亞利桑那大學領導的一項研究利用樹木年輪確定，華盛頓州西部的普吉特低地在大約1000 年前曾因相互連接的淺層斷層而發生過重大地震。這揭示了該地區當前居民面臨的潛在風險，並表明當前的危險模型可能需要修正。這些發現可能會對該地區的地震防備措施產生影響。

今年2 月，土耳其和敘利亞邊境發生了一次7.8 級地震，9 小時後又發生了一次幾乎同樣大的地震。地表下不到18 英里的淺層斷層發生彎曲和破裂，造成劇烈的集中地震，數千棟建築物被夷為平地，數萬人喪生。

根據亞利桑那大學領導的新研究，大約1000 年前，華盛頓州西部的普吉特低地也發生類似的淺層斷層破裂。樹木年輪有助於確定地震發生在西元923 年底或924 年初。他們的研究結果表明，地震事件的再次發生有可能再次震撼這個地區，而這個地區現在是包括西雅圖、塔科馬和奧林匹亞在內的400 多萬人的家園。研究結果發表在《科學進展》（Science Advances）期刊。

研究人員發現，這次古代地震要么是該地區所有淺層斷層一起破裂，產生了估計震級為7.8 級的地震，要么是像土耳其和敘利亞那樣，連續發生了估計震級為7.5 級和7.3 級的雙地震。與其他地質構造產生的地震相比，淺層斷層通常會導致更劇烈、更集中的震動。

奧林匹克山脈東部的普萊斯湖是馬鞍山斷層攔截溪流並淹沒森林後形成的。主要作者布萊克（Bryan Black）和他的潛水員團隊使用水下液壓鏈鋸採集樣本。資料來源：布萊克

雖然地震對西北太平洋地區來說並不陌生，但這項研究發現，這些淺斷層上發生的事件在某種程度上是相互關聯的，要么是通過地下連接，要么是一個斷層將應力傳遞給另一個斷層。論文第一作者、亞利桑那大學年輪研究實驗室樹木年代學副教授布萊恩-布萊克（Bryan Black）說，用於制定工程設計和政策的區域危險模型目前還沒有反映出這種可能性，但應該反映出來。

自1960 年代首次發現西雅圖斷層以來，科學家一直在揭示該地區的淺斷層，隨後又發現了沿著奧林匹克山脈東麓的馬鞍山斷層以及塔科馬和奧林匹亞斷層。

這四條淺斷層顯示大約1000 年前在被稱為千年地震群的地震中發生過斷裂。例如，從西雅圖西部到普吉特海灣，25 英尺高的懸崖被推向空中。它也引發了當地的海嘯和山體滑坡，將整片森林從山坡上剝離，丟棄到附近的華盛頓湖和薩馬米甚湖。直到現在，科學家們還不清楚這些斷層最後一次斷裂的確切時間和方式。

布萊克說：「這些地震可能是同時發生的，可能相隔數小時，也可能相隔數百年。我們並不確定。」於是，他轉向了樹木。

每過一年，樹木的樹幹上就會增加一圈年輪。年輪的寬度取決於它們所經歷的氣候。有利的氣候條件意味著年輪更寬，不利的氣候條件意味著年輪更細。由於氣候年復一年地變化，它就像一個區域內樹木生長的條碼一樣，形成了特定時間的模式。

樹齡學家可以將死樹的這些特定時間生長模式與活樹的模式相匹配。如果與活樹有重疊，就可以確定死樹生存和死亡的確切日期。這就是用來確定普吉特海灣地區被地震摧毀的樹木死亡時間的方法。

2021 年，布萊克跋涉到太平洋西北部的山區，參與採伐因馬鞍山斷層攔截溪流淹沒森林而死亡的樹樁。如今，湖泊和這些被淹死的樹樁仍然存在。

隊員們將兩隻獨木舟綁在一起，然後在兩隻獨木舟上鋪上一大塊膠合板，這樣就形成了一個臨時駁船，駁船上可以放置發電機，為水下鏈鋸提供動力。有了這些設備，潛水員就可以躍入水中，切割千年樹群形成湖泊時被殺死的樹木樣本。布萊克和他的團隊也從附近的樹木上獲取了切片，這些樹木是在一次岩崩中死亡的，岩崩淹沒了一條溪流，淹沒了附近的河床。他們還從30 多年前採集的樹木切片中獲得了樣本，這些樹木在西雅圖斷層發生大地震時因山體滑坡而淹沒在華盛頓湖和薩馬米甚湖中。

布萊克比較了這些樹木的生長模式後發現，這些樹木在馬鞍山斷層和西雅圖斷層上死亡的年份完全相同。他還發現，這些樹木都是在休眠期死亡的，這就把死亡時間–也就是地震時間–縮小到了秋末到初春。

為了確定樹木死亡的確切年份，研究小組從活著但樹齡極高的樹木中建立了一個1300 年的年表，與地震中死亡的樹木進行比對後發現，樹木死亡的休眠期為923 年末至924年初。

樹木年代學副教授兼合著者夏洛特-皮爾森（Charlotte Pearson）說：「我們的團隊還很幸運，在774年和775年之間發生了一場大規模的太陽風暴，導致全球放射性碳突然激增。放射性碳的波動與氣候一樣，可以用來確定樹木年輪的日期。”我們測量了被地震摧毀的樹木年輪中的放射性碳，結果表明這個峰值就發生在我們認為應該發生的地方。這獨立地證實了他們的地震日期。”

布萊克說：”綜合起來，這些證據向我們表明，整個地區的這些樹木是一起死亡的，這實際上是一個關聯事件。我們將這兩個斷層的不確定性從過去的幾十年或幾個世紀縮小到了一個季節之內。如果這兩個斷層上的地震相隔100 年與100 小時，情況就大不相同了。證明這些斷層可以同步或快速連續破裂，確實改變了我們對該地區災害的認識。”

然而，目前的災害模型還沒有認識到關聯斷層的可能性。

布萊克說：「如果馬鞍山斷層和西雅圖斷層同時發生，那將與1906 年舊金山地震相提並論。或者，就像土耳其的地震一樣，它們也可能接二連三地發生。如果是這樣的話，已經被一次地震削弱的基礎設施和地形將在第二次地震中遭受重創。它仍將具有相當大的破壞性：推高水管、切斷道路、引發山體滑坡和局部海嘯。”

他說，幸運的是，地震越大、越嚴重，發生的頻率就越低。因此，雖然這種規模的地震會對該地區造成破壞，但相對來說並不常見。