地形最低處時,就是現在白沙路一線的南沙井、仰天湖、白沙井,所以白沙井的水源源不斷,它的形成跟泉水的道理是一樣的,都是從高處往低處的水泉湧而出。」
地下15米到地下150米左右
人類的探索和「延伸」
在沒有地鐵、高樓、地下隧道之前,地下15米左右幾乎是古老長沙能觸及的最深地層,這裡有長沙一萬年鬆散沙土的沉積,也是長沙5000年歷史的堆積層。然而,地鐵、隧道、立體停車場、地下綜合體的出現大大延伸了人類探索地下的深度。
「15到30米,地鐵一般在這一層。」中鐵第四勘察設計院、長沙市軌道交通3號線設計總體負責人張波說,「而穿過國內最複雜溶洞的3號線,需要從湘江底穿過,只有海拔幾米高,相對於五一廣場而言,位於地下40多米的位置。」
而橘子洲站應是目前地鐵站中較深的一個,長沙市規劃勘測設計研究院地下空間基礎信息部主任肖劍說,「2號線橘子洲站海拔7米,相對於五一廣場為地下38米,而2號線經過湘江最低點,相對於五一廣場來說,更是到了地下42米。」
「橘子洲站中的人防工程成為中國首個通過內江島嶼的一段,橘子洲站到湘江中路站的區間段也兼顧了人防工程。」長沙人防辦相關工作人員說。
十多米到二十多米也是長沙大部分地區基巖揭露的埋藏深度,「五一廣場地質勘探打到16米時,發現了基巖灰巖。」王會雲說。但發現基巖並不代表五一廣場地下16米是一片完整的基巖,勘探還發現了許多溶洞,目前發現最高溶洞達10米左右,「有灰巖的地方很容易形成溶洞,溶洞就是石灰巖地區地下水長期溶蝕的結果」。
長沙對地下的探索並沒有止步於地鐵,如果以五一廣場地面平均海拔45米為參照系,九龍倉國金中心已深入地下33米,藩后街長沙市老乾活動中心地下立體停車庫深入地下85米,而長沙市區最深的人工建築當屬位於坪塘的冰雪世界,這個由廢棄水泥礦坑改造的滑雪勝地,比五一廣場低了86米。如果算上人類真正觸碰到的深度,浦沅立交橋處的勘測鑽孔,「可能是長沙勘察鑽孔最深處,達到了地下150米左右。」肖劍說。
在五一廣場下,穿越8億年
150米,對於人類來說,似乎很深;但對於地球來說,不過微塵。
如果地球是一個雞蛋,地核就是蛋黃,地幔好比蛋清,平均30多千米的大陸地殼不過是一層薄薄的「蛋殼」。今天我們站立的湖湘大地,是30億年天翻地覆、海陸輪返的古老大地。
如果沒有任何外力作用和地殼運動,地殼會按照時間順序沉積排列。然而,這個世界不變的就是「變」,地殼在不斷運動,外力在不斷剝蝕,於是3.5億年前的泥盆紀灰巖出現在五一廣場地下16米的位置,而8億年前的板溪期板巖也在嶽麓山下露出地表。
在今天的長沙大地上,「從今到古,存在著全新世、更新世、白堊紀、下侏羅世、下三疊世、泥盆紀、板溪期、冷家溪期八個時期的地層。」童潛明說。
它們分布在長沙不同位置,但今天我們將長沙「摺疊」,將所有的地質層按照時間順序摺疊在長沙五一廣場之下,穿越8億年。
260萬年—1萬年前左右
更新世,「遇見」二十萬年前的「自己」
當我們的勘探鑽井抵達150米時,實際上穿越了全新世抵達了更新世。
「全新世是一個時間概念,指的是一萬年前至今,此期間沉積的地層被稱作第四紀全新統,包括了鬆散沙土、墓葬及現代建築,在湖南的厚度一般為10米左右,而更新世指的是260萬年前到1萬年前的時期,這一時期形成的地層厚度在湖南大約為200米左右。」童潛明說。
在氣候逐漸變冷的更新世,黃土生成,智人出現。20萬年前,在長沙瀏陽永安鎮撈刀河邊,或許有一群古人類在此打制石器。20萬年後,他們的「作品」被今天的人類發現,那是三件用河床礫石製造的石器,有尖狀器和砍砸器。這是長沙人與20萬年前的古人類的首次間接接觸,瀏陽永安鎮蘆塘村成為長沙地區首次發現的舊石器地點,這一發現將長沙地區人類活動的歷史推進到距今20萬年。
而在此前提到的白沙井含水層,也形成於這一時期,給百萬長沙民眾提供清冽地下水的砂礫石,「就形成於距今約100萬年到20萬年的中更新世,是古湘江和古瀏陽河在兩河盆地遊弋的河流沉積物。」童潛明說。
