自晚期古典玛雅时期以来危地马拉莫塔瓜断层上的五次大地震

为何地表的过去对当今人们至关重要

在危地马拉一条宁静的山谷中，地层保存着一份隐藏的记录，记述了曾震撼城市、推倒神庙并改变人们居住地的位置的强烈地震。该研究在莫塔瓜断层上揭示了这份记录——这是一条两块板块横向滑动的地壳断裂。通过在古代玛雅人及后来的殖民者耕作过的农田中发掘，科学家们表明在过去约1300年里，至少有五次大地震撕裂过这一地点——这些信息有助于解释过去的灾害并改进对未来事件的预期。

地球上一处危险的断裂

危地马拉位于三块移动的地壳板块的交汇处：北美板块、加勒比板块和科科斯板块。它们的运动集中在大型断层上，其中包括在1976年发生灾难性滑移的莫塔瓜断层，该次滑移引发了7.5级地震，造成超过23,000人死亡。尽管那场悲剧极为严重，但莫塔瓜断层的长期行为——断裂的频率及地震可能达到的规模——此前并不清楚。研究人员聚焦于名为拉拉古纳盆地的地点，距危地马拉城约30公里，1976年断裂在此产生了一些测得的最大地面位移。断层的特殊弯曲处在地震时会使一侧抬升另一侧下沉，形成一个可捕捉显著地质记录的小阶地。

在土壤中阅读地震伤痕

在拉拉古纳，科学家在断层处挖开了一道深沟，沟旁可见被1976年地震明显错动的石墙。过去每次断层破裂都会产生新的断崖；随后雨水和侵蚀将高一侧的土壤和砾石冲刷到阶地基部，堆积成楔形层。在沟壁中，团队观察到五个此类楔形层依次堆叠，每一层都对应一次地面断裂的地震。由于当地人民数百年来将山谷用作耕地，这些层位还包含炭屑、破碎陶器、黑曜石碎片甚至淡水螺壳。通过对炭屑进行放射性碳定年，并结合对层位的精细绘图，研究组得以估算每次事件发生的时间以及地表的位移量。

将地震与古城和殖民城镇联系起来

沟中的年代数据与附近玛雅和殖民遗址所见的损毁特征惊人地吻合。大约在8至13世纪之间发生了三次地震。在此期间，夸里瓜城显示出刻有裂缝的纪念碑、为支撑受损庙墙而匆匆加筑的扶壁，以及随后建筑部分突然倒塌并将遇难者掩埋在原位的迹象——这些都是强烈震动的证据。在高地中心米斯科维耶霍，12至13世纪左右的大型挡土墙和建筑阶段也可能反映了大地震后的重建。经历这波地震活动后，该断层似乎沉寂了大约600年，直到18世纪发生一次或多次强震，随后在20世纪发生了毁灭性的1976年断裂。殖民时期的史料表明几次18世纪的地震可能与沟中所见的倒数第二次事件相吻合，但史料稀少，难以确定具体年份。

一个躁动断层的不均匀节律

通过结合沟槽数据、考古证据和历史记载，研究人员得出结论：在拉拉古纳处的莫塔瓜断层在过去约1300年内至少产生了五次重要的断裂地震，分别发生在8、10、13、18和20世纪。平均来看，这相当于约250–325年的重复间隔，但各次地震之间的间隔远非规律。最近的两次事件可能仅相隔约200–225年，而早期某些事件之间则相隔超过六个世纪。对错动石墙的测量和现代卫星监测显示，这里的大部分板块运动通过地震瞬时释放，而非缓慢无声的蠕动。时间上的不规则性可能反映了该断层与邻近的平行断层波洛奇克共同分担应变，或边界不同区段在不同时间激活的方式。

这对断层沿线居民意味着什么

对于今天生活在危地马拉的人们，这项研究传递的信息既令人警醒又具启发性。莫塔瓜断层显然有能力产生频繁且规模较大的地震，直接影响附近社区，而且它并不遵循可预测的时间表。沿断层的过去社会以不同方式适应：玛雅建筑师在破坏性地震后加固庙宇；殖民当局在多次毁灭性打击后最终迁都；而1976年之后，危地马拉开始改善建筑规范以避免致命倒塌。通过揭示断层的真实历史，这项工作帮助当代规划者和居民更好地理解风险程度，并认识到在一个地表长期记忆着突发剧烈运动的地区，韧性建设和防灾准备的重要性。

引用: Niemi, T.M., Grützner, C., Flores Beltetón, O. et al. Five major earthquakes since the Late Classic Maya Period on the Motagua Fault in Guatemala. Commun Earth Environ 7, 277 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03271-y

关键词: 莫塔瓜断层, 危地马拉地震, 玛雅考古学, 板块边界, 地震灾害