Một nghiên cứu do Đại học Arizona dẫn đầu đã sử dụng các vòng cây để xác định rằng vùng đất thấp Puget ở phía tây bang Washington đã trải qua các trận động đất lớn khoảng 1.000 năm trước do các đứt gãy nông liên kết với nhau. Điều này cho thấy những rủi ro tiềm ẩn đối với cư dân hiện tại trong khu vực và cho thấy các mô hình nguy hiểm hiện tại có thể cần được sửa đổi. Những phát hiện này có thể có ý nghĩa đối với việc chuẩn bị cho trận động đất trong khu vực.

Vào tháng 2 năm nay, một trận động đất mạnh 7,8 độ richter đã xảy ra ở biên giới giữa Türkiye và Syria, 9 giờ sau đó là một trận động đất khác có cường độ gần tương tự. Các đứt gãy nông dưới 18 dặm dưới bề mặt bị vênh và vỡ, gây ra các trận động đất tập trung, dữ dội làm san phẳng hàng nghìn tòa nhà và giết chết hàng chục nghìn người.

Một vết đứt gãy nông tương tự đã xảy ra ở vùng đất thấp Puget phía tây bang Washington khoảng 1.000 năm trước, theo nghiên cứu mới do Đại học Arizona dẫn đầu. Các vòng thân cây giúp xác định liệu trận động đất xảy ra vào cuối năm 923 hay đầu năm 924 sau Công nguyên. Phát hiện của họ cho thấy một sự kiện địa chấn khác một lần nữa có thể làm rung chuyển khu vực, nơi hiện là nơi sinh sống của hơn 4 triệu người, bao gồm Seattle, Tacoma và Olympia. Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Science Advances.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng trận động đất cổ xưa là tất cả các đứt gãy nông trong khu vực vỡ ra cùng nhau, tạo ra một trận động đất có cường độ ước tính là 7,8 hoặc đó là một loạt trận động đất kép với cường độ ước tính là 7,5 và 7,3, như đã xảy ra ở Thổ Nhĩ Kỳ và Syria. Các đứt gãy nông thường gây ra chấn động mạnh hơn, tập trung hơn so với các trận động đất do các thành tạo địa chất khác tạo ra.

Hồ Price ở phía đông dãy núi Olympic được hình thành khi đứt gãy Ma'anshan chặn các dòng suối và làm ngập rừng. Tác giả chính Bryan Black và nhóm thợ lặn của ông đã sử dụng cưa xích thủy lực dưới nước để thu thập mẫu. Nguồn: Blake

Mặc dù động đất không phải là mới đối với Tây Bắc Thái Bình Dương, nhưng nghiên cứu này phát hiện ra rằng các sự kiện trên các đứt gãy nông này có liên quan với nhau theo một cách nào đó, thông qua các kết nối ngầm hoặc do đứt gãy này truyền ứng suất sang đứt gãy khác. Bryan Black, tác giả chính và phó giáo sư về niên đại học tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu vòng cây của Đại học Arizona, cho biết các mô hình nguy hiểm khu vực được sử dụng để phát triển các thiết kế và chính sách kỹ thuật chưa phản ánh được khả năng này.

Các nhà khoa học đã tiết lộ các đứt gãy nông trong khu vực kể từ khi Đứt gãy Seattle được phát hiện lần đầu tiên vào những năm 1960, tiếp theo là Đứt gãy Saddleback và các đứt gãy Tacoma và Olympia dọc theo chân đồi phía đông của Dãy núi Olympic.

Bốn đứt gãy nông này cho thấy các vết đứt gãy xảy ra khoảng 1.000 năm trước trong một trận động đất được gọi là Lũ động đất Thiên niên kỷ. Ví dụ, những vách đá cao 25 ​​feet được đẩy lên không trung từ Tây Seattle đến Puget Sound. Nó cũng gây ra sóng thần và lở đất ở địa phương, xé toạc toàn bộ khu rừng trên sườn đồi và đổ chúng vào Hồ Washington và Sammamish gần đó. Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa biết chính xác thời điểm và cách thức những đứt gãy này xảy ra lần cuối.

Black nói: "Những trận động đất này có thể xảy ra cùng một lúc, chúng có thể cách nhau hàng giờ, có thể cách nhau hàng trăm năm. Chúng tôi không biết chắc chắn." Thế là anh quay sang nhìn những cái cây.

Hàng năm, một chiếc nhẫn sẽ được thêm vào thân cây. Chiều rộng của các vòng sinh trưởng phụ thuộc vào khí hậu mà chúng trải qua. Điều kiện khí hậu thuận lợi có nghĩa là vòng sinh trưởng rộng hơn và điều kiện khí hậu không thuận lợi có nghĩa là vòng sinh trưởng mỏng hơn. Khi khí hậu thay đổi từ năm này sang năm khác, nó hoạt động giống như một mã vạch cho sự phát triển của cây trong một khu vực, hình thành các mô hình cụ thể theo thời gian.

