The San Andreas Fault is a continental right-lateral strike-slip transform fault that extends roughly 1,200 kilometers (750 mi) through California.[1] It forms part of the tectonic boundary between the Pacific Plate and the North American Plate. Traditionally, for scientific purposes, the fault has been classified into three main segments (northern, central, and southern), each with different characteristics and a different degree of earthquake risk. The average slip rate along the entire fault ranges from 20 to 35 mm (0.79 to 1.38 in) per year.[1]
In the north, the fault terminates offshore near Eureka, California at the Mendocino Triple Junction, where three tectonic plates meet. The Cascadia Subduction Zone intersects the San Andreas fault at the Mendocino Triple Junction. It has been hypothesized that a major earthquake along the Cascadia Subduction Zone could trigger a rupture along the San Andreas Fault.[2][3][4]
En el sur, la falla termina cerca de Bombay Beach, California, en el Mar de Salton . Aquí, el movimiento de la placa se reorganiza de lateral derecho a divergente . En esta región (conocida como Salton Trough ), el límite de la placa se ha ido agrietando y separando, creando una nueva dorsal en medio del océano que es una extensión del Golfo de California . Los sedimentos depositados por el río Colorado impiden que el canal se llene con agua de mar del golfo.
La falla fue identificada por primera vez en 1895 por el profesor Andrew Lawson de la Universidad de California en Berkeley . A raíz del terremoto de San Francisco de 1906 , a Lawson se le encomendó la tarea de descifrar el origen del terremoto. Comenzó inspeccionando y mapeando compensaciones (como vallas o caminos que habían sido cortados por la mitad) a lo largo de las rupturas de la superficie. Cuando se trazó la ubicación de estas compensaciones en un mapa, notó que formaban una línea casi perfecta sobre la falla que había descubierto anteriormente. Concluyó que la falla debió haber sido el origen del terremoto.
Esta línea atravesaba el lago San Andreas , un estanque hundido . El lago se creó a partir de un paso de extensión en la falla, lo que creó una depresión natural donde el agua podía asentarse. Un error común es que Lawson nombró la falla en honor a este lago. Sin embargo, según algunos de sus informes de 1895 y 1908, en realidad le puso el nombre del valle de San Andrés que lo rodea. [5] Después del terremoto de San Francisco de 1906 , Lawson también concluyó que la falla se extendía hasta el sur de California . En 1953, el geólogo Thomas Dibblee concluyó que podrían producirse cientos de kilómetros de movimiento lateral a lo largo de la falla.
Un proyecto financiado por la NSF llamado Observatorio Profundo de la Falla de San Andrés (SAFOD) cerca de Parkfield, California , implicó perforar la falla entre 2004 y 2007. El objetivo era recolectar muestras de núcleos y realizar observaciones geofísicas y geoquímicas directas para comprender mejor el comportamiento de la falla en profundidad. [6]
El segmento norte de la falla va desde Hollister , a través de las montañas de Santa Cruz , epicentro del terremoto de Loma Prieta de 1989 , luego hasta la península de San Francisco , donde fue identificada por primera vez por el profesor Lawson en 1895, y luego en alta mar en Daly City , cerca de Mussel Rock. . Esta es la ubicación aproximada del epicentro del terremoto de San Francisco de 1906 . La falla regresa a la costa en la laguna Bolinas , justo al norte de Stinson Beach en el condado de Marin . Regresa bajo el agua a través de la depresión lineal de Tomales Bay que separa la península de Point Reyes del continente, corre justo al este de Bodega Head a través de Bodega Bay y regresa bajo el agua, regresando a la costa en Fort Ross . (En esta región alrededor del Área de la Bahía de San Francisco, varias "fallas hermanas" importantes corren más o menos paralelas, y cada una de ellas puede crear terremotos significativamente destructivos). Desde Fort Ross, el segmento norte continúa por tierra, formando en parte una línea lineal. Valle por donde discurre el río Gualala . Vuelve a la costa en Point Arena . Después de eso, discurre bajo el agua a lo largo de la costa hasta acercarse al cabo Mendocino , donde comienza a doblarse hacia el oeste, terminando en el Triple Cruce de Mendocino .
El segmento central de la falla de San Andrés corre en dirección noroeste desde Parkfield hasta Hollister . Mientras que la sección sur de la falla y las partes a través de Parkfield experimentan terremotos, el resto de la sección central de la falla exhibe un fenómeno llamado fluencia asísmica , donde la falla se desliza continuamente sin causar terremotos. Estaba formado por un límite de transformación. [7]
El segmento sur (también conocido como segmento de Mojave ) comienza cerca de Bombay Beach, California . Box Canyon, cerca del Mar de Salton , contiene estratos invertidos asociados con esa sección de la falla. [8] La falla luego corre a lo largo de la base sur de las Montañas San Bernardino , cruza el Paso Cajon y continúa hacia el noroeste a lo largo de la base norte de las Montañas San Gabriel . Estas montañas son el resultado del movimiento a lo largo de la Falla de San Andrés y comúnmente se les llama Cordillera Transversa. En Palmdale , una parte de la falla se examina fácilmente en un corte de la autopista Antelope Valley . La falla continúa hacia el noroeste a lo largo de Elizabeth Lake Road hasta la ciudad de Elizabeth Lake . Al pasar por las localidades de Gorman , Tejon Pass y Frazier Park , la falla comienza a doblarse hacia el norte, formando la "Big Bend". Se cree que esta curva restrictiva es donde se bloquea la falla en el sur de California , con un intervalo de recurrencia de terremotos de aproximadamente 140 a 160 años. Al noroeste de Frazier Park, la falla atraviesa Carrizo Plain , una llanura larga y sin árboles donde gran parte de la falla es claramente visible. Elkhorn Scarp define el trazado de la falla a lo largo de gran parte de su longitud dentro de la llanura.
El segmento sur, que se extiende desde Parkfield en el condado de Monterey hasta el Mar de Salton , es capaz de sufrir un terremoto de magnitud 8,1. En su punto más cercano, esta falla pasa a unas 35 millas (56 km) al noreste de Los Ángeles. Un terremoto de tal magnitud en este segmento sur mataría a miles de personas en Los Ángeles, San Bernardino, Riverside y áreas circundantes, y causaría daños por cientos de miles de millones de dólares. [9]
La Placa del Pacífico , al oeste de la falla, se mueve en dirección noroeste mientras que la Placa de América del Norte al este se mueve hacia el suroeste, pero relativamente al sureste bajo la influencia de la tectónica de placas . La tasa de deslizamiento promedia alrededor de 33 a 37 milímetros (1,3 a 1,5 pulgadas) al año en California. [10]
El movimiento hacia el suroeste de la Placa de América del Norte hacia el Pacífico está creando fuerzas de compresión a lo largo del lado oriental de la falla. El efecto se expresa como las Cordilleras Costeras. El movimiento hacia el noroeste de la Placa del Pacífico también está creando importantes fuerzas de compresión que son especialmente pronunciadas donde la Placa de América del Norte ha obligado a San Andrés a desplazarse hacia el oeste. Esto ha llevado a la formación de las Cordilleras Transversales en el sur de California y, en menor medida, pero aún significativa, de las Montañas de Santa Cruz (lugar del terremoto de Loma Prieta en 1989).
Los estudios de los movimientos relativos de las placas del Pacífico y de América del Norte han demostrado que sólo alrededor del 75 por ciento del movimiento puede explicarse por los movimientos de San Andrés y sus diversas fallas secundarias. El resto del movimiento se ha encontrado en un área al este de las montañas de Sierra Nevada llamada Walker Lane o Eastern California Shear Zone. La razón para esto no es clara. Se han ofrecido varias hipótesis y la investigación está en curso. Una hipótesis, que ganó interés tras el terremoto de Landers en 1992, sugiere que el límite de la placa puede estar desplazándose hacia el este, alejándose de San Andreas hacia Walker Lane. [11] [12]
Suponiendo que el límite de la placa no cambie como se supone, el movimiento proyectado indica que la masa de tierra al oeste de la falla de San Andrés, incluida Los Ángeles, eventualmente se deslizará más allá de San Francisco y luego continuará hacia el noroeste hacia la Fosa de las Aleutianas , durante un período de quizás veinte millones de años. . [13]
San Andrés comenzó a formarse a mediados del Cenozoico hace unos 30 millones de años. [14] En ese momento, un centro en expansión entre la Placa del Pacífico y la Placa de Farallón (que ahora está en su mayor parte subducida, con remanentes que incluyen la Placa de Juan de Fuca , la Placa de Rivera , la Placa de Cocos y la Placa de Nazca ) estaba comenzando a alcanzar la Zona de subducción frente a la costa occidental de América del Norte. Como el movimiento relativo entre las placas del Pacífico y de América del Norte era diferente del movimiento relativo entre las placas de Farallón y América del Norte, la cresta en expansión comenzó a "subducirse", creando un nuevo movimiento relativo y un nuevo estilo de deformación a lo largo de los límites de las placas. . Estas características geológicas son las que se ven principalmente a lo largo de la falla de San Andrés. También incluye un posible impulsor de la deformación de la Cuenca y la Cordillera , la separación de la Península de Baja California y la rotación de la Cordillera Transversal .
