वैज्ञानिकों ने पिछले हज़ार वर्षों में भूकंपीय गतिविधि के इतिहास को फिर से बनाने के लिए भौतिक मॉडलिंग का उपयोग किया और पाया कि दक्षिणी कैलिफ़ोर्निया में कई महत्वपूर्ण दोष वर्तमान में असामान्य रूप से उच्च टेक्टोनिक तनाव जमा कर रहे हैं। यह ऊर्जा मुख्य रूप से सैन एंड्रियास फॉल्ट और सैन जैसिंटो फॉल्ट पर केंद्रित है, जो मिलकर प्रशांत प्लेट और उत्तरी अमेरिकी प्लेट के बीच सापेक्ष गति को सहन करते हैं। लॉस एंजिल्स के उत्तर-पूर्व में काजोन दर्रे में, दो दोष एक जटिल टेक्टोनिक चौराहे में परिवर्तित हो जाते हैं, जिसने लंबे समय से भूकंपविज्ञानियों का ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि एक दोष पर टूटना दूसरे में "पार" हो सकता है।
1857 में 7.9 तीव्रता वाले फोर्ट तेजोन भूकंप के बाद से लॉस एंजिल्स क्षेत्र में समान तीव्रता का कोई बड़ा भूकंप नहीं आया है, लेकिन गहरी परत में तनाव धीरे-धीरे बढ़ रहा है। "सापेक्षिक शांति" की इस लंबी अवधि का मतलब शोधकर्ताओं की नजर में सुरक्षा नहीं है, बल्कि यह बढ़ते संभावित खतरों का संकेत है। नवीनतम शोध का नेतृत्व बर्न विश्वविद्यालय में भौतिकी संस्थान में अंतरिक्ष अनुसंधान और ग्रह विज्ञान विभाग से डॉ. लिलियाना बर्कहार्ड ने किया था, और मनोआ में हवाई विश्वविद्यालय, अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण पासाडेना भूकंप विज्ञान केंद्र और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो में स्क्रिप्स इंस्टीट्यूशन ऑफ ओशनोग्राफी जैसे संस्थानों के सहयोग से पूरा किया गया था।
टीम ने त्रि-आयामी अंतरिक्ष और समय में दोषों के विकास का अनुकरण करने के लिए एक "चार-आयामी" भूकंप चक्र भौतिक मॉडल बनाया, और मॉडल में लगभग एक हजार वर्षों की भूकंप घटनाओं के अनुक्रम को इनपुट किया। यह ऐतिहासिक रिकॉर्ड विभिन्न प्रकार के भूवैज्ञानिक और पर्यावरणीय सुरागों से आता है, जिसमें रेडियोकार्बन डेटिंग, वृक्ष वलय विसंगतियाँ और ऐतिहासिक सतह के टूटने के रिकॉर्ड शामिल हैं, ताकि जितना संभव हो सके बड़े भूकंपों के समय और पैमाने को बहाल किया जा सके। मॉडल प्रत्येक भूकंप के कारण आसन्न दोष खंडों के तनाव वितरण में परिवर्तनों को क्रमिक रूप से ट्रैक करता है, भूकंप के अंतराल के दौरान तनाव के निरंतर संचय को रिकॉर्ड करता है, और एक बड़े भूकंप के बाद पृथ्वी की पपड़ी के गहरे हिस्सों में धीमी विश्राम प्रक्रिया का अनुकरण करता है।
मॉडलिंग के नतीजे बताते हैं कि दक्षिणी कैलिफ़ोर्निया में संबंधित दोषों पर वर्तमान टेक्टोनिक तनाव पिछले हज़ार वर्षों में उच्चतम स्तर तक पहुंच गया है या उससे अधिक हो गया है। अध्ययन में विशेष रूप से बताया गया है कि काजोन दर्रा एक विशिष्ट "भूकंप द्वार" है, यानी, यह गलती चौराहा क्षेत्र एक महत्वपूर्ण क्षण में निर्धारित करेगा कि क्या बड़े पैमाने पर टूटना एक निश्चित गलती पर रुक जाएगा, या गलती प्रणालियों के दो सेटों के माध्यम से चलेगा और एक बड़े पैमाने पर लिंकेज घटना में विकसित होगा। ऐतिहासिक रूप से, दो स्थितियाँ घटित हुई हैं: 1812 राइटवुड भूकंप काजोन दर्रे से होकर गुजरा और लगातार सैन एन्ड्रेस और सैन जैसिंटो भ्रंशों को तोड़ता रहा; जबकि 1857 का फोर्ट तेजोन भूकंप यहीं समाप्त हो गया और सैन जैसिंटो फ़ॉल्ट को प्रभावित नहीं किया।
