Die Ursache von Erdbeben ist die Bewegung der Platten. Diese schwimmen auf dem zähflüssigen Material des Erdmantels, dessen Strömungen sie antreiben wie ein Motor. Dort, wo zwei Platten aneinander grenzen, können sich ihre Gesteinsmassen verhaken und ins Stocken geraