ويظهر أحدث الأبحاث التي أجراها علماء الجيولوجيا في جامعة هاواي في مانوا أن صدع سان أندرياس، الذي يمتد حوالي 750 ميلا (حوالي 1200 كيلومتر) عبر كاليفورنيا، وصدع سان جاسينتو إلى الجنوب، يمران حاليا بحالة من "الإجهاد الحرج"، وقد ارتفع مستوى الضغط الإجمالي إلى أعلى نقطة في الألف عام الماضية، مما يزيد بشكل كبير من احتمال وقوع زلازل قوية على الساحل الغربي للولايات المتحدة.
استخدم فريق البحث نماذج رقمية قائمة على الفيزياء ودمجها مع ألف عام من بيانات الزلازل التاريخية لإعادة بناء وتقييم ظروف تراكم الضغط لنظامي الصدوع الرئيسيين المذكورين أعلاه ومنطقة تقاطعهما، ممر كاجون. وقالت ليليان بوركهارد، المؤلفة الأولى للورقة البحثية والباحثة في معهد الجيوفيزياء وعلم الكواكب بجامعة هاواي، إن مستويات الإجهاد الحالية للصدوع المتعددة "وصلت أو تجاوزت أعلى القيم التي تم رصدها في الألف سنة الماضية"، وقد يتمتع النظام الإقليمي بالظروف اللازمة لحدوث تمزق كبير يمر عبر الصدعين الرئيسيين سان أندرياس وسان جاسينتو.
واقترحت الدراسة مفهوم "بوابة الزلزال" لوصف الدور المحوري الرئيسي الذي تلعبه فجوة كاجون بين الصدعين الرئيسيين. في بعض الحالات، عندما يكون لصدع واحد ضغوط أعلى بكثير من الآخر، يمكن أن يعمل Cajon Gap مثل "صمام الأمان"، حيث يمنع التشققات واسعة النطاق من الانتشار بين الصدعين، وبالتالي يحد من حجم ونطاق حدث زلزالي واحد. ومع ذلك، عندما تكون مستويات الإجهاد في الصدعين متقاربة للغاية وتزداد في وقت واحد عند حدوث التمزق، فإن فجوة كاجون قد "تفتح بوابات الفيضان"، مما يسمح للتمزق بامتداد الصدعين الرئيسيين والتطور إلى حدث زلزالي مشترك يغطي مساحة أكبر.
وأشار بوركهارد إلى أن الحسابات الحالية تظهر أن صدع سان أندرياس في جنوب كاليفورنيا لم يشهد تمزقا كبيرا بنفس الحجم منذ ما يقرب من 160 عاما منذ "زلزال فورت تيجون" عام 1857. خلال هذه الفترة، كان هناك نقص في تخفيف الضغط بشكل كافٍ، مما وضع النظام "في حالة تحميل حرجة". تظهر النماذج أنه في ظل هذه الخلفية من الضغط العالي الذي لم يتم إطلاقه لفترة طويلة، إذا تم فتح "بوابات" فجوة كاجون، فقد ينفجر الصدقان الرئيسيان لسان أندرياس وسان جاسينتو في وقت واحد في حدث واحد، وستواجه المناطق ذات الكثافة السكانية العالية مثل لوس أنجلوس وسان بيرناردينو مخاطر أضرار شديدة بسبب الزلازل.
يكرر البحث أيضًا الآلية الأساسية لتكتونية الصفائح: في منطقة صدع سان أندرياس، تنزلق صفائح المحيط الهادئ وأمريكا الشمالية بالنسبة لبعضها البعض على طول الصدع بمعدل حوالي 1 إلى 2 بوصة سنويًا. عندما تكون الصفائح "عالقة" محليًا على سطح التلامس، سيستمر الضغط في التراكم عند هذه "النقاط العالقة" حتى ينزلق سطح الكسر فجأة في لحظة معينة، مما يطلق طاقة هائلة وينتشر إلى السطح على شكل موجات زلزالية. هذا ما يشعر به الناس كالزلازل.
يقارن المقال الاختلافات في النشاط الزلزالي في البيئات التكتونية المختلفة. على سبيل المثال، في منطقة صدع ميلون الممتدة في شرق تايوان، هناك "زحف" مستمر بين الصفيحة الأوراسية وصفيحة بحر الفلبين. يمكن أن يشعر السكان المحليون بمئات الزلازل كل عام، وتتراوح قوة معظمها بين 3.0 و5.0. الزلازل الأكبر نادرة نسبيًا. واستنادًا إلى تجربته الخاصة في العيش في شمال تايوان، أشار المؤلف إلى أن مثل هذه الاهتزازات المتكررة ولكن على نطاق صغير تعني أن الضغط الإقليمي يتم إطلاقه بانتظام، وبالتالي تقليل احتمالية حدوث "زلزال هائل" كبير جدًا.
في المقابل، لم تشهد بعض أقسام صدع سان أندرياس تمزقات واسعة النطاق لفترة طويلة، ويستمر الضغط في التراكم في الأعماق. من وجهة نظر المجتمع العلمي، لم يعد "الزلزال الكبير" سؤالاً حول "ما إذا كان سيحدث"، بل سؤال "متى سيحدث". ويؤكد الباحثون أن عملهم ليس تنبؤًا بأوقات محددة للزلازل، ولكنه نموذج كمي صارم لتوفير مرجع سيناريو أكثر وضوحًا لتقييم مخاطر الزلازل وتخطيط البنية التحتية والاستعداد لحالات الطوارئ لملايين الأشخاص.
وقال بوركهارد إن عمليات المحاكاة القائمة على الفيزياء توفر أداة مهمة لفهم علاقات اقتران الإجهاد بين أجزاء الصدع المختلفة، مما يساعد على توضيح دور العقد الرئيسية مثل Cajon Gap في تحديد حجم ومسار التمزقات. وأشارت إلى أنه عندما تكون أنظمة الأعطال ككل "محملة بشكل حرج"، يتعين على وكالات إدارة الطوارئ والبنية التحتية أن تأخذ على محمل الجد مجموعة متنوعة من السيناريوهات المحتملة، ويجب أن يتضمن كل شيء بدءًا من قوانين البناء وحتى تخطيط المرونة الحضرية إمكانية حدوث مثل هذه التصدعات الكبيرة المجمعة.
تم نشر نتائج البحث في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الأرض الصلبة، وتم إصدار المعلومات ذات الصلة من قبل جامعة هاواي. يعتقد فريق البحث أنه على الرغم من أن العلم الحالي لا يزال غير قادر على التنبؤ بدقة بوقت وموقع الزلازل، فمن خلال التحسين المستمر للنماذج وتجميع بيانات المراقبة، يمكن للبشر أن يكونوا "خطوة إلى الأمام" في التعرف على المخاطر والوقاية من الكوارث والسيطرة عليها، مما يوفر المزيد من الدعم المبني على الأدلة في اتخاذ القرارات للمدن الواقعة على الساحل الغربي للولايات المتحدة وحتى في المناطق الزلزالية حول العالم.