威尼斯建在水上,这大家都知道。
但很少人知道,这座城市的地基是木头。
这些木头泡在烂泥里几百年,不仅没烂,反而越来越硬,硬过石头。
——《壹》——
公元452年前后,亚得里亚海边的潟湖一带几乎没有人烟,那里是烂泥、沼泽、涨潮退潮的滩涂,连渔民都不愿久留。
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但就在那一年,一批人被迫来了。
他们不是探险家,不是开拓者,他们是逃难的人。匈奴人从北边打过来,罗马帝国的边境城市一个接一个陷落。
大批平民扶老携幼往南跑,跑到海边,发现退无可退。
陆地上全是追兵,唯一的出路是往海里走,他们选了潟湖,潟湖是亚得里亚海北部的一片封闭水域,外面有沙洲挡着。
海浪进不来,水也不深,平均只有一米多。
对蛮族骑兵来说,这片烂泥地是噩梦,对难民来说,这是唯一能活下去的地方,问题是,这里没有陆地,只有零散的小沙洲和泥岛。
在这种地方盖房子,等于在豆腐上建楼。
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时而浮在水上,时而落在地面歇息。
后来又来了一批人,公元810年,伦巴第人再次入侵,更多难民涌入潟湖深处,最终聚集在里亚托岛一带,这个地方,后来成了威尼斯的核心。
威尼斯不是被规划出来的,是被逼出来的。
到公元1000年,这里已经有六万人口,一百年后,人口涨到八万,中世纪全盛期,威尼斯成了地中海最繁荣的贸易城市,人口超过十万。
一座建在水上的城市,支撑着十几万人的日常生活。
教堂、市场、宫殿、法院,全都要盖在泥水里,房子怎么建?这才是真正的问题。
——《贰》——
潟湖底下不是岩石,是泥,软的那种,几米深下去才有稍微硬一点的黏土层,想在上面盖楼,普通地基根本撑不住。
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威尼斯人想出来的办法,今天听起来还是很离谱:打木桩。
把树砍倒,截成两到五米长的段,桩头削尖,然后一根一根垂直打进泥底,打到黏土层为止,木桩紧挨着木桩,密到几乎没有缝隙。
打完之后,上面铺两层交叉叠放的木板。
木板上再砌砖,砖上才是石头和房子,整座威尼斯,就是这么一层一层叠起来的,木桩用的是桤木,也叫赤杨,这种树在水里的耐腐性比一般木材强得多。
是当时能找到的最合适的材料。
但即便如此,工程量仍然大到难以想象,单是安康圣母教堂这一座建筑,地基就用了超过一百万根木桩,每根四米长。
这座教堂的建造工期是26个月。
其中大部分时间不是在盖楼,是在打桩,一座教堂就这个数,整座城市是多少?史料记录里出现过几百万根的说法,也有更高的估算数字。
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可以确定的是,为了建威尼斯,意大利北部的森林几乎被砍光了。
木料从山上运下来,再经水路运到潟湖,工人站在水里,用大锤把木桩一根一根砸进泥底,这件事持续了几百年,一代人接着一代人干。
建圣马可大教堂,公元829年开始动工。
后来失火重建,1043年再建,1071年才算基本完工,期间地基工程反复加固,前前后后折腾了两百多年,这是一个民族的生存赌注。
有人说威尼斯的工程量堪比中国长城。
长城是在山上用砖石垒起来的,威尼斯是在水下用木头搭起来的,两者难度不同,但都是人力在极端条件下硬撑出来的奇迹。
——《叁》——
这个问题,大多数人第一反应是:不可能,木头泡在水里肯定烂,结果呢?考古队挖马可·波罗故居的时候,从地基里挖出来的木头,坚硬如铁。
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用工具敲,声音像石头,这件事有明确记录。
为什么?首先要搞清楚木头腐烂的机制,木材腐烂的元凶不是水,是真菌,真菌要活动,需要氧气,威尼斯的木桩深埋在潟湖底下的淤泥里。
