Kaliforniabukten ligger i den norra änden av en enorm undervattensbergskedja som kallas East Pacific Rise. Basbilden är modifierad från NOAA:s affisch ”Age of the Ocean Floor” från 1996.
Kaliforniska golfen ligger i den nordligaste änden av en enorm undervattensbergskedja som kallas East Pacific Rise och som sträcker sig över sydöstra Stilla havet nästan ända till Antarktis. Längs en stor del av denna bergskedja strömmar lava upp underifrån, vilket gör att jordskorpan splittras och bildar vad geologer kallar ”spridningscentra”.
Aktiva spridningscentra är heta brännpunkter för vulkanisk aktivitet. De resulterande undervattensvulkanerna sprider lava över stora områden av havsbotten och bildar kärnan i East Pacific Rise. Vatten som sipprar ner i dessa lavaströmmar värms upp och stiger sedan tillbaka mot havsbotten och bildar hydrotermiska (varmvatten) skorstenar i havsbotten. Golfen i Kaliforniensbukten är full av dessa skorstenar, av vilka vissa sprutar vatten med en temperatur på över 300 grader Celsius.
Under miljontals år börjar skorpan svalna och sjunka när den vulkaniska skorpan sprider sig utåt på vardera sidan av ett aktivt spridningscentrum. Ibland sprider sig intilliggande delar av skorpan utåt från ett spridningscentrum i olika takt. Detta leder till att det bildas sprickor i havsbotten mellan skorpans sektioner, i rät vinkel mot spridningscentrets huvudaxel. Geologer kallar dessa sprickor för ”transformförkastningar.”
Just söder om Kaliforniabukten bryts den östra Stillahavshöjningen upp i en serie små spridningscentra och transformförkastningar. Den här illustrationen visar den ungefärliga placeringen av några av dessa funktioner. Pilar visar skorpans relativa rörelser vid några spridningscentra och transformförkastningar (andra platser är liknande). (Grundkarta från Google Earth. Tektoniska drag anpassade från Alvarez et al., Bathymetry and active geological structures in the Upper Gulf of California, Bol. Soc. Geol. Mex v.61 n.1, 2009)
Just söder om Kaliforniensbuktens mynning förändras East Pacific Rise från en serie spridningscentra separerade av transformförkastningar till en serie transformförkastningar separerade av små spridningscentra. Transformationsförkastningarna bildar ett sicksackmönster under golfens havsbotten. I norra änden av golfen fortsätter en enda stor transformationsförkastning upp mot nordväst, där den ansluter till San Andreas-förkastningen.
Den östra Stillahavshöjningen är en ”divergerande” plattgräns, där enorma plattor av jordskorpan (plattor) rör sig bort från varandra. Nära Kaliforniabukten ändras plattornas relativa rörelse så att de två plattorna (den nordamerikanska plattan och Stillahavsplattan) rör sig i sidled och glider förbi varandra. Det är denna ”sidoförflyttning” som har skapat de många omvandlingsförkastningarna i golfen, liksom San Andreas-förkastningen i Kalifornien. Kombinationen av sidoförflyttning och spridning har också öppnat upp många djupa, långsträckta bassänger i golfens havsbotten.
Kaliforniska golfen är en geologiskt ung vattenmassa som fortfarande växer sig bredare och längre. Den bildades troligen för fem eller tio miljoner år sedan, när Baja California skars av från det mexikanska fastlandet och började röra sig nordvästligt upp längs Nordamerikas kust. Om ytterligare en miljon år eller så kan golfen sträcka sig norrut så långt norrut som till Salton Sea i Kalifornien. Vissa geologer spekulerar i att Baja California och delar av södra Kalifornien så småningom skulle kunna bryta sig loss från fastlandet helt och hållet och bli en ö.