アリゾナ大学主導の研究では、ワシントン州西部のピュージェット低地が相互につながった浅い断層により約1,000年前に大地震を経験したことが年輪を用いて判明した。これは、その地域の現在の住民に対する潜在的なリスクを明らかにし、現在の危険モデルは修正が必要である可能性があることを示唆しています。この発見は、この地域の地震への備えに影響を及ぼす可能性がある。

今年2月、トゥルキエとシリアの国境でマグニチュード7.8の地震が発生し、その9時間後にほぼ同じマグニチュードの別の地震が発生した。地表から19マイル未満の浅い断層が座屈して破壊し、激しい集中地震を引き起こし、数千の建物を倒壊させ、数万人が死亡した。

アリゾナ大学主導の新たな研究によると、約1000年前にワシントン州西部のピュージェット低地でも同様の浅い断層破壊が起きた。年輪は、地震が西暦 923 年後半に発生したのか、924 年初頭に発生したのかを判断するのに役立ちました。彼らの調査結果は、シアトル、タコマ、オリンピアを含む現在400万人以上の人々が暮らすこの地域に、別の地震が再び発生する可能性があることを示唆している。この研究結果は、Science Advances誌に掲載されました。

研究者らは、古代の地震がこの地域のすべての浅い断層をまとめて破壊し、推定マグニチュード7.8の地震を発生させたか、トルコやシリアで起きたように、推定マグニチュード7.5と7.3の一連の双子の地震であったことを発見した。浅い断層は通常、他の地層によって発生する地震よりも強く集中した揺れを引き起こします。

オリンピック山脈東部のプライス湖は、サドルバック断層が小川をせき止めて森林に氾濫したときに形成されました。筆頭著者のブライアン・ブラック氏とダイバーのチームは、水中油圧チェーンソーを使用してサンプルを収集しました。ソース: ブラック

太平洋岸北西部では地震は新しいものではありませんが、この研究では、これらの浅い断層での現象が、地下のつながりを通じて、またはある断層が別の断層に応力を伝達することによって、何らかの形で相互に関連していることがわかりました。アリゾナ大学年輪研究所の筆頭著者で年輪年代学の准教授であるブライアン・ブラック氏は、工学設計や政策の開発に使用される地域ハザードモデルはまだこの可能性を反映していないが、反映されるべきだと述べた。

1960年代にシアトル断層が初めて発見されて以来、科学者たちはこの地域の浅い断層を発見し続けており、続いてサドルバック断層、オリンピック山脈の東麓に沿ったタコマ断層、オリンピア断層が続いた。

4 つの浅い断層は、ミレニアム群発地震として知られる約 1,000 年前の地震時に発生した破壊を示しています。たとえば、西シアトルからピュージェット湾までは、高さ 7 メートルの崖が突き出ています。また、局地的な津波と地滑りを引き起こし、森林全体を丘の斜面から引き剥がし、近くのワシントン湖とサマミッシュ湖に放り込んだ。これまで科学者たちは、これらの断層が最後にいつ、どのように破壊されたのかを正確に把握していなかった。

「これらの地震は同時に起こる可能性もあるし、数時間の間隔、あるいは数百年の間隔がある可能性もある。確かなことは分からない」とブラック氏は語った。そこで彼は木々に目を向けました。

毎年、木の幹に年輪ができます。年輪の幅は、経験した気候によって異なります。好ましい気候条件はより広い年輪を意味し、不利な気候条件はより細い年輪を意味します。気候は年々変化するため、その地域の木の成長を示すバーコードのような役割を果たし、時期特有のパターンを形成します。

樹木学者は、枯れ木のこれらの時間固有の成長パターンを生きている木の成長パターンと照合することができます。生きている木と重複がある場合、枯れた木の生存と死亡の正確な日付を決定できます。これは、ピュージェット湾地域の地震によって破壊された木がいつ枯れたかを判断するために使用される方法です。

2021年、ブラックさんは馬鞍山断層によってせき止められた川が森林に氾濫した際に枯れた木の切り株の収穫に参加するため、太平洋岸北西部の山々をトレッキングした。現在、湖とこれらの溺れた木の切り株はまだ存在しています。

チームは2隻のカヌーをつなぎ合わせ、2隻のカヌーの上に大きな合板を敷き、水中チェーンソーに電力を供給するための発電機を載せられる間に合わせのはしけを作った。これらの装置を使用すると、ダイバーは水に飛び込み、樹齢千年の樹木群が湖を形成したときに枯死した木のサンプルを切り取ることができます。ブラック氏と彼のチームはまた、川が氾濫して近くの川底に浸水した岩石崩壊で枯れた近くの木からもスライスを採取した。彼らはまた、シアトル断層で発生した大地震の際の地滑りによってワシントン湖とサマミッシュ湖で水没した30年以上前に採取された木のスライスからサンプルを入手した。

ブラック氏は木の成長パターンを比較し、サドルバック断層とシアトル断層で全く同じ年に木が枯れることを発見した。彼はまた、これらの木が休眠期間中に枯れたことを発見し、その結果、枯れた時期、つまり地震の時期が晩秋から早春に狭まった。

木の枯れの正確な年を決定するために、研究チームは、生きているが非常に古い木から1,300年の年表を確立しました。それを地震で枯れた木と比較した結果、木の枯死の休眠期は923年後半から924年初頭であることが判明した。

年輪年代学の准教授で共著者のシャーロット・ピアソン氏は、「774年から775年にかけて大規模な太陽嵐が発生し、世界中で放射性炭素が急増したことも幸運だった」と述べた。 「気候と同様、放射性炭素の変動を利用して年輪の年代を特定することができます。」地震によって破壊された木の年輪の放射性炭素を測定したところ、その結果、スパイクが発生すると考えられていた場所に正確に発生したことがわかりました。これにより、彼らの地震の日付が独立して確認されました。 」

「総合すると、この証拠は、この地域のこれらの木が一緒に枯れ、これが実際には関連した出来事であったことを示しています」とブラック氏は語った。 「私たちは、これら 2 つの断層に関する過去数十年または数百年にわたる不確実性を 1 シーズン以内に絞り込みました。これら 2 つの断層での地震の間隔が 100 年である場合と、100 時間の間隔がある場合は、話は大きく異なります。これらの断層が同時に、または急速に連続して破壊する可能性があることを実証することは、この地域の危険に対する私たちの理解を本当に変えます。」

ただし、現在のハザード モデルでは、相関故障の可能性がまだ認識されていません。

「サドルバック断層とシアトル断層が同時に発生した場合、それは1906年のサンフランシスコ地震に匹敵するだろう」とブラック氏は述べた。 「あるいは、トルコの地震のように、立て続けに地震が起こる可能性もある。もしそうだとしたら、一度の地震ですでに弱体化したインフラや景観は、二度目の地震で壊滅的な打撃を受けるだろう。それでも水道管の押し上げ、道路の寸断、地滑りや局所的な津波の発生など、かなり破壊的なものになるだろう。」

幸いなことに、地震が大きく、激しければ激しいほど、発生頻度は低くなるという。したがって、この規模の地震はこの地域に被害をもたらす可能性がありますが、比較的まれです。