完全隔绝了空气,真菌无法生存。
腐烂的进程从一开始就被掐断了,这是第一层,第二层更有意思,木桩在淤泥和海水里泡着,时间一长,水中的矿物质会慢慢渗进木材的细胞间隙。
钙、硅、铁这类矿物质一点一点沉积。
最终让木材的内部结构变得致密,接近石化,泡得越久,越硬,这是矿化作用,类似的现象在化石形成过程中也会发生。
有机物在无氧环境下,被矿物质逐渐替代。
最终保留形态但质地变成石头,威尼斯的木桩没有完全石化,但已经足够硬,足够在黏土层里再撑几百年,有人担心威尼斯会垮,以为是木桩的问题。
实际情况是,木桩没问题,地上的部分才是问题。
统计数据显示,威尼斯从1727年有记录以来到今天,整体下沉了大约67厘米,但这不是木桩松了,是海平面在涨,加上地下水被过度开采导致地层下陷。
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硬化的木桩依然牢牢扎在黏土里,没有哪根动摇。
这里有一个细节值得注意,威尼斯的地基结构里,木桩只负责把力传到黏土层,本身不承重,上面的石板才是承重面。
木桩像牙签一样密密扎进豆腐。
它的作用是固定和传导,不是单根扛压,几百万根木桩同时受力,相当于整片黏土层都被激活成了承重结构,这个思路,放在今天的工程学里,叫做摩擦桩基础。
威尼斯人在中世纪用经验摸索出来了。
——《肆》——
如果故事就到这里,威尼斯是个纯粹的奇迹,但现实没那么干净,威尼斯的地基扛住了千年,正在被海平面慢慢吞噬。
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非洲板块向北挤压欧洲板块。
意大利北部的地壳长期受力,威尼斯所在的位置本身就在缓慢下沉,每一百年约下沉1.3厘米,这是地质层面的问题,无法人为干预。
20世纪工业化之后,人为因素叠进来。
周边工厂大量抽取地下水,加速了地层塌陷,21世纪头二十年,威尼斯下沉了30厘米,海平面在涨。
全球变暖导致极地冰川融化。
亚得里亚海的水位每年以约2.5毫米的速度上升,两个方向同时发力,一个往下沉,一个往上涨,结果是威尼斯每年要遭受一百多次不同程度的洪水。
每隔十五到二十年,就会遭遇一次大规模洪灾。
1966年那次最严重,洪峰水位达到194厘米,圣马可广场彻底变成湖面,一楼建筑全部被淹,这个纪录到今天还没被打破。
2008年,城内水位涨到1.56米,几乎没有一条街道干燥。
木桩撑住了,但潮水还是进来了,为了对抗这个趋势,意大利政府从上世纪70年代就开始讨论对策,争论了将近三十年。
直到2003年才正式启动"摩西计划"。
这个名字取自圣经里分开红海的摩西,用意很明显,他们需要一个能分开海水的工程,工程方案是在威尼斯潟湖的三个入海口分别建造活动水坝。
总共78个闸门,每个闸门宽20米、长最大约29.5米、重约300吨。
平时闸门沉在海床上,不影响通航,当潮水涨到1.1米以上的警戒线,向闸门里注入压缩空气,水被排出,闸门靠浮力升起。
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在海面形成一道临时堤坝,最高可抵挡3米高的潮水。
原理并不复杂,但做起来极其麻烦,最初预算是16亿欧元,最终花了55亿,每年维护费再加千万级别,工期从最初预计的2011年,拖到2021年才算基本完工。
2020年10月,摩西计划终于第一次实际投入使用。
成功阻挡了一次较大规模的涨潮,但争议随之而来,有研究发现,闸门频繁关闭,会阻止亚得里亚海的泥沙进入潟湖。
潟湖里的盐沼每年本来靠泥沙补充地基。
威尼斯有被列入《濒危世界遗产名录》的风险。
威尼斯政府随即采取行动,禁止大型邮轮驶入潟湖,这些措施暂时把威尼斯从"濒危名单"的边缘拉了回来。
但按照目前潟湖水位的上升速度,威尼斯被淹没是迟早的事。
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