Un nuovo studio suggerisce che il principale sistema di faglie della California meridionale sia sottoposto a una pressione maggiore rispetto a qualsiasi altro momento degli ultimi 1.000 anni. I ricercatori hanno scoperto che il Cajon Pass, dove si incontrano le faglie di San Andreas e San Jacinto, potrebbe fungere da “cancello sismico” determinando se una futura rottura si propagherà lungo entrambe le faglie. Le condizioni attuali sono simili a quelle che hanno preceduto alcuni dei più grandi terremoti storici della regione.
I terremoti si verificano quando la tensione accumulata nella crosta terrestre viene rilasciata improvvisamente lungo fratture note come faglie. Queste faglie si formano spesso dove enormi placche tettoniche scorrono l’una accanto all’altra ma rimangono bloccate, permettendo alla pressione di accumularsi per anni o addirittura secoli prima che si verifichi una rottura.
Nella California meridionale, due dei sistemi di faglie più importanti della regione sono la faglia di Sant’Andrea e la faglia di San Jacinto. Insieme, assorbono la maggior parte del movimento tettonico della zona. A nord-est di Los Angeles, i due sistemi si avvicinano a Cajon Pass, un’area geologicamente complessa dove una rottura su una faglia può propagarsi all’altra. Dal terremoto di magnitudo 7.9 di Fort Tejon del 1857, la tensione ha continuato ad accumularsi lungo questi segmenti di faglia. Questo periodo di quiete insolitamente lungo ha alimentato le preoccupazioni degli scienziati circa la possibilità di un futuro terremoto di grande magnitudo.
Un nuovo studio condotto dalla dottoressa Liliane Burkhard della Divisione di Ricerca Spaziale e Scienze Planetarie (WP) dell’Istituto di Fisica dell’Università di Berna ha esaminato 1.000 anni di attività sismica lungo i sistemi di faglie meridionali di San Andreas e San Jacinto per stimare gli attuali livelli di stress a Cajon Pass. Il team di ricerca internazionale comprendeva scienziati dell’Università delle Hawaii a Mānoa, dell’US Geological Survey Earthquake Science Center di Pasadena e dello Scripps Institution of Oceanography presso l’UC San Diego.
Le loro scoperte indicano che lo stress tettonico nella regione ha raggiunto, e in alcune zone ha superato, livelli mai visti in nessun altro momento dell’ultimo millennio. I ricercatori introducono anche un nuovo concetto, descrivendo il Passo di Cajon come una “porta sismica”, un punto di congiunzione chiave che potrebbe determinare se un grande terremoto rimane confinato a una singola faglia o si propaga contemporaneamente attraverso entrambi i sistemi di faglie. Lo studio è stato pubblicato sul Journal of Geophysical Research: Solid Earth .
Ricostruire 1.000 anni di attività sismica
Per comprendere come lo stress si sia modificato nel tempo lungo le faglie di San Andreas e San Jacinto, nonché al passo di Cajon, il team ha sviluppato un modello quadridimensionale del ciclo sismico basato sulla fisica. Il modello simula il comportamento della faglia in tre dimensioni, monitorando al contempo i cambiamenti nel tempo.
I ricercatori hanno fornito al modello una storia sismica di 1.000 anni ricostruita a partire da prove geologiche, tra cui la datazione al radiocarbonio, le registrazioni degli anelli degli alberi e le osservazioni storiche di fratture del terreno.
“Il modello traccia come ogni terremoto modifica lo stress sui segmenti di faglia adiacenti, come lo stress si accumula durante gli intervalli di quiete tra gli eventi e come gli strati più profondi della crosta si rilassano lentamente in seguito a grandi rotture”, spiega Burkhard.
“Questa simulazione ci permette di capire come si accumulano le tensioni nel sistema di faglie nel corso dei secoli”, continua Burkhard. “Simulando la storia sismica della California meridionale, possiamo stimare in che misura il sistema di faglie sia già sottoposto a stress oggi.”
Secondo i risultati, i livelli di stress nella regione sono ora più alti che in qualsiasi altro momento durante il periodo di 1.000 anni esaminato dal modello.
Il ruolo del “paratia sismica”
Uno dei risultati più significativi dello studio riguarda il ruolo del Cajon Pass come “porta sismica”. I ricercatori lo descrivono come un punto di giunzione di faglia che può influenzare se una rottura si arresta su una sola faglia o si propaga attraverso entrambi i sistemi di faglie di San Andreas e San Jacinto.
I terremoti del passato offrono esempi di entrambi gli esiti. Il terremoto di Fort Tejon del 1857 si fermò al passo di Cajon e non provocò la rottura della faglia di San Jacinto. Al contrario, il terremoto di Wrightwood del 1812 attraversò la giunzione e si propagò attraverso entrambi i sistemi di faglie come un unico evento.
“Il concetto di porta antisismica coglie un aspetto importante del funzionamento delle faglie”, spiega Burkhard. “Il passo di Cajon non si limita a bloccare o incanalare i terremoti: reagisce alle condizioni di stress, e queste condizioni cambiano nel corso dei secoli.”
I ricercatori hanno scoperto che il fattore chiave non è solo la quantità di stress su una singola faglia. Altrettanto importante è quanto i livelli di stress sui due sistemi di faglia si assomiglino.
Quando la tensione raggiunge livelli elevati e simili su entrambe le faglie, si creano condizioni più favorevoli per una grande rottura che attraversa la giunzione e si propaga attraverso entrambi i sistemi. Quando i livelli di tensione differiscono in modo significativo, è più probabile che le rotture si arrestino al Passo di Cajon anziché proseguire oltre.
Il modello stima che la tensione abbia raggiunto i 3,6 MPa nella sezione San Jacinto-Bernardino, superando qualsiasi valore registrato durante l’intera simulazione di 1.000 anni. La vicina sezione Mojave South della faglia di Sant’Andrea si attesta attualmente a 2,8 MPa. Poiché entrambe le sezioni sono soggette a livelli di tensione elevati e relativamente simili, il sistema di faglie si trova in una configurazione che storicamente ha preceduto rotture multifaglia.
“Non solo è preoccupante che le tensioni stiano raggiungendo livelli storici”, afferma Burkhard, “ma anche che le condizioni di stress relative tra i due sistemi di faglie si stiano avvicinando all’intervallo che associamo a rotture di grande entità che attraversano entrambe le faglie simultaneamente, e questo è uno scenario con conseguenze ben più ampie per la regione”.
Cosa potrebbe significare un terremoto multifaglia
Un terremoto che provochi la rottura di entrambe le faglie, quella di San Andreas e quella di San Jacinto, attraverso il passo di Cajon, sarebbe probabilmente molto più grave di uno limitato a un singolo sistema di faglie.
Un evento del genere potrebbe colpire alcune delle regioni più densamente popolate e dipendenti dalle infrastrutture del paese, tra cui la grande area di Los Angeles, San Bernardino, Riverside e la Coachella Valley. Il passo di Cajon stesso ospita importanti corridoi di trasporto, linee ferroviarie e infrastrutture energetiche.
“La questione di quando e come si verificherà il prossimo grande terremoto in questa regione è uno dei problemi più urgenti delle geoscienze applicate. I nostri risultati forniscono un quadro più chiaro, basato sulla fisica, dello stato di stress attuale del sistema di faglie, e il modello che abbiamo sviluppato non è applicabile solo alla California, ma anche ad altre complesse giunzioni di faglia in tutto il mondo”, afferma Burkhard.
Allo stesso tempo, Burkhard sottolinea che i risultati non devono essere interpretati come una previsione.
“Lo studio non prevede quando si verificherà un terremoto. Possiamo però affermare che il sistema è sottoposto a uno stress critico e che i modelli basati sulla fisica, come il nostro, forniscono un quadro più chiaro della gamma di scenari per i quali dovremmo prepararci. Queste informazioni sono importanti per la valutazione del rischio, la pianificazione delle infrastrutture e la preparazione alle emergenze.”
