mini|300px|Die Karte des USGS (United States Geological Survey) zeigt die Verwerfungen am Rande der Pazifischen und der Nordamerikanischen Platte.Die Hayward-Verwerfungszone ist eine geologische Transformstörung mit dem Potential zu Erdbeben von erheblichem Ausmaß und Zerstörung. Die Verwerfung ist ca. 119 km lang und liegt in erster Linie entlang der westlichen Basis der Hügel auf der Ostseite der Bucht von San Francisco. Sie durchläuft dicht besiedelte Gebiete beginnend in der Nähe Richmond im Norden, weiter Richtung Süden über El Cerrito, Berkeley, Oakland, San Leandro, Hayward, Union City, Fremont und bis San Jose.
Westlich parallel dazu liegt der berühmte (und wesentlich längere) Nachbar, die San-Andreas-Verwerfung, welcher allerdings zum Teil vor der Küste im Meer liegt und die San-Francisco-Halbinsel durchläuft. Im Süden der Hayward-Verwerfungszone liegt die Calaveras-Verwerfung. Im Jahr 2007 entdeckte man, dass die Hayward-Verwerfung östlich von San Jose in einer Tiefe von 6,4 km in die Calaveras-Verwerfung übergeht und das Potential hat, deutlich stärkere Erdbeben zu erzeugen als bisher angenommen. Einige Geologen schlugen deswegen vor, die südlich gelegene Calaveras-Verwerfung in Südliche Hayward-Verwerfung umzubenennen.
Nördlich der Bucht von San Pablo liegt die Rodgers-Creek-Verwerfung, welche unterhalb der Bucht eine Verbindung zur Hayward-Verwerfung hat. Und auch die etwas weiter nördliche Maacama-Transformstörung wird als Teil und Subsystem der Hayward-Verwerfungszone betrachtet.
Während die San-Andreas-Verwerfung die wichtigste Grenze der Transformstörung zwischen der Pazifischen und der Nordamerikanischen Platte darstellt, hat auch die Hayward-Störung einen gewissen Anteil an der Gesamtbewegung zwischen den Platten.
Tektonik links|mini|250px|Relative Plattenbewegungen in Nordamerika zeigen, dass die San Francisco Bay Area zentral in der Transformstörung der San-Andreas-Verwerfung liegt. Die Pazifische Platte ist ein wichtiger Teil der Erdkruste, die sich nach und nach durch den Ausbruch von Magma in Richtung Südosten entlang des Ostpazifischen Rückens erweitert und vergrößert. Im Nordwesten schiebt sie sich unter die Nordamerikanische Platte und bildet in der dortigen Subduktionszone den Aleutengraben. In Kalifornien gleitet die Platte nordwestwärts entlang der Transformationsgrenze der San-Andreas-Verwerfung. Gleichzeitig bewegt sich die Nordamerikanische Platte in südwestliche, aber relativ zur Störung betrachtet, in südöstliche Richtung. Die Bewegung des westlichen Teils der Nordamerikanischen Platte erzeugt eine gewisse Kraft entlang der San-Andreas-Verwerfung und den damit verbundenen Störungen und hilft somit die an der nordamerikanischen Pazifikküste liegenden Gebirgsketten und andere parallel landeinwärts gelegene Gebirgszüge westlich des Kalifornischen Längstals zu heben, in dieser Region ist dies vor allem das Diablo-Gebirge. Die Hayward-Störung zeigt die gleichen relativen Bewegungen wie die San Andreas-Verwerfung. Wie bei anderen Störungen wird ein Großteil der Auswirkungen der Hayward-Verwerfung von einer schmalen komplexen Deformationszone gebildet, die sich bis zu einige hundert Meter in der Breite erstrecken kann.
Die Transformationsgrenze der San-Andreas-Verwerfung ist nicht komplett geradlinig und die Spannungen zwischen der Pazifischen und Nordamerikanischen Platte sind über einen weiten Teil im Westen verteilt und erstrecken sich bis zur Ostseite der Sierra Nevada. Die Hayward-Verwerfung ist gemeinsam mit der Calaveras-Störung im Osten und der San-Gregorio-Verwerfung westlich der San-Andreas-Störung eine der sekundären Störungen in dieser diffusen Zone.
Der gesamte Störungszone, einschließlich der Rodgers-Creek-Störung, wird von Seismologen in drei Segmente unterteilt – Rodgers Creek, Nord-Hayward und Süd-Hayward. Es wird erwartet, dass diese Segmente einzeln oder in benachbarten Paaren Erdbeben unterschiedlicher Größenordnung erzeugen. Der Verband der Bay Area Regierungen (Association of Bay Area Governments, ABAG) hat gemeinsam mit anderen Regierungsbehörden die Analyse der örtlichen Gegebenheiten und die Erstellung von Karten gefördert, welche das zerstörerische Potential dieser Erdbeben zeigen sollen.
Zwar gibt es Anzeichen dafür, dass ein starkes Erdbeben in einer nahe gelegenen, parallelen Verwerfung Spannungen abbauen kann und so auch eine Verringerung der kurzfristigen Wahrscheinlichkeit eines Erdbebens herbeiführt, allerdings scheint in Bezug auf benachbarte Segmente das Gegenteil der Fall zu sein. Ein Abbau von Spannung in einem großen Segment kann im Wesentlichen die Wahrscheinlichkeit eines Erdbebens in einer benachbarten Verwerfung erhöhen und somit auch die Wahrscheinlichkeit von zwei großen regionalen Erdbeben innerhalb von wenigen Monaten steigern.
mini|Wahrscheinlichkeitsverteilung von Erdbeben in der San Francisco Bay Area
Rodgers-Creek-Verwerfung Die Verbindung zwischen der Rodgers-Creek-Verwerfung und der Hayward-Verwerfung war bis 2015 unklar, als eine Untersuchung des Untergrunds der Bucht von San Pablo aufzeigte, dass die Enden der beiden Störungen nahtlos zwischen Point Pinole und Lower Tubbs Island verbunden sind. Eine frühere, alternative Hypothese besagte, dass die Hayward-Verwerfung und Rodgers-Creek-Störung wahrscheinlich durch eine Reihe von gestaffelten Verwerfungsstränge unter der Bucht von San Pablo verbunden sind. Die neuen Erkenntnisse bedeuteten, dass das Rodgers-Hayward-System gemeinsam ein Beben mit einer Stärke von bis zu 7,2 erzeugen könnte. Es wird auch für möglich gehalten, dass ein großes seismisches Ereignis in einer der beiden Verwerfung auch eine Bewegung in der anderen Störung, entweder gleichzeitig oder innerhalb eines Intervalls von bis zu mehreren Monaten, hervorrufen könnte. Der Verband der Bay Area Regierungen ließ Karten erstellen, die ein mögliches gleichzeitiges Szenario darstellen (siehe unten).
Calaveras-Verwerfung Es wird angenommen, dass die Calaveras-Verwerfung sich kontinuierlich vom Sunol Gebiet bis südlich nach Hollister zieht. Lange ging man davon aus, dass es keine Verbindung zwischen der Hayward- und der Calaveras-Störung gibt. Jüngste geologische Studien (insbesondere die Prüfung von sehr kleinen und tiefen Erdbeben) deuten aber darauf hin, dass die beiden Störungen miteinander verbunden sein könnten. Wenn das stimmt, hätte dies erhebliche Auswirkungen auf die potenzielle maximale Stärke von Erdbeben in der Hayward-Verwerfung, da diese Kraft von der maximalen Länge der Bruchlinie der Störung bestimmt wird und dieser Bruch sich über den Verbindungspunkt hinaus erstrecken und so einen Teil der Calaveras-Störung umfassen könnte. (Dieses Potential wird in den unten dargestellten Karten der Erdbebenstärken nicht gezeigt.)
Erdbeben Das größte Beben der Hayward-Verwerfung seit es Aufzeichnungen gibt, trat mit einer geschätzten Magnitude von 7,0 im Jahr 1868 auf. Es trat im südlichen Abschnitt der Störung auf und erhielt seinen Namen (einige Jahrzehnte später) von der im Entstehen begriffenen Stadt Hayward, wo man das Epizentrum des Bebens vermutete. Allerdings verursachte das Beben von 1868 großen Schaden in der gesamten, damals dünn besiedelten Bay Area, einschließlich der Stadt San Francisco. In der Tat wurde das Ereignis von 1868, bis zum größeren Beben im Jahr 1906, als „Great San Francisco earthquake“ bekannt.
Viele Seismologen sind der Meinung, dass das Erdbeben von 1906 in San Francisco, das in der San-Andreas-Störung aufgetreten ist, die Spannung in der Bay Area in vielen Störungen, einschließlich der Hayward-Verwerfung, reduzierte und einen „Erdbeben Schatten“ erzeugte: eine Ruheperiode nach einem schweren Erdbeben. Seit dem Ereignis von 1906 in der San-Andreas-Verwerfung gab es in der Hayward-Störung keine weiteren mäßig starken Erdbeben, wie sie vor diesem Erdbeben gesehen wurden. Es scheint wahrscheinlich, dass diese ruhige Zeit im Erdbeben Schatten enden wird, so wie es durch die Geschwindigkeit der Plattenbewegung und den Spannungszustand von anderen Störungen in der Region angezeigt wird.
Die folgende Tabelle listet chronologisch alle historischen Erdbeben der Hayward-Verwerfungszone mit einer Magnitude größer als 5,5 auf. JahrStadtDatumMagnitude (ML)EpizentrumAnmerkungen1864South Hayward Area21. Mai 18645,81868Hayward21. Oktober 18686,8 bis 7,030 Tote und 350.000 US-Dollar Sachschaden1870Berkeley2. April 18705,81889Alameda County (jetzt East Oakland Area)31. Juli 18895,6 Das Erdbeben von 1868 ereignete sich einige Zeit bevor die östliche Region der San Francisco Bay Area umfangreich urbanisiert wurde. Im darauffolgenden Jahr 1869 wurde mit dem William Meek Estate eine der ersten Entwicklungen in diesem Gebiet auf 12 km² Land gebaut und als Cherryland District of Eden Township bekannt. Aktuelle Renovierung des Meek Mansion haben gezeigt, dass, mit dem Erdbeben von 1868 noch frisch in den Köpfen der Bewohner jener Zeit, einige ungewöhnliche Diagonalaussteifung in die ursprünglichen Konstruktion eingebaut wurden. Obwohl seine Stärke kleiner war als das Erdbeben von 1906 in San Francisco, dürfte die erlebte Intensität in der Hayward Region größer gewesen sein als 1906, bedingt durch die Nähe der Hayward-Verwerfung.
Frühere Erdbeben wurden durch Trench Exposure und zugehörige Radiokarbondatierungen nachgewiesen. In Kombination mit den historischen Aufzeichnungen zeigt sich, dass die letzten fünf wichtigsten Ereignisse in den Jahren 1315, 1470, 1630, 1725 und 1868 mit Intervalle von etwa 140 Jahren stattfanden.
Wahrscheinlichkeit zukünftiger Ereignisse Wissenschaftler des United States Geological Survey (USGS) behaupten, dass ein großes Erdbeben in der Zone „immer wahrscheinlicher“ wird. Wenn das nächste große Erdbeben in der Störung auftritt, werden die Beschädigungen von katastrophalem Ausmaß sein. In der Region gibt es Immobilien im Wert von mehr als 1,5 Billionen US-Dollar und würde das Erdbeben von 1868 erneut auftreten, wäre ein Schaden von mehr als 165 Milliarden US-Dollar wahrscheinlich. Da die Verwerfung durch dicht besiedelte Gebiete läuft, würden mehr als 5 Millionen Menschen direkt betroffen sein und 2,4 Millionen Menschen, die in der kalifornischen San Francisco Bay Area leben, könnten von Wasser abgeschnitten werden.
Die Wahrscheinlichkeit für ein schweres Erdbeben in der Hayward-Verwerfung innerhalb der nächsten 30 Jahre wurde auf fast 30 % geschätzt Im Vergleich dazu liegt die Wahrscheinlichkeit für die San-Andreas-Verwerfung bei etwa 20 %, wobei dort größere Erdbeben entstehen können, diese sind aber weiter weg von einem wesentlichen Teil der urbanisierten Regionen der Bay Area. Jüngste (Januar 2008) Einschätzungen deuten darauf hin, dass die Wahrscheinlichkeit für Erdbeben in den Hayward-, Rodgers-Creek- und Calaveras-Störungen in den nächsten Jahrzehnten größer ist, als bisher angenommen.
links|mini|259px|Satellitenfoto des USGS der San Francisco Bay Area. Schwach grau markierte Bereiche zeigen stark urbanisierte Regionen.