华盛顿州的普吉特海湾——西雅图、塔科马和奥林匹亚等大都市的所在地——是发生大地震的潜在地区，无论地震是以板块断裂引发的深层震动、浅层地壳断裂，还是一个板块在另一个板块下方翻滚的边界上的强大逆冲断层的形式出现。
虽然没有人能说出下一次重大地震何时发生，也无法准确指出该地区众多的断层中哪一个将是罪魁祸首，但科学家们可以通过汇编过去几千年里该地区发生的地震类型和频率的详细记录，来深入了解当前的地震灾害。但是，要在现代地震学在 20 世纪曙光初现之前找到重大地震的详细证据可能极其困难。
现在，得益于一些巧妙的科学侦探工作，一场灾难性的“隐藏的”地震已经浮出水面。研究人员利用保存在树木残骸中的自然时钟，并在神秘的宇宙爆炸（向地球洒下辐射）的帮助下，相当精确地确定了普吉特海湾地区的一次地震事件，时间范围在公元 10 世纪的六个月内。他们的研究结果于周三发表在《科学进展》杂志上，指出多个断层可能几乎同时破裂——该地区目前的规划中并未考虑到这种风险。“它表明，这些复杂的大地震是真实存在的可能性，”亚利桑那大学的树木年代学家、新研究的主要作者布赖恩·布莱克说。
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科学家们知道，在过去的几千年里，普吉特海湾发生了多次地震。但是，这些破裂的确切时间和方式是模糊的。“全球地震观测的现代地震仪器仅存在了几十年，与数百年到数千年的大型地震周期相比，这很短，”斯克里普斯海洋研究所的地球物理学家贾哲说，他没有参与这项新研究。“因此，我们对地震复杂性的观察仍然有限。”
这意味着“我们必须使用创造性的技术来帮助我们收集尽可能多的关于过去地震的线索，因为过去发生的事情为我们提供了关于未来可能发生的事情的约束，”独立的地震地质学家和科学传播者温迪·博洪说，她也没有参与新报告的研究。
识别“缺失”的重大地震的一种方法是弄清楚树木何时因地震活动而死亡——直接因震动本身或间接因山体滑坡、海啸或其他与地震相关的质量运动而死亡。普吉特海湾地区死树材料的放射性碳测年表明，多个地点的树木在大约 1100 年前被地震杀死——上下误差几十年到一个世纪或更长时间。这种不确定性对于了解一个地区的地震灾害潜力没有特别的帮助。“这些地震是相隔 100 年发生的吗？这是一种可能性。而且，这与这些地震在六个月或更短时间内发生相比，地震灾害的程度大不相同，”布莱克说。
幸运的是，树木年代学领域可以提供帮助。树干有生长轮；每个同心圆代表一年。在一个地区对足够多的活树进行采样，您就可以生成一个跨越各种树种可以存活的数百年或数千年的树轮“条形码”。如果您检查保存在泥土和水中的死树上的树轮图案，您可以将其与活树树轮条形码进行比较，并准确计算出死树死亡的年份。
用于切割淹没在华盛顿州普莱斯湖中的地震致死树木的液压链锯和发电机。图片来源：布赖恩·布莱克
这项技术以前曾被用于确定各种大灾难的确切年份，从希腊锡拉岛（也称为圣托里尼岛）上的火山爆发到太平洋西北地区沿岸的地震引发的海啸卡斯卡迪亚俯冲带。布莱克的团队将这种法医技术应用于来自普吉特海湾多个地点的已保存的死花旗松树样本，所有样本都与该地区活跃的西雅图和鞍山断层带有关。“这些都淹没在水下，”布莱克说。例如，西雅图华盛顿湖中的一大片树木被淹没，原因是古代地震引发的山体滑坡将一大片森林带到了湖底，淹死了它们。
一个神秘的放射性峰值也帮助了研究人员。在公元 774 年至 775 年之间，世界各地的树木都记录到来自太空未知但能量极高的事件（强烈的太阳耀斑或垂死恒星或黑洞的猛烈爆发，可能是）的放射性碳 14 含量上升，这给地球洒下了辐射。这创建了一个非常方便且定义非常明确的时间戳，它锚定了那些树木年代学时间线，并让科学家们确定，地震或多次地震在公元 923 年秋末至公元 924 年初的六个月期间内杀死了所有这些树木。“我对这种方法在精确测定我们没有直接历史记录的地震方面的能力感到敬畏，”太平洋西北地震网络主任哈罗德·托宾说，他没有参与这项新研究。“结果似乎非常可靠。”
研究人员转向预先存在的地球物理模型（模拟研究的断层可能破裂的多种方式），提出了可能在短时间内杀死所有这些树木的两种事件版本：一种情景涉及两次不同的地震——西雅图断层带上的 7.5 级地震和鞍山断层带上的 7.3 级地震——两次地震相隔几个小时到几个月。另一种情景的特点是所谓的复合地震，即在区域内多个断层上几乎同时发生的单次地震，估计震级为 7.8 级。
特别是后一种可能性让专家们担心他们对该地区地震行为的了解仍然有多少。“与目前区域灾害规划中使用的震动相比，这将产生更长时间、更强烈的震动，并影响更广泛的区域，”托宾说。单独但时间相近的地震的“双重打击”也令人担忧。“第一次可能会对人造结构和潜在的山体滑坡坡面造成破坏，从而削弱其强度，然后在第二次地震中失效，”他补充道。
好消息是，这一切都在此类地震发生在现在之前被揭示出来。应急管理计划可以相应地进行调整，社区可以为未来的日子做好更好的准备。像这样的重大地震“幸运的是，很少发生，”布莱克说。“但它们确实会发生。”