Abstract
A oltre un secolo dall’ultima grande rottura che ha interessato l’intera regione di Los Angeles, lo stress tettonico si è accumulato costantemente lungo i sistemi di faglie meridionali di San Andreas e San Jacinto, suscitando preoccupazioni per un imminente grande terremoto. Il passo di Cajon, situato alla giunzione di queste faglie, rappresenta un sito critico per potenziali rotture passanti nella California meridionale. Abbiamo realizzato nuove simulazioni del ciclo sismico 4D utilizzando una storia paleosismica di rotture di 1000 anni del sistema di faglie di San Andreas (SAFS) per valutare le variazioni spaziali e temporali dello stress. È stato utilizzato un modello di trasformata di Fourier semi-analitico per calcolare lo stress da dislocazioni 3D in una placca elastica sovrastante un semispazio viscoelastico di Maxwell, assumendo un completo ripristino cosismico dello stress di taglio risolto sugli elementi rotti. I risultati mostrano il massimo accumulo di stress a nord del Cajon Pass (circa 1,8 MPa/100 anni) a causa di tassi di scorrimento più elevati, e tassi inferiori a sud del Cajon Pass (circa 1,0-1,5 MPa/100 anni). Entro il 2025, lo stress di Coulomb è stimato a 2,8 MPa sul segmento Mojave South (MOS), 1,8 MPa sul segmento North San Bernardino (NSB1) e 3,6 MPa sul segmento San Jacinto Bernardino (SJB). I segmenti accumulano stress con intervalli caratteristici di stress pre-evento interpretati come soglie di rottura: 1,2-2,7 MPa per MOS, 0,4-1,6 MPa per NSB1 e 1,2-2,9 MPa per SJB. Quando la disparità di stress tra i segmenti SJB e MOS si riduce, le faglie sembrano rompersi congiuntamente, suggerendo che i livelli di stress possano controllare il modo in cui il Cajon Pass agisce da barriera sismica. Questi risultati possono fornire informazioni utili per le valutazioni del rischio sismico, collegando l’evoluzione delle tensioni alle interazioni tra le faglie.
Riassunto in linguaggio semplice
Le faglie di San Andreas e San Jacinto, nella California meridionale, non hanno prodotto un terremoto di grande magnitudo vicino a Los Angeles da oltre un secolo. Durante questo periodo, lo stress tettonico ha continuato ad accumularsi lungo queste faglie, aumentando la probabilità di una futura rottura di grandi dimensioni. Un’area di particolare preoccupazione è il Cajon Pass, dove i due sistemi di faglie si incontrano e potrebbero potenzialmente rompersi contemporaneamente. Per studiare questo fenomeno, abbiamo utilizzato simulazioni al computer degli ultimi 1000 anni di attività sismica di grande magnitudo per stimare come lo stress si accumuli sui segmenti di faglia e influenzi i segmenti adiacenti nel tempo. Il modello mostra che lo stress ha ormai raggiunto livelli elevati in tutta la regione e che i due sistemi di faglie potrebbero interagire quando i loro livelli di stress diventano simili. Ciò suggerisce che il Cajon Pass potrebbe agire come una “porta sismica” che a volte blocca e altre volte permette la propagazione di grandi rotture tra le faglie. Questi risultati migliorano la nostra comprensione delle interazioni sismiche nella California meridionale e contribuiscono a perfezionare le valutazioni del rischio sismico a livello regionale.
Materiale fornito dall’Università di Berna . Nota: il contenuto potrebbe essere modificato per motivi di stile e lunghezza.
Liliane M. L. Burkhard, Bridget R. Smith‐Konter, Katherine M. Scharer, David T. Sandwell. Cajon Pass and the Southern San Andreas Fault System: Earthquake Cycle Stress Accumulation and Present‐Day Loading. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2026; 131 (6) DOI: 10.1029/2025JB033213
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