Los científicos utilizaron modelos físicos para reconstruir la historia de la actividad sísmica durante los últimos mil años y descubrieron que muchas fallas importantes en el sur de California están acumulando tensiones tectónicas anormalmente altas. Esta energía se concentra principalmente a lo largo de la falla de San Andrés y la falla de San Jacinto, que juntas soportan el movimiento relativo entre la Placa del Pacífico y la Placa de América del Norte. En Cajon Pass, al noreste de Los Ángeles, dos fallas convergen en una compleja intersección tectónica que ha atraído durante mucho tiempo la atención de los sismólogos porque las rupturas en una falla podrían "cruzar" a la otra.

El área de Los Ángeles no ha experimentado un terremoto importante de magnitud similar desde el terremoto de magnitud 7,9 de Fort Tejon en 1857, pero la tensión en la corteza profunda continúa aumentando lentamente. Este largo período de "relativa calma" no significa seguridad a los ojos de los investigadores, pero es una señal de riesgos potenciales crecientes. La última investigación fue dirigida por la Dra. Liliana Burkhard del Departamento de Investigación Espacial y Ciencias Planetarias del Instituto de Física de la Universidad de Berna, y se completó en colaboración con instituciones como la Universidad de Hawaii en Manoa, el Centro de Ciencias de Terremotos de Pasadena del Servicio Geológico de EE. UU. y el Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego.

El equipo construyó un modelo físico del ciclo sísmico "cuatridimensional" para simular la evolución de fallas en el espacio y el tiempo tridimensionales, e ingresó una secuencia de eventos sísmicos de aproximadamente mil años en el modelo. Este registro histórico proviene de una variedad de pistas geológicas y ambientales, incluida la datación por radiocarbono, anomalías de los anillos de los árboles y registros históricos de ruptura de la superficie, con el fin de restaurar el tiempo y la escala de los grandes terremotos tanto como sea posible. El modelo rastrea sucesivamente los cambios en la distribución de tensiones de los segmentos de falla adyacentes causados ​​por cada terremoto, registra la acumulación continua de tensiones durante los intervalos de los terremotos y simula el lento proceso de relajación en las partes más profundas de la corteza terrestre después de un gran terremoto.

Los resultados de los modelos muestran que la tensión tectónica actual en las fallas asociadas en el sur de California ha alcanzado o superado los niveles más altos de los últimos mil años. El estudio señaló específicamente que Cajon Pass es una "puerta sísmica" típica, es decir, esta área de intersección de fallas determinará en un momento crítico si una ruptura a gran escala se detendrá en una determinada falla o atravesará dos conjuntos de sistemas de fallas y evolucionará hacia un evento de vinculación a mayor escala. Históricamente han ocurrido dos situaciones: el terremoto de Wrightwood de 1812 pasó por Cajon Pass y rompió continuamente las fallas de San Andrés y San Jacinto; mientras que el terremoto de Fort Tejón de 1857 terminó aquí y no continuó afectando la falla de San Jacinto.

Burkhard señaló que Cajon Pass no simplemente "bloquea" o "canaliza" los terremotos, sino que responde a los estados de tensión cambiantes. El estudio encontró que la clave para determinar si una ruptura puede cruzar la "puerta del terremoto" reside no sólo en la tensión sobre una determinada falla, sino también en si la tensión en los dos sistemas de fallas aumenta simultáneamente. Cuando la falla de San Andrés y la falla de San Jacinto se encuentran en un estado de alta tensión al mismo tiempo, y las magnitudes de la tensión son similares, es más propicio para la formación de una ruptura a gran escala entre las dos; por el contrario, si las dos tensiones no están sincronizadas, es más probable que la ruptura termine en la intersección.

Los modelos actuales estiman que la tensión de Coulomb en el segmento San Jacinto-Bernardino es de aproximadamente 3,6 MPa, más alta que cualquier cosa vista en mil años de simulaciones. La tensión en la sección sur adyacente de Mojave de la falla de San Andrés es de aproximadamente 2,8 MPa, que también está en un nivel alto y no es muy diferente de la anterior. Este patrón, en el que dos segmentos de fallas están muy cargados al mismo tiempo y tienen tensiones similares, a menudo ha correspondido a grandes eventos de ruptura en ambos conjuntos de fallas en registros pasados, lo que hace que el equipo de investigación esté particularmente atento a futuros escenarios de terremotos regionales.

Si un futuro gran terremoto rompiera desde un lado de las fallas de San Andrés o San Jacinto y uniera con éxito los dos conjuntos de fallas a través de Cajon Pass, el impacto sería mucho mayor que el de un evento confinado a una sola falla. Las áreas amenazadas incluyen algunos de los corredores más densamente poblados y con mayor uso de infraestructura en los Estados Unidos, como el área metropolitana de Los Ángeles, San Bernardino, Riverside y el Valle de Coachella. El propio paso de Kahun es una importante arteria de transporte, por la que pasan muchas carreteras, ferrocarriles y líneas troncales de transmisión de energía. Una vez que encuentre un avance, tendrá un impacto grave en las redes de transporte y energía.

Cuándo y cómo ocurrirá el próximo gran terremoto en el sur de California es una de las preguntas más apremiantes en geociencia aplicada, dijo Burkhard. El modelo físico desarrollado por el equipo proporciona una imagen cuantitativa más clara del estado de tensión del sistema de fallas actual, y este marco analítico es aplicable no solo a California sino también a otras áreas de intersección de fallas complejas en todo el mundo para evaluar posibles riesgos de terremotos. También enfatizó que este estudio no es una predicción directa del momento en que ocurrirá el terremoto, pero señala que el sistema actual se encuentra en un estado de "carga crítica" y es necesario incluir varios escenarios posibles en la planificación de prevención y reducción de desastres.

Según los investigadores, a través de métodos de modelado físico similares, las personas pueden comprender mejor el proceso de acumulación de estrés tectónico a largo plazo y el efecto de "compuerta" de áreas clave de intersección de fallas, proporcionando así una base científica para la evaluación de riesgos, la selección y el refuerzo de sitios de infraestructura y la preparación para emergencias. El artículo relacionado se titula "Cajon Pass y el sistema de fallas del sur de San Andrés: acumulación de tensión cíclica por terremotos y condiciones de carga actuales" y se publicó en el "Journal of Geophysical Research: Solid Earth". Fue firmado conjuntamente por la Universidad de Berna y varias instituciones de investigación estadounidenses, y fue financiado por el Centro de Terremotos del Estado de California y la Fundación Nacional de Ciencias.