在不列顛哥倫比亞省南部、華盛頓州、俄勒岡州和加州北部海岸附近有一條 600 英里長的地帶，太平洋海底正慢慢向東潛入北美之下。 這個地區被稱為卡斯卡迪亞俯衝帶，擁有一個巨大的逆衝斷層，這裡的構造板塊以非常危險的方式相互移動。
這些板塊會定期鎖定並在大範圍內產生壓力，最終在它們最終相互傾斜時釋放。 結果是：世界上最強烈的地震，震動海底和陸地，並引發 100 英尺高或更高的海嘯。
日本近海的此類故障導致了2011年福島核災。 阿拉斯加、智利和紐西蘭等地附近也有類似的區域。 據信，卡斯卡迪亞大約每 500 年就會發生一次大地震，大約有幾百次。 最後一次發生在 1700 年。
科學家們長期以來致力於了解卡斯卡迪亞俯衝帶的地下結構和力學，以便描繪出最容易發生地震的地方、地震的規模以及地震可能產生的警訊。 沒有預測地震這樣的事情； 相反，科學家試圖預測多種情境的機率，希望幫助當局設計以及警告系統，以在發生事情時最大程度地減少損失。
一項新的研究有望大大推進這項努力。 一艘研究船沿著幾乎整個區域拖曳著一系列最新的地球物理儀器，對海底下的許多複雜結構進行了首次全面調查。 其中包括下行海洋板塊和上覆沉積物的幾何形狀，以及壓倒性的北美洲板塊的組成。 這研究發表在日記中科學進步。
領導這項研究的哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的海洋地球物理學家蘇珊娜·卡博特(Suzanne Carbotte) 表示：「公共機構目前使用的模型是基於一組有限的20 世紀80 年代舊的、低品質的數據。 “巨型逆衝斷層的幾何形狀比之前假設的要複雜得多。這項研究為地震和海嘯災害評估提供了新的框架。”
這些數據是 Lamont's 在 2021 年為期 41 天的航行中收集的，馬庫斯·G·蘭塞斯。 船上的研究人員用強大的聲音脈衝穿透海底並讀取迴聲，然後將其轉換成圖像，有點類似於醫生對人體進行內部掃描的方式。
一個重要發現：巨型逆衝斷層帶不僅僅是一個連續的結構，而是至少分為四個部分，每個部分都可能在某種程度上與其他部分的運動隔離。 長期以來，科學家一直在爭論過去的事件，包括 1700 年的地震，是使整個區域破裂還是只是破裂了其中的一部分——這是一個關鍵問題，因為破裂時間越長，地震越大。
數據顯示，這些部分被埋藏特徵（包括大斷層）劃分，其中相對的兩側垂直於海岸相互滑動。 這可能有助於緩衝一個片段轉換到下一個片段的移動。
華盛頓大學地球物理學家、該研究的合著者哈羅德·托賓（Harold Tobin）表示：“我們不能說這絕對意味著只有單個部分會破裂，或者整個事情肯定會立即破裂。” “但這確實升級了存在分段破裂的證據。”
該圖像還暗示了分割的原因：北美大陸板塊的剛性邊緣由許多不同種類的岩石組成，這些岩石在數千萬年的不同時間形成，其中一些岩石比其他岩石更緻密。 大陸岩石的這種變化導致進入的、更柔韌的海洋板塊彎曲和扭曲，以適應上覆壓力的差異。 在某些地方，線段以相對陡峭的角度下降，而在其他地方則以較淺的角度下降。
研究人員特別關注了其中一個路段，該路段從溫哥華島南部沿著華盛頓州延伸，或多或少終止於俄勒岡州邊境。
其他部分的地下地形相對粗糙，斷層和俯衝海山等海洋特徵會與上板塊發生摩擦，這些特徵可能會侵蝕上板塊並限制地震在該部分內傳播的距離，從而限制地震的規模。 相較之下，溫哥華至華盛頓段則相當順利。 這意味著它可能更有可能立即沿著整個長度破裂，使其成為潛在的最危險的部分。
同樣在該段中，海底相對於其他段以較小的角度俯衝到大陸地殼下方。 在其他部分，板塊之間的大部分地震多發界面都位於近海，但研究發現這裡的淺俯衝角意味著它可能直接延伸到華盛頓的奧林匹克半島下方。 這可能會加劇陸地上的震動。
托賓說：“這需要更多的研究，但對於塔科馬和西雅圖這樣的地方來說，這可能意味著令人震驚和災難性的區別。”
國家和財團自從數據可用以來，學術機構就已經開始仔細研究這些數據，以理清其影響力。
至於海嘯災害，“仍在進行中”，加拿大地質調查局的研究科學家克林·王（Kelin Wang）表示，他沒有參與這項研究。
王的團隊正在利用這些數據來模擬可能引發海嘯的溫哥華島附近海底的特徵。 （一般來說，當深海海底在地震期間上下移動，向海面發出波浪，波浪在到達較淺的沿海水域時會集中能量並聚集高度，就會發生海嘯。）王說，他的研究結果將交給另一個小組對海嘯本身進行建模，然後向另一個分析陸地災害的小組進行建模。
研究人員表示，可能影響建築規範或準備工作其他方面的實際評估最快可能在明年發布。 卡博特說：“這裡的複雜性比之前推斷的要複雜得多。”
