亚利桑那大学领导的一项研究利用树木年轮确定，华盛顿州西部的普吉特低地在大约 1000 年前曾因相互连接的浅层断层而发生过重大地震。这揭示了该地区当前居民面临的潜在风险，并表明当前的危险模型可能需要修正。这些发现可能会对该地区的地震防备措施产生影响。

今年 2 月，土耳其和叙利亚边境发生了一次 7.8 级地震，9 小时后又发生了一次几乎同样大的地震。地表下不足 18 英里的浅层断层发生弯曲和破裂，造成剧烈的集中地震，数千栋建筑物被夷为平地，数万人丧生。

根据亚利桑那大学领导的新研究，大约 1000 年前，华盛顿州西部的普吉特低地也发生过类似的浅层断层破裂。树木年轮有助于确定地震发生在公元 923 年末或 924 年初。他们的研究结果表明，地震事件的再次发生有可能再次震撼这个地区，而这个地区现在是包括西雅图、塔科马和奥林匹亚在内的 400 多万人的家园。研究结果发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。

研究人员发现，这次古代地震要么是该地区所有浅层断层一起破裂，产生了估计震级为 7.8 级的地震，要么是像土耳其和叙利亚那样，连续发生了估计震级为 7.5 级和 7.3 级的双地震。与其他地质构造产生的地震相比，浅层断层通常会导致更剧烈、更集中的震动。

奥林匹克山脉东部的普莱斯湖是马鞍山断层拦截溪流并淹没森林后形成的。主要作者布莱克（Bryan Black）和他的潜水员团队使用水下液压链锯采集样本。资料来源：布莱克

虽然地震对西北太平洋地区来说并不陌生，但这项研究发现，这些浅断层上发生的事件在某种程度上是相互关联的，要么是通过地下连接，要么是一个断层将应力传递给另一个断层。论文第一作者、亚利桑那大学年轮研究实验室树木年代学副教授布赖恩-布莱克（Bryan Black）说，用于制定工程设计和政策的区域危险模型目前还没有反映出这种可能性，但应该反映出来。

自 20 世纪 60 年代首次发现西雅图断层以来，科学家们一直在揭示该地区的浅断层，随后又发现了沿奥林匹克山脉东麓的马鞍山断层以及塔科马和奥林匹亚断层。

这四条浅断层显示出大约 1000 年前在被称为千年地震群的地震中发生过断裂。例如，从西雅图西部到普吉特海湾，25 英尺高的悬崖被推向空中。它还引发了当地的海啸和山体滑坡，将整片森林从山坡上剥离，丢弃到附近的华盛顿湖和萨马米什湖。直到现在，科学家们还不清楚这些断层最后一次断裂的确切时间和方式。

布莱克说："这些地震可能是同时发生的，可能相隔数小时，也可能相隔数百年。我们并不确定。"于是，他转向了树木。

每过一年，树木的树干上就会增加一圈年轮。年轮的宽度取决于它们所经历的气候。有利的气候条件意味着年轮更宽，不利的气候条件意味着年轮更细。由于气候年复一年地变化，它就像一个区域内树木生长的条形码一样，形成了特定时间的模式。

树龄学家可以将死树的这些特定时间生长模式与活树的模式相匹配。如果与活树有重叠，就可以确定死树生存和死亡的确切日期。这就是用来确定普吉特海湾地区被地震摧毁的树木死亡时间的方法。

2021 年，布莱克跋涉到太平洋西北部的山区，参与采伐因马鞍山断层拦截溪流淹没森林而死亡的树桩。如今，湖泊和这些被淹死的树桩依然存在。

队员们将两只独木舟绑在一起，然后在两只独木舟上铺上一大块胶合板，这样就形成了一个临时驳船，驳船上可以放置发电机，为水下链锯提供动力。有了这些设备，潜水员就可以跃入水中，切割千年树群形成湖泊时被杀死的树木样本。布莱克和他的团队还从附近的树木上获取了切片，这些树木是在一次岩崩中死亡的，岩崩淹没了一条溪流，淹没了附近的河床。他们还从 30 多年前采集的树木切片中获得了样本，这些树木在西雅图断层发生大地震时因山体滑坡而淹没在华盛顿湖和萨马米什湖中。

布莱克比较了这些树木的生长模式后发现，这些树木在马鞍山断层和西雅图断层上死亡的年份完全相同。他还发现，这些树木都是在休眠期死亡的，这就把死亡时间--也就是地震时间--缩小到了秋末到初春。

为了确定树木死亡的确切年份，研究小组从活着但树龄极高的树木中建立了一个 1300 年的年表，与地震中死亡的树木进行比对后发现，树木死亡的休眠期为 923 年末至 924 年初。

树木年代学副教授兼合著者夏洛特-皮尔森（Charlotte Pearson）说："我们的团队还很幸运，在774年和775年之间发生了一场大规模的太阳风暴，导致全球放射性碳突然激增。放射性碳的波动与气候一样，可以用来确定树木年轮的日期。"我们测量了被地震摧毁的树木年轮中的放射性碳，结果表明这个峰值就发生在我们认为应该发生的地方。这独立地证实了他们的地震日期。"

布莱克说："综合起来，这些证据向我们表明，整个地区的这些树木是一起死亡的，这实际上是一个关联事件。我们将这两个断层的不确定性从过去的几十年或几个世纪缩小到了一个季节之内。如果这两个断层上的地震相隔 100 年与 100 小时，情况就大不相同了。证明这些断层可以同步或快速连续破裂，确实改变了我们对该地区灾害的认识。"

然而，目前的灾害模型还没有认识到关联断层的可能性。

布莱克说："如果马鞍山断层和西雅图断层同时发生，那将与 1906 年旧金山地震相提并论。或者，就像土耳其的地震一样，它们也可能接二连三地发生。如果是这样的话，已经被一次地震削弱的基础设施和地貌将在第二次地震中遭受重创。它仍将具有相当大的破坏性：推高水管、切断道路、引发山体滑坡和局部海啸。"

他说，幸运的是，地震越大、越严重，发生的频率就越低。因此，虽然这种规模的地震会对该地区造成破坏，但相对来说并不常见。