बर्कहार्ड ने कहा कि काजोन दर्रा केवल भूकंपों को "अवरुद्ध" या "चैनल" नहीं करता है, बल्कि बदलती तनाव स्थितियों पर प्रतिक्रिया करता है। अध्ययन में पाया गया कि यह निर्धारित करने की कुंजी कि क्या कोई टूटना "भूकंप द्वार" को पार कर सकता है, न केवल एक निश्चित गलती पर तनाव में निहित है, बल्कि इसमें भी है कि क्या दो गलती प्रणालियों में तनाव एक साथ बढ़ता है। जब सैन एंड्रियास फॉल्ट और सैन जैकिंटो फॉल्ट एक ही समय में उच्च तनाव की स्थिति में होते हैं, और तनाव परिमाण समान होते हैं, तो यह दोनों के बीच टूटने के माध्यम से बड़े पैमाने पर गठन के लिए अधिक अनुकूल होता है; इसके विपरीत, यदि दो तनाव समकालिक नहीं हैं, तो दरार चौराहे पर समाप्त होने की अधिक संभावना है।
वर्तमान मॉडल का अनुमान है कि सैन जैकिंटो-बर्नार्डिनो खंड पर कूलम्ब तनाव लगभग 3.6 एमपीए है, जो एक हजार वर्षों के सिमुलेशन में देखी गई किसी भी चीज़ से अधिक है। सैन एंड्रियास फॉल्ट के निकटवर्ती मोजावे दक्षिणी खंड में तनाव लगभग 2.8 एमपीए है, जो उच्च स्तर पर भी है और पहले से बहुत अलग नहीं है। यह पैटर्न, जिसमें दो दोष खंड एक ही समय में अत्यधिक लोड होते हैं और समान तनाव होते हैं, अक्सर पिछले रिकॉर्ड में दोषों के दोनों सेटों में बड़े टूटने की घटनाओं के अनुरूप होता है, जिससे अनुसंधान टीम भविष्य के क्षेत्रीय भूकंप परिदृश्यों के बारे में विशेष रूप से सतर्क हो जाती है।
यदि भविष्य में कोई बड़ा भूकंप सैन एंड्रियास या सैन जैकिंटो दोषों के एक तरफ से टूट जाता है और काजोन दर्रे में दोषों के दो सेटों को सफलतापूर्वक जोड़ देता है, तो प्रभाव एक एकल दोष तक सीमित घटना से कहीं अधिक बड़ा होगा। खतरे वाले क्षेत्रों में संयुक्त राज्य अमेरिका के कुछ सबसे घनी आबादी वाले और बुनियादी ढांचे-गहन गलियारे शामिल हैं, जैसे कि लॉस एंजिल्स क्षेत्र, सैन बर्नार्डिनो, रिवरसाइड और कोचेला घाटी। कहुन दर्रा अपने आप में एक महत्वपूर्ण परिवहन धमनी है, जो कई राजमार्गों, रेलवे और ऊर्जा संचरण ट्रंक लाइनों को ले जाती है। एक बार जब यह थ्रू-ब्रेक का सामना करता है, तो इसका परिवहन और ऊर्जा नेटवर्क पर गंभीर प्रभाव पड़ेगा।
बर्कहार्ड ने कहा कि अगला बड़ा दक्षिणी कैलिफोर्निया भूकंप कब और कैसे आएगा, यह व्यावहारिक भूविज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण प्रश्नों में से एक है। टीम द्वारा विकसित भौतिक मॉडल वर्तमान गलती प्रणाली की तनाव स्थिति की एक स्पष्ट मात्रात्मक तस्वीर प्रदान करता है, और यह विश्लेषणात्मक ढांचा संभावित भूकंप जोखिमों का आकलन करने के लिए न केवल कैलिफ़ोर्निया बल्कि दुनिया भर के अन्य जटिल गलती चौराहे क्षेत्रों पर भी लागू होता है। उन्होंने इस बात पर भी जोर दिया कि यह अध्ययन भूकंप आने के समय की प्रत्यक्ष भविष्यवाणी नहीं है, बल्कि यह बताता है कि वर्तमान प्रणाली "गंभीर भार" स्थिति में है, और आपदा रोकथाम और कटौती योजना में विभिन्न संभावित परिदृश्यों को शामिल करने की आवश्यकता है।
शोधकर्ताओं के अनुसार, समान भौतिक मॉडलिंग विधियों के माध्यम से, लोग दीर्घकालिक टेक्टोनिक तनाव की संचय प्रक्रिया और प्रमुख गलती चौराहे क्षेत्रों के "गेटिंग" प्रभाव को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं, जिससे जोखिम मूल्यांकन, बुनियादी ढांचे साइट चयन और सुदृढ़ीकरण, और आपातकालीन तैयारी के लिए वैज्ञानिक आधार प्रदान किया जा सकता है। संबंधित पेपर का शीर्षक "काजोन पास और दक्षिणी सैन एंड्रियास फॉल्ट सिस्टम: भूकंप चक्रीय तनाव संचय और वर्तमान लोडिंग स्थितियां" है और इसे "जर्नल ऑफ जियोफिजिकल रिसर्च: सॉलिड अर्थ" में प्रकाशित किया गया था। इस पर बर्न विश्वविद्यालय और कई अमेरिकी अनुसंधान संस्थानों द्वारा संयुक्त रूप से हस्ताक्षर किए गए थे, और इसे कैलिफोर्निया राज्य भूकंप केंद्र और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित किया गया था।