Kalifornien liegt auf einem tektonischen Schleudersitz: Mehrere Erdplatten bewegen sich hier seitlich aneinander vorbei und bilden ein komplexes Gefüge aus miteinander verbundenen Verwerfungen. In Südkalifornien findet der größte Teil dieser Plattenbewegung entlang des San-Andreas-Grabens und der San-Jacinto-Verwerfung statt. Sind sie verhakt, baut sich in diesen Verwerfungen so lange Spannung auf, bis das Gestein nachgibt und bricht – ein Erdbeben ist die Folge.
Nächstes Starkbeben längst überfällig
Ein solches Beben ist jedoch in Südkalifornien längst überfällig. Historische Bebendaten legen nahe, dass es an der San-Andreas- und San-Jacinto-Verwerfung etwa alle hundert Jahre zu einem starken Erdbeben kommt. Doch seit dem Fort-Tejon-Starkbeben der Magnitude 7,9 im Jahr 1857 herrscht an der südlichen San-Andreas-Verwerfung eine ominöse Ruhe. Zwar hat es seither kleinere Erdbeben an Seitenästen gegeben, nicht aber an den beiden Hauptverwerfungen Südkaliforniens.
„Diese langanhaltende Ruhe weckt die Sorge, dass das nächste Ereignis in dieser Region besonders stark und komplex sein könnte“, erklären Liliane Burkhard von der Universität Bern und ihre Kollegen. Sie haben daher die seismologisch-tektonische Lage entlang der San-Andreas- und der San-Jacinto-Verwerfung noch einmal genauer analysiert. Dafür werteten die Forschenden tausend Jahre zurückreichende Erdbebendaten für Südkalifornien aus und fütterten damit ein geophysikalisches Modell, das die Prozesse dreidimensional und über die Zeit hinweg rekonstruiert.
„Das Modell zeigt, wie jedes Erdbeben die Spannung auf benachbarten Verwerfungssegmenten verändert und wie sich die Spannung in den ruhigen Intervallen zwischen den Ereignissen wieder aufbaut“, erklärt Burkhard. „Indem wir die Erdbebengeschichte Südkaliforniens als Simulation durchführen, können wir abschätzen, wie stark das Verwerfungssystem heute belastet ist.“
Höchstwerte der letzten tausend Jahre
Die Auswertungen bestätigen die Gefahr: In den südkalifornischen Verwerfungen haben sich heute mehr Spannungen aufgestaut als jemals zuvor in den letzten tausend Jahren, wie Burkhard und ihre Kollegen ermittelten. Dies bestätigt, dass Los Angles und die benachbarten Ballungsräume auf einer seismologischen „Zeitbombe“ sitzen – im Untergrund braut sich ein neues Starkbeben zusammen. „Die Frage, wann und wie sich das nächste große Erdbeben in dieser Region ereignen wird, ist eines der dringendsten Probleme der angewandten Geowissenschaften“, betont Burkhard.
Ein Gebiet erweist sich dabei als seismologisch neuralgischer Punkt: der Cajon Pass nordöstlich von Los Angeles. „Zwar sieht man am Cajon Pass keine sichtbare Verbindung zwischen der San-Andreas- und der San-Jacinto-Verwerfung, aber dieses Gebiet gilt als das kritische Bindeglied zwischen beiden“, erklärt das Team. Ihren Analysen zufolge fungiert diese Kontaktstelle als „Erdbebentor“: Die Bedingungen an Cajon Pass entscheiden darüber, ob sich ein Erdbeben über beide Verwerfungen ausbreitet oder auf nur eine beschränkt bleibt.
„In den letzten tausend Jahren kam ein ‚Gate Open‘-Ereignis sechsmal vor“, berichten Burkhard und ihre Kollegen. Nur zweimal blieb das Erdbebentor geschlossen und stärkere Beben blieben auf eine der Verwerfungen beschränkt.
Entscheidendes „Erdbebentor“ am Cajon Pass
Doch welche Variante wird beim nächsten großen Beben in Südkalifornien eintreten? Reißen beide großen Verwerfungen zusammen auf oder nur eine von beiden? Auch dazu lieferten die seismologischen und geophysikalischen Daten neue Einblicke. Demnach spricht einiges dafür, dass das „Erdbebentor“ am Cajon Pass beim nächsten großen Beben sperrangelweit offenstehen könnte. Bricht demnach eine der beiden Verwerfungen, reißt dies auch die andere mit.
Der Grund dafür: Ob das „Erdbebentor“ zwischen San-Andreas- und San-Jacinto-Verwerfung blockiert oder verbindet, hängt vom Spannungsverhältnis beider Gräben ab, wie die Forschenden erklären. Steigt die Spannung in beiden Verwerfungen gleich stark an und liegt in einem ähnlich hohen Bereich, begünstigt dies eine seismologische Verbindung und damit auch ein gemeinsames Erdbeben.
Genau dies ist momentan der Fall: Der San-Jacinto-Abschnitt kurz vor dem Cajon Pass hat den Analysen zufolge eine Spannung von 3,6 Megapascal aufgestaut, im benachbarten Mojave-Süd-Abschnitt der San-Andreas-Verwerfung liegt sie bei 2,8 Megapascal. Dies ist ähnlich genug, um das „Erdbebentor“ bei einem künftigen Beben zu öffnen, so Burkhard und ihr Team.
Kommt das „Big One“?
„Was uns besorgt ist nicht nur, dass die Spannungen historische Höchstwerte erreichen, sondern dass sich die relativen Spannungsbedingungen zwischen den beiden Verwerfungssystemen nun dem Bereich nähern, in dem ein Erdbeben beide Systeme durchqueren kann“, sagt Burkhard. Ein gemeinsames Erdbeben der San-Andreas- und der San-Jacinto-Verwerfung wäre ein deutlich folgenschwereres Ereignis für die Region.
Die von einem solchen „Big One“ betroffene Region umfasst einige der am dichtesten besiedelten Gebiete der USA, darunter den Großraum Los Angeles, San Bernardino, Riverside und das Coachella Valley. Durch den Cajon Pass verlaufen zudem wichtige Autobahnen, Eisenbahnstrecken und Energieinfrastrukturen.
Allerdings: „Unsere Studie liefert keine Vorhersage, wann ein solches Erdbeben stattfinden wird. Was wir sagen können, ist, dass das System kritisch belastet ist und dass physikbasierte Modelle wie unseres mehr über die Szenarien verraten, auf die wir vorbereitet sein sollten“, betont Burkhard. „Diese Informationen sind wichtig für die Gefahrenabschätzung, die Infrastrukturplanung und die Notfallvorsorge.“
Quelle: Liliane Burkhard (Universität Bern) et al., Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2026; doi: 10.1029/2025JB033213
