Den californiske golf ligger i den nordlige ende af en enorm undervandsbjergkæde, der kaldes East Pacific Rise. Grundbilledet er modificeret fra NOAA-plakaten fra 1996, “Age of the Ocean Floor.”
Den californiske golf ligger i den nordligste ende af en enorm undervandsbjergkæde kaldet East Pacific Rise, som strækker sig over det sydøstlige Stillehav næsten til Antarktis. Langs en stor del af denne bjergkæde vælter lava op nedefra, hvilket får jordskorpen til at dele sig og danner det, geologerne kalder “spredningscentre.”
Aktive spredningscentre er brændpunkter for vulkansk aktivitet. De resulterende undervulkaner under vandet spreder lava over store områder af havbunden og danner kernen i den østlige Stillehavsforhøjning. Vand, der siver ned i disse lavastrømme, opvarmes, hvorefter det stiger tilbage mod havbunden og danner hydrotermiske (varmtvands-) sluser i havbunden. Gulvet i den californiske golf er fyldt med disse slamslukningssteder, hvoraf nogle sprøjter vand på over 300 grader celsius.
I løbet af millioner af år, når vulkansk skorpe breder sig udad på begge sider af et aktivt spredningscenter, begynder skorpen at afkøle og synke. Nogle gange spredes tilstødende dele af skorpen udad fra et spredningscenter med forskellig hastighed. Dette medfører, at der dannes revner i havbunden mellem skorpeafsnittene vinkelret på hovedaksen af spredningscentret. Geologer kalder disse revner for “transformforkastninger.”
Lige syd for den californiske golf bryder den østlige Stillehavsforhøjning op i en række små spredningscentre og transformforkastninger. Denne illustration viser den omtrentlige placering af nogle af disse træk. Pilene viser de relative bevægelser af jordskorpen ved nogle få spredningscentre og transformforkastninger (andre steder er tilsvarende). (Grundkort fra Google Earth. Tektoniske træk tilpasset fra Alvarez et al., Bathymetry and active geological structures in the Upper Gulf of California, Bol. Soc. Geol. Mex v.61 n.1, 2009)
Lige syd for mundingen af den californiske golf ændrer East Pacific Rise sig fra en række spredningscentre adskilt af transformforkastninger til en række transformforkastninger adskilt af små spredningscentre. Transformfejlene danner et zigzagmønster under havbunden i Golfen. I den nordlige ende af Golfen fortsætter en enkelt stor transformforkastning op mod nordvest, hvor den forbinder sig med San Andreas-forkastningssystemet.
Den østlige Stillehavsforhøjning er en “divergerende” pladegrænse, hvor store plader af jordskorpen (plader) bevæger sig væk fra hinanden. I nærheden af den californiske golf ændres pladernes relative bevægelse, således at de to plader (den nordamerikanske plade og Stillehavspladen) bevæger sig sidelæns og glider forbi hinanden. Det er denne “sidelæns” bevægelse, der har skabt de mange forandringsforkastninger i Golfen og San Andreas-forkastningssystemet i Californien. Kombinationen af sidelæns bevægelse og spredning har også åbnet mange dybe, aflange bassiner i golfens havbund.
Den Californiske Golf er et geologisk set ungt vandområde, der stadig bliver bredere og længere. Den blev sandsynligvis dannet for fem eller ti millioner år siden, da Baja California skred af fra det mexicanske fastland og begyndte at bevæge sig mod nordvest op langs Nordamerikas kyst. Om yderligere en million år eller deromkring vil golfen måske strække sig nordpå så langt mod nord som Salton Sea i Californien. Nogle geologer spekulerer i, at Baja California og dele af det sydlige Californien på et tidspunkt kan bryde helt af fra fastlandet og blive en ø.