A Kaliforniai-öböl egy hatalmas víz alatti hegység, a Kelet-csendes-óceáni emelkedés északi végén fekszik. A NOAA 1996-os, “Age of the Ocean Floor” (Az óceánfenék kora) című poszteréből módosított alapkép
A Kaliforniai-öböl egy hatalmas víz alatti hegyvonulat, a Kelet-csendes-óceáni kiemelkedés legészakibb végén helyezkedik el, amely a Csendes-óceán délkeleti részén szinte az Antarktiszig húzódik. E hegyvonulat nagy része mentén láva tör fel alulról, ami a földkéreg széthasadását okozza, és kialakítja a geológusok által “terjedési központoknak” nevezett területeket.”
Az aktív terjedési központok a vulkáni tevékenység melegágyai. Az így keletkező víz alatti vulkánok lávát szórnak a tengerfenék nagy területeire, és a kelet-csendes-óceáni emelkedés magját alkotják. Az ezekbe a lávafolyamokba beszivárgó víz felmelegszik, majd a tengerfenék felé emelkedik vissza, hidrotermális (forróvizes) nyílásokat képezve a tengerfenéken. A Kaliforniai-öböl feneke tele van ilyen nyílásokkal, amelyek némelyikéből több mint 300 Celsius-fokos víz ömlik.
Amint a vulkáni kéreg évmilliók során egy aktív terjedési központ mindkét oldalán kifelé terjed, a kéreg hűlni és süllyedni kezd. Néha a kéreg szomszédos részei különböző sebességgel terjeszkednek kifelé a terjedési központból. Ennek következtében a kéregszakaszok között, a terjedési központ főtengelyére merőlegesen, repedések keletkeznek a tengerfenéken. A geológusok ezeket a repedéseket “transzformációs töréseknek” nevezik.”
A Kaliforniai-öböltől délre a Csendes-óceán keleti emelkedése kis terjedési központok és transzformációs törések sorozatára szakad. Ez az ábra néhány ilyen jellegzetesség hozzávetőleges helyét mutatja. A nyilak a kéreg relatív mozgását mutatják néhány terjedési központnál és transzformációs törésnél (a többi hely hasonló). (A Google Earth alaptérképe. Tektonikai jellemzők az Alvarez et al., Bathymetry and active geological structures in the Upper Gulf of California, Bol. Soc. Geol. Mex v.61 n.1, 2009)
A Kaliforniai-öböl torkolatától délre a kelet-csendes-óceáni emelkedés transzformációs törésekkel elválasztott terjedési központok sorozatából kisebb terjedési központokkal elválasztott transzformációs törések sorozatává változik. A transzformációs törések cikkcakkos mintázatot alkotnak az Öböl tengerfenékének alján. Az Öböl északi végén egyetlen nagy transzformációs törés folytatódik északnyugat felé, ahol csatlakozik a San Andreas törésrendszerhez.
A Csendes-óceán keleti emelkedése egy “divergens” lemezhatár, ahol a földkéreg hatalmas lemezei (lemezek) távolodnak egymástól. A Kaliforniai-öböl közelében a lemezek egymáshoz viszonyított mozgása megváltozik, így a két lemez (az Észak-Amerikai és a Csendes-óceáni lemez) oldalirányban mozog, egymás mellett csúszik el. Ez az “oldalirányú” mozgás hozta létre az öbölben a számos transzformációs törést, valamint a San Andreas törésrendszert Kaliforniában. Az oldalirányú mozgás és a terjedés kombinációja számos mély, hosszúkás medencét is megnyitott az öböl tengerfenékén.
A Kaliforniai-öböl egy geológiailag fiatal víztest, amely még mindig szélesedik és hosszabbodik. Valószínűleg öt-tízmillió évvel ezelőtt alakult ki, amikor Baja California levált a mexikói szárazföldről, és északnyugat felé kezdett mozogni Észak-Amerika partjainál. Körülbelül további egymillió év múlva az öböl észak felé egészen a kaliforniai Salton-tengerig terjedhet. Egyes geológusok úgy vélik, hogy Baja California és Dél-Kalifornia egyes részei végül teljesen elszakadhatnak a szárazföldtől, és szigetté válhatnak.