O defecțiune în cascadă este o condiție a sistemelor interconectate atunci când defecțiunea unei părți sau a unei componente poate duce la o defecțiune în zonele conexe ale sistemului care se propagă până la punctul de defecțiune generală a sistemului. Există multe tipuri de evenimente de defecțiuni în cascadă care pot apărea în sisteme naturale și create de om, de la sisteme electrice și computerizate la sisteme politice, economice și ecologice. Domeniul de cercetare cunoscut sub numele de știința complexității încearcă să definească cauzele fundamentale pentru astfel de eșecuri, astfel încât să construiască garanții care ar putea fi capabile să le prevină în viitor.
Un tip comun, dar greu de prezis, de eveniment de defecțiune în cascadă este un singur punct de defecțiune, în care o componentă eșuează și duce în mod inexplicabil la un efect domino, declanșând o răspândire rapidă a stării în alte părți ale sistemului. Un exemplu în acest sens a avut loc în 1996 în Statele Unite, când o linie electrică din statul Oregon a eșuat și a declanșat o defecțiune masivă a rețelei electrice în toate statele din vestul SUA și Canada, afectând între 4,000,000 și 10,000,000 de clienți. Când linia de transport a eșuat, a făcut ca rețeaua electrică regională să se spargă în insule de transmisie separate care nu au fost capabile să facă față sarcinii crescute și apoi a eșuat, ducând la prăbușirea întregului sistem. O defecțiune similară în cascadă a avut loc în statul Ohio din mijlocul vestului SUA în 2003, ceea ce a dus la cea mai mare întrerupere a electricității din istoria SUA.
Adesea, o defecțiune în cascadă implică mai multe sisteme care eșuează din cauza efectului fluture, unde un eveniment aparent foarte mic se răspândește pentru a produce unul mult mai mare. Un exemplu în acest sens este prăbușirea unui avion DC-10 deasupra Parisului, Franța, în 1974, ucigând pe toți cei aflați la bord. O investigație ulterioară a cauzei accidentului a relevat că o ușă a compartimentului de marfă nu fusese bine fixată. Bărbatul cel mai direct responsabil pentru acest lucru se presupune că nu putea citi engleza și, prin urmare, nu putea citi instrucțiunile pentru fixarea corectă a ușii.
Designul tehnic al ușii de marfă a permis ca aceasta să fie închisă fără ca zăvoarele să fie complet cuplate. Pe măsură ce aeronava a urcat la 13,000 de picioare (3,962 de metri), presiunea internă a făcut ca ușa să cedeze, iar decompresia explozivă din jurul ușii, în timp ce a explodat comenzile hidraulice deteriorate din zonă, ceea ce i-a făcut pe piloți să piardă în cele din urmă controlul complet asupra aeronave. Cauza principală a unei astfel de eșecuri în cascadă este dificil de determinat. Se întinde pe regiunile educației, politici guvernamentale pentru angajarea imigranților, proiecte de inginerie pentru hidraulice și avionică și sisteme informale de sprijin social în mediul de lucru.
Rețelele electrice ale sistemelor de înaltă tensiune sunt cel mai notabil exemplu de evenimente mari de defecțiuni în cascadă, dar defecțiunile în sistemele mari nu sunt rare. De la blocajele de trafic la accidente pe piață sau incendii de pădure care încep cu o singură scânteie, blocările mari ale sistemului sunt adesea un rezultat direct al ceea ce este cunoscut sub numele de eveniment de defecțiune bizantin, în care un element al unui sistem se defectează într-un mod neobișnuit, continuând adesea să se defecteze. funcționează și corupându-și mediul înainte de a se închide complet. Astfel de evenimente dezvăluie o condiție de bază a tuturor sistemelor complexe descrise de teoria haosului, care este aceea a dependenței sensibile. Se așteaptă ca fiecare parte a unui sistem să se comporte într-un anumit interval de parametri și, atunci când se îndepărtează din acest interval, poate declanșa o reacție în lanț care modifică comportamentul întregului sistem.
Sindromul Kessler este un exemplu dintre multele în care știința încearcă să treacă înaintea curbei și să prezică un eșec în cascadă înainte ca acesta să apară. Bazat pe teoriile lui Donald Kessler din 1978, un om de știință american care lucrează pentru Administrația Națională de Aeronautică și Spațiu (NASA), acesta prezintă efectele coliziunii obiectelor pe orbita joasă a Pământului (LEO). Astfel de coliziuni de-a lungul timpului vor alimenta o creștere exponențială a numărului de particule mici din LEO, cunoscută sub numele de centură de resturi, făcând călătoriile în spațiu mult mai riscante decât înainte. Peste 500,000 de bucăți de resturi pe orbită care călătoresc cu până la 17,500 de mile pe oră (28,164 de kilometri pe oră) sunt urmărite în mod continuu începând cu 2011, pentru a evita viitoarele coliziuni catastrofale. O particulă la fel de mică ca o marmură ar putea provoca daune ireparabile unei nave spațiale militare sau științifice la impact, ducând la posibile decese sau impacturi politice și ecologice de proporții neprevăzute.