1.5億年—6500萬年前左右
白堊紀:「湖南」的頭號霸主——恐龍
當我們穿越200米厚的更新世地層,我們抵達的是一個讓人們興奮的時代——白堊紀。
這是個興盛又動蕩的時代,恐龍成為霸主,也成為「遺蹟」。白堊紀時代在湖南有20處恐龍龍骨、蛋、足印及化石產地,恐龍是6500萬年前湖南這片土地的頭號霸主。
6500萬年前,株洲一帶東鄰羅霄山,西接雪峰山,有一個山間盆地中窪地積水而成的內陸湖,入湖口土壤肥沃,水草豐沛,有如江南水鄉,生活著各種各樣的恐龍,有強悍的霸王龍、喜歡偷恐龍蛋的似鳥龍、長有利爪的虛骨龍,還有吃草的鴨嘴龍……6500萬年後,它們化成了恐龍化石,掩埋在株洲天元區東湖八千平米的工地裡。
在離這片「江南水鄉」直線距離不到50公裡的星沙柳樹坡,人們又發現了恐龍蛋,但卻沒發現恐龍化石。「在發現恐龍化石的地方常常沒有恐龍蛋,有恐龍蛋的地方卻沒有恐龍化石,有龍無蛋,有蛋無龍這成為一個很有意思的現象。」童潛明說。白堊紀末期,恐龍逐漸絕滅,史稱「第5次生命大滅絕」。
白堊紀的地層厚度在湖南達5000米左右,當我們抵達此時,已經鑽進這個「摺疊長沙」5210米深。我們繼續逆著時光「往回走」,回到1.5億年前的長沙,你到達的是下侏羅世到上三迭世的成煤時代。當你在這時再漫步今天濚灣鎮至桃子湖一帶,你會看見成片的茂盛森林,森林不遠處就是海,海水時進時退,於是聚煤作用在此發生。聚煤一般發生在一次地殼劇烈活動並經過一段時間的侵蝕夷平之後,因此當年的濚灣鎮至桃子湖一帶必定發生過劇烈的地殼運動,茂密的森林被掩埋。「今天這一帶地下都有煤。」童潛明說,「這以後海水退出變為陸地。」
4億年—3.5億年前左右
泥盆紀:植物第一次登上陸地
當你來到3.5億年前的長沙,這是個溫暖的時代,「甚至地球兩極都是溫帶氣候」。長沙這片區域時海時陸,並有最古老的陸生裸蕨生活在這裡。何以見得?
「地球上成煤的植物,一類是水中的藻類,由它形成最早的腐泥類的煤;另一類是陸生植物形成腐植煤,由此地質學界將腐植煤的形成期稱為地球上的聚煤期。」童潛明在《地學記述不一樣的湖南》中寫道,「在3.65億年左右的泥盆紀,植物登陸後最古老的陸生裸蕨在適宜地區繁茂也可形成煤,這種是最古老的腐植煤,只在世界少數地區有。」
而瀏陽就有這種煤,1997年,瀏陽市禮花廣場被發現有黑色高炭巖石,中國科學院原長沙大地構造研究所煤田地質研究者彭格林研究認定,這是一種劣質腐植煤,「它雖然沒有工業意義,但至少可以證明瀏陽是地球上植物登陸繁茂生長可成煤的少數地區之一」。
當長沙是海洋的時候,有沒有魚?幸運的是,我們真的發現了它們,而且是中國第一條完整的魚化石。
1927年,湖南著名地質學家田奇、王曉青等人在跳馬澗石燕湖發現了我國第一條較完整的魚化石,是為溝鱗魚。「溝鱗魚是生活在泥盆紀沿海和河道口的有頜魚類,頭部和胸部外面,套著一個和蟹殼有些相像的小殼,小殼由許多塊小骨板合成的,上面有彎曲的細溝,所以叫溝鱗魚。」童潛明說,「溝鱗魚的發現,表明生物向人類進化邁出了一大步。」
「因為生物進化向前跨進最關鍵的一步是有脊椎骨的脊椎動物的出現,由脊索動物雲南蟲進化的魚類是最先在地球上出現的脊椎動物,隨後進化而來的是兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類,包括人類。它們都是脊椎動物,就此而言稱『魚是人類遙遠的祖先』更為貼切。」
這個溫暖泥盆紀在湖南形成的地層厚度達600米左右。至此,我們已潛入這個「摺疊長沙」的5960米深處,再往下走即將抵達的「時間車站」是8億年前,那是大洋中單細胞生物向多細胞生物進化的時代,並已經有藻類出現。
8億年前到17億年左右的板溪期和冷家溪期,在湖南形成了厚度達2萬米的地層,再往下走,幾乎就可以看見地幔了,地幔緩慢流動,卻影響著地球自轉和左右著地殼運動,暗藏著改變世界的力量。