Archaeological structures built across active faults and ruptured by earthquakes have been used as markers to measure the amount of displacement caused by ground motion and thus to estimate the magnitude of ancient earthquakes. The example used in this study is the Crusader fortress at Tel Ateret (Vadum Iacob) in the Jordan Gorge, north of the Sea of Galilee, a site which has been ruptured repeatedly since the Iron Age. We use detailed laser scans and discrete element models of the fortification walls to deduce the slip velocity during the earthquake. Further, we test whether the in-situ observed deformation pattern of the walls allows quantification of the amount both sides of the fault moved and whether post-seismic creep contributed to total displacement. The dynamic simulation of the reaction of the fortification wall to a variety of earthquake scenarios supports the hypothesis that the wall was ruptured by two earthquakes in 1202 and 1759 CE. For the first time, we can estimate the slip velocity during the earthquakes to 3 and 1 m/s for the two events, attribute the main motion to the Arabian plate with a mostly locked Sinai plate, and exclude significant creep contribution to the observed displacements of 1.25 and 0.5 m, respectively. Considering a minimum long-term slip rate at the site of 2.6 mm/year, there is a deficit of at least 1.6 m slip corresponding to a potential future magnitude 7.5 earthquake; if we assume ~5 mm/year geodetic rate, the deficit is even larger.

跨越活动断层并因地震而破裂的考古结构已被用作测量地面运动引起的位移量的标志，从而估计古代地震的震级。本研究中使用的例子是位于加利利海以北约旦峡谷的 Tel Ateret (Vadum Iacob) 的十字军堡垒，该遗址自铁器时代以来就多次破裂。我们使用详细的激光扫描和防御工事墙的离散元素模型来推断地震期间的滑动速度。此外，我们测试了现场观察到的墙壁变形模式是否允许量化断层两侧的移动量，以及地震后蠕变是否对总位移有贡献。防御工事墙对各种地震情景的反应的动态模拟支持了墙在公元 1202 年和 1759 年两次地震中破裂的假设。我们第一次可以估计两次地震期间的滑动速度分别为 3 和 1 m/s，将主要运动归因于具有大部分锁定的西奈板块的阿拉伯板块，并排除了对观测位移的显着蠕变贡献分别为 1.25 和 0.5 m。考虑到场地的最小长期滑移率为 2.6 毫米/年，对应于未来潜在的 7.5 级地震，至少有 1.6 米的滑移不足；如果我们假设大约 5 毫米/年的大地测量速率，则赤字甚至更大。我们可以估计两次地震期间的滑动速度为 3 和 1 m/s，将主要运动归因于西奈板块大部分锁定的阿拉伯板块，并排除了对 1.25 和 0.5 m 观测位移的显着蠕变贡献， 分别。考虑到场地的最小长期滑移率为 2.6 毫米/年，对应于未来潜在的 7.5 级地震，至少有 1.6 米的滑移不足；如果我们假设大约 5 毫米/年的大地测量速率，则赤字甚至更大。我们可以估计两次地震期间的滑动速度为 3 和 1 m/s，将主要运动归因于西奈板块大部分锁定的阿拉伯板块，并排除了对 1.25 和 0.5 m 观测位移的显着蠕变贡献， 分别。考虑到场地的最小长期滑移率为 2.6 毫米/年，对应于未来潜在的 7.5 级地震，至少有 1.6 米的滑移不足；如果我们假设大约 5 毫米/年的大地测量速率，则赤字甚至更大。6 毫米/年，对应于未来潜在的 7.5 级地震，至少存在 1.6 m 的滑动缺口；如果我们假设大约 5 毫米/年的大地测量速率，则赤字甚至更大。6 毫米/年，对应于未来潜在的 7.5 级地震，至少存在 1.6 m 的滑动缺口；如果我们假设大约 5 毫米/年的大地测量速率，则赤字甚至更大。