Một nhà nghiên cứu nhánh cây có thể so sánh các mô hình phát triển theo thời gian cụ thể của cây chết với mô hình phát triển của cây sống. Nếu có sự chồng chéo với cây sống thì có thể xác định chính xác ngày sống và chết của cây chết. Đây là phương pháp được sử dụng để xác định thời điểm cây cối bị phá hủy bởi trận động đất ở vùng Puget Sound chết.

Năm 2021, Black đi bộ đến vùng núi phía Tây Bắc Thái Bình Dương để tham gia khai thác những gốc cây đã chết khi Đứt gãy Ma'anshan chặn những dòng suối làm ngập rừng. Ngày nay, hồ nước và những gốc cây chết đuối này vẫn còn tồn tại.

Các thành viên trong nhóm buộc hai chiếc ca nô lại với nhau và đặt một miếng ván ép lớn lên trên hai chiếc ca nô, từ đó tạo thành một sà lan tạm thời có thể đặt máy phát điện để cung cấp năng lượng cho máy cưa xích dưới nước. Với những thiết bị này, thợ lặn có thể nhảy xuống nước và cắt bỏ những mẫu cây đã bị chết khi nhóm cây nghìn năm tuổi hình thành nên hồ. Black và nhóm của anh ấy cũng lấy những lát cắt từ những cây gần đó đã chết trong một vụ trượt đá làm ngập một con suối và làm ngập lòng sông gần đó. Họ cũng lấy được mẫu từ những lát cây được lấy cách đây hơn 30 năm, bị nhấn chìm ở Hồ Washington và Sammamish do lở đất trong trận động đất lớn ở Đứt gãy Seattle.

So sánh mô hình phát triển của cây, Blake nhận thấy rằng cây chết vào những năm giống hệt nhau trên Đứt gãy Saddleback và Đứt gãy Seattle. Ông cũng phát hiện ra rằng những cây này chết trong thời kỳ không hoạt động, điều này đã thu hẹp thời gian chết - tức là thời điểm xảy ra trận động đất - cho đến cuối mùa thu đến đầu mùa xuân.

Để xác định chính xác năm cây chết, nhóm nghiên cứu đã lập niên đại 1.300 năm từ những cây còn sống nhưng rất già. Sau khi so sánh với những cây chết trong trận động đất, họ phát hiện ra rằng thời gian cây chết không hoạt động là từ cuối năm 923 đến đầu năm 924.

Charlotte Pearson, phó giáo sư về niên đại học và đồng tác giả, cho biết: "Nhóm của chúng tôi cũng rất may mắn khi một sự kiện mặt trời lớn xảy ra trong khoảng thời gian từ năm 774 đến năm 775. Bão đã gây ra lượng carbon phóng xạ tăng đột biến trên khắp thế giới. Những biến động về carbon phóng xạ, giống như khí hậu, có thể được sử dụng để xác định niên đại của các vòng cây "Chúng tôi đã đo lượng carbon phóng xạ trong các vòng cây đã bị trận động đất phá hủy và nó cho thấy rằng sự tăng đột biến đã xảy ra ngay tại nơi mà chúng tôi nghĩ đáng lẽ nó phải xảy ra. Điều này đã xác nhận một cách độc lập ngày xảy ra trận động đất của họ.

"Tổng hợp lại, bằng chứng này cho chúng ta thấy rằng những cây này trên toàn bộ khu vực đang chết cùng nhau và đây thực sự là một sự kiện có liên quan", Black nói. Chúng tôi đã thu hẹp mức độ không chắc chắn của hai đứt gãy này từ nhiều thập kỷ hoặc thế kỷ trước chỉ trong một mùa duy nhất. Nếu các trận động đất trên hai đứt gãy này cách nhau 100 năm và 100 giờ thì tình hình sẽ rất khác. Việc chứng minh rằng những đứt gãy này có thể đứt đồng thời hoặc nối tiếp nhau nhanh chóng thực sự làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về các mối nguy hiểm trong khu vực. "

Tuy nhiên, các mô hình nguy hiểm hiện tại không nhận ra khả năng xảy ra các lỗi liên kết.

"Nếu đứt gãy Saddleback và đứt gãy Seattle xảy ra cùng lúc, nó có thể được so sánh với trận động đất ở San Francisco năm 1906," Black nói. Hoặc, giống như các trận động đất ở Thổ Nhĩ Kỳ, chúng có thể xảy ra lần lượt. Nếu vậy, cơ sở hạ tầng và cảnh quan vốn đã bị suy yếu sau một trận động đất sẽ bị tàn phá nghiêm trọng bởi trận động đất thứ hai. Nó vẫn có sức tàn phá khá lớn: đẩy các đường ống nước lên, cắt đường, gây ra lở đất và sóng thần cục bộ "

May mắn thay, ông nói, các trận động đất càng lớn và nghiêm trọng thì chúng càng ít xảy ra. Vì vậy, mặc dù các trận động đất ở cường độ này có thể gây thiệt hại cho khu vực nhưng chúng tương đối hiếm gặp.