La principal sección sur de la falla de San Andrés propiamente dicha sólo existe desde hace unos 5 millones de años. [15] La primera encarnación conocida de la parte sur de la falla fue la zona de falla Clemens Well-Fenner- San Francisquito alrededor de 22-13 Ma. Este sistema agregó la Falla de San Gabriel como foco principal de movimiento entre 10 y 5 Ma. Actualmente, se cree que el moderno San Andrés eventualmente transferirá su movimiento hacia una falla dentro de la Zona de Corte del Este de California . Esta complicada evolución, especialmente a lo largo del segmento sur, es causada principalmente por la "Gran Curva" y/o una diferencia en el vector de movimiento entre las placas y la tendencia de la falla y sus ramas circundantes.
La falla fue identificada por primera vez en el norte de California por el profesor de geología de la Universidad de California en Berkeley, Andrew Lawson, en 1895 y le puso el nombre del valle circundante de San Andreas. Once años más tarde, Lawson descubrió que la falla de San Andrés se extendía hacia el sur, hasta el sur de California, después de revisar los efectos del terremoto de San Francisco de 1906 . El movimiento lateral a gran escala (cientos de millas) a lo largo de la falla fue propuesto por primera vez en un artículo de 1953 por los geólogos Mason Hill y Thomas Dibblee . Esta idea, que en su momento se consideró radical, ha sido reivindicada desde entonces por la tectónica de placas moderna . [dieciséis]
Los sismólogos descubrieron que la falla de San Andrés cerca de Parkfield en el centro de California produce constantemente un terremoto de magnitud 6,0 aproximadamente una vez cada 22 años. Después de los eventos sísmicos registrados en 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 y 1966, los científicos predijeron que ocurriría otro terremoto en Parkfield en 1993. Finalmente ocurrió en 2004 . Debido a la frecuencia de actividad predecible, Parkfield se ha convertido en una de las áreas más importantes del mundo para la investigación de grandes terremotos.
En 2004, comenzaron los trabajos justo al norte de Parkfield en el Observatorio Profundo de la Falla de San Andrés (SAFOD). El objetivo de SAFOD es perforar un agujero de casi 3 kilómetros (1,9 millas) en la corteza terrestre y en la falla de San Andrés. Se instalará una serie de sensores para registrar los terremotos que ocurran cerca de esta área. [17]
Un estudio de 2023 encontró un vínculo entre el nivel del agua en el lago Cahuilla (ahora Mar Salton ) y la actividad sísmica a lo largo de la falla de San Andrés en el sur. El estudio sugiere que los grandes terremotos a lo largo de esta sección de la falla coincidieron con altos niveles de agua en el lago. La carga hidrológica causada por los altos niveles de agua puede más que duplicar la tensión en la falla de San Andrés del sur, lo que probablemente sea suficiente para provocar terremotos. Esto puede explicar el período de tiempo anormalmente largo transcurrido desde el último gran terremoto en la región desde que el lago se secó. [18]
El sistema de falla de San Andrés ha sido objeto de una avalancha de estudios. En particular, las investigaciones científicas realizadas durante los últimos 23 años han dado lugar a unas 3.400 publicaciones. [19]
Un estudio publicado en 2006 en la revista Nature por Yuri Fialko, profesor asociado del Instituto de Geofísica y Física Planetaria Cecil H. e Ida M. Green del Instituto Scripps de Oceanografía , [21] encontró que la falla de San Andrés ha alcanzado un nivel de tensión suficiente para que ocurra un terremoto de magnitud superior a 7,0 en la escala de magnitud de momento . [22] Este estudio también encontró que el riesgo de un gran terremoto puede estar aumentando más rápidamente de lo que los científicos habían creído anteriormente. Además, el riesgo se concentra actualmente en la sección sur de la falla, es decir, la región alrededor de Los Ángeles, porque hace relativamente poco tiempo se produjeron fuertes terremotos en los segmentos central ( 1857 ) y norte ( 1906 ) de la falla, mientras que en la sección sur No se ha visto ninguna ruptura similar durante al menos 300 años. Según este estudio, un gran terremoto en esa sección sur de la falla de San Andrés resultaría en daños importantes al área metropolitana de Palm Springs – Indio y otras ciudades de los condados de San Bernardino , Riverside e Imperial en California, y el municipio de Mexicali en Baja California. . Se sentiría fuertemente (y potencialmente causaría daños significativos) en gran parte del sur de California , incluidas áreas densamente pobladas del condado de Los Ángeles , el condado de Ventura , el condado de Orange , el condado de San Diego , el municipio de Ensenada y el municipio de Tijuana , Baja California , San Luis Río Colorado. en Sonora y Yuma , Arizona . Los edificios más antiguos serían especialmente propensos a sufrir daños o derrumbarse, al igual que los edificios construidos sobre grava no consolidada o en zonas costeras donde los niveles freáticos son altos (y, por tanto, sujetos a licuefacción del suelo ). Sobre el estudio, Fialko afirmó:
Todos estos datos sugieren que la falla está lista para el próximo gran terremoto, pero no podemos decir exactamente cuándo se activará ni cuándo ocurrirá el terremoto. Podría ser mañana o dentro de 10 años o más. [21]
Sin embargo, en el17 años desde esa publicación no ha habido un terremoto sustancial en el área de Los Ángeles, y dos informes importantes emitidos por el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) han hecho predicciones variables sobre el riesgo de futuros eventos sísmicos. La capacidad de predecir grandes terremotos con suficiente precisión como para justificar mayores precauciones sigue siendo difícil de alcanzar. [23]
El pronóstico más reciente del Servicio Geológico de EE. UU. , conocido como UCERF3 (Pronóstico uniforme de ruptura sísmica de California 3), publicado en noviembre de 2013, estimó que se producirá un terremoto de magnitud 6,7 M o mayor (es decir, igual o mayor que el terremoto de Northridge de 1994 ). aproximadamente una vez cada 6,7 años en todo el estado. El mismo informe también estimó que existe un 7% de probabilidad de que ocurra un terremoto de magnitud 8,0 o mayor en los próximos 30 años en algún lugar a lo largo de la falla de San Andrés. [24] [ verificación fallida ] Un estudio diferente del USGS en 2008 intentó evaluar las consecuencias físicas, sociales y económicas de un gran terremoto en el sur de California. Ese estudio predijo que un terremoto de magnitud 7,8 a lo largo de la falla de San Andrés en el sur podría causar alrededor de 1.800 muertes y daños por 213.000 millones de dólares. [25]
Un artículo de 2008, que estudiaba terremotos pasados a lo largo de la zona costera del Pacífico, encontró una correlación en el tiempo entre los eventos sísmicos en el norte de la falla de San Andrés y la parte sur de la zona de subducción de Cascadia (que se extiende desde la isla de Vancouver hasta el norte de California). Los científicos creen que los terremotos en la zona de subducción de Cascadia pueden haber desencadenado la mayoría de los grandes terremotos en el norte de San Andrés en los últimos 3.000 años. La evidencia también muestra la dirección de la ruptura de norte a sur en cada uno de estos eventos correlacionados en el tiempo. Sin embargo, el terremoto de San Francisco de 1906 parece haber sido la excepción a esta correlación porque el movimiento de las placas fue principalmente de sur a norte y no fue precedido por un terremoto importante en la zona de Cascadia. [26]
La falla de San Andrés ha tenido algunos terremotos notables en tiempos históricos:
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