Oamenii de știință au descoperit o „poartă seismică” în California, pe fondul atingerii celor mai înalte niveluri de stres din ultimii 1.000 de ani de către falcile din regiune.
**Stres geologic la cote istorice**
În prezent (anul 2025), acumularea modelată a tensiunii Coulomb în sistemul de falci San Andreas din sudul Californiei, în context regional, arată că anumite segmente se află sub presiuni fără precedent. Zona marcată de cercul alb, la Cajon Pass, unde trei segmente de falcă adiacente se apropie, devine un punct critic. Culorile din model indică nivelul tensiunii Coulomb, un indicator al probabilității producerii unui cutremur.
Cutremurele survin atunci când tensiunea acumulată în crusta terestră este eliberată brusc de-a lungul fracturilor numite falci. Acestea se formează adesea acolo unde plăcile tectonice masive se deplasează una pe lângă alta, dar se blochează, permițând presiunii să crească timp de ani sau chiar secole înainte de o ruptură. În sudul Californiei, două dintre cele mai importante sisteme de falci sunt San Andreas și San Jacinto. Împreună, ele compensează majoritatea mișcării tectonice din zonă. La nord-est de Los Angeles, cele două sisteme se apropie în zona Cajon Pass, o regiune geologic complexă unde o ruptură pe o falcă ar putea sări pe cealaltă.
De la cutremurul de magnitudine 7.9 de la Fort Tejon din 1857, stresul a continuat să se acumuleze de-a lungul acestor segmente de falcă. Această perioadă neobișnuit de lungă de liniște a alimentat îngrijorările oamenilor de știință cu privire la posibilitatea unui cutremur major în viitor. Un nou studiu, condus de dr. Liliane Burkhard de la Divizia de Cercetare Spațială și Științe Planetare (WP) a Institutului de Fizică al Universității din Berna, a examinat 1.000 de ani de activitate seismică de-a lungul sistemelor de falci San Andreas și San Jacinto din sud pentru a estima nivelurile curente de stres la Cajon Pass. Echipa internațională de cercetare a inclus oameni de știință de la Universitatea din Hawaiʻi la Mānoa, Centrul de Științe Seismice al Serviciului Geologic al Statelor Unite (USGS) din Pasadena și Institutul de Oceanografie Scripps de la UC San Diego.
Rezultatele indică faptul că stresul tectonic din regiune a atins, iar în unele locații a depășit, nivelurile observate în orice alt punct din ultimul mileniu. Cercetătorii introduc, de asemenea, un nou concept, descriind Cajon Pass ca o „poartă seismică”, o joncțiune cheie care ar putea determina dacă un cutremur major rămâne limitat la o singură falcă sau se extinde simultan pe ambele sisteme de falci. Studiul a fost publicat în Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
**Reconstruirea a 1.000 de ani de activitate seismică**
Pentru a înțelege cum s-a schimbat stresul în timp de-a lungul falcilor San Andreas și San Jacinto, precum și la Cajon Pass, echipa a dezvoltat un model fizic cvadridimensional al ciclului seismic. Modelul simulează comportamentul falcilor în trei dimensiuni, urmărind în același timp schimbările în timp. Cercetătorii au furnizat modelului o istorie seismică de 1.000 de ani, reconstituită din dovezi geologice, inclusiv datarea radiocarbon, înregistrările inelelor copacilor și observații istorice ale rupturilor de sol.
„Modelul urmărește modul în care fiecare cutremur modifică stresul pe segmentele de falcă vecine, modul în care se acumulează stresul în perioadele de liniște dintre evenimente și modul în care straturile mai profunde ale scoarței se relaxează lent în urma rupturilor mari”, explică Burkhard. „Această simulare ne permite să înțelegem cum se acumulează tensiunile în sistemul de falci pe parcursul secolelor”, continuă Burkhard. „Prin rularea istoriei seismice a sudului Californiei ca o simulare, putem estima gradul în care sistemul de falci este deja sub stres astăzi.”
Conform rezultatelor, nivelurile de stres din regiune sunt acum mai ridicate decât în orice alt punct din perioada de 1.000 de ani examinată de model.
**Rolul „Porții seismice”**
Una dintre cele mai semnificative descoperiri ale studiului implică rolul Cajon Pass ca „poartă seismică”. Cercetătorii o descriu ca pe o joncțiune de falcă care poate influența dacă o ruptură se oprește pe o falcă sau continuă pe ambele sisteme, San Andreas și San Jacinto. Cutremurele din trecut oferă exemple ale ambelor rezultate. Cutremurul Fort Tejon din 1857 s-a oprit la Cajon Pass și nu a rupt Falia San Jacinto. În contrast, cutremurul Wrightwood din 1812 a traversat joncțiunea și s-a propagat prin ambele sisteme de falci ca un singur eveniment.
„Conceptul de poartă seismică surprinde ceva important despre modul în care funcționează joncțiunile de falcă”, explică Burkhard. „Cajon Pass nu blochează sau canalizează pur și simplu cutremurele: răspunde condițiilor de stres, iar acele condiții se schimbă pe parcursul secolelor.” Cercetătorii au constatat că factorul cheie nu este doar cantitatea de stres pe o falcă individuală. Este la fel de importantă cât de apropiate sunt nivelurile de stres pe cele două sisteme de falci. Când stresul crește la niveluri similare de înalte pe ambele falci, condițiile devin mai favorabile pentru o ruptură mare care traversează joncțiunea și se extinde prin ambele sisteme. Când nivelurile de stres diferă semnificativ, rupturile se opresc cel mai probabil la Cajon Pass, în loc să continue mai departe.
Modelul estimează că stresul a atins 3.6 MPa pe secțiunea San Jacinto-Bernardino, depășind orice valoare înregistrată în întreaga simulare de 1.000 de ani. Secțiunea învecinată Mojave South a Făliei San Andreas se află în prezent la 2.8 MPa. Deoarece ambele secțiuni experimentează niveluri ridicate și relativ similare de stres, sistemul de falci se află într-o configurație care a precedat istoric rupturile pe mai multe falci.
„Deci, nu este doar îngrijorător faptul că tensiunile ating maxime istorice”, spune Burkhard, „ci și faptul că condițiile relative de stres dintre cele două sisteme de falci se apropie de intervalul pe care îl asociem cu rupturi majore care traversează ambele falci simultan – și acesta este un scenariu cu consecințe mult mai mari pentru regiune.”
**Ce ar putea însemna un cutremur pe mai multe falci**
Un cutremur care ar rupe atât Falia San Andreas, cât și Falia San Jacinto prin Cajon Pass, ar fi probabil mult mai sever decât unul limitat la un singur sistem de falci. Un astfel de eveniment ar putea afecta unele dintre cele mai dens populate regiuni ale națiunii și dependente de infrastructură, inclusiv zona metropolitană Los Angeles, San Bernardino, Riverside și Coachella Valley. Cajon Pass însuși găzduiește coridoare majore de transport, linii feroviare și infrastructură energetică.
„Întrebarea când și cum va avea loc următorul cutremur major în această regiune este una dintre cele mai presante probleme în geoscience aplicată. Rezultatele noastre oferă o imagine mai clară, bazată pe fizică, a stării actuale de stres a sistemului de falci, iar cadrul pe care l-am dezvoltat nu este aplicabil doar Californiei, ci și altor joncțiuni de falci complexe din întreaga lume”, spune Burkhard. În același timp, Burkhard subliniază că descoperirile nu trebuie interpretate ca o predicție.
„Studiul nu este o predicție a momentului în care va avea loc un cutremur. Ceea ce putem spune este că sistemul este supus unui stres critic și că modelele bazate pe fizică, precum al nostru, oferă o imagine mai clară a gamei de scenarii pentru care ar trebui să fim pregătiți. Aceste informații sunt importante pentru evaluarea hazardelor, planificarea infrastructurii și pregătirea pentru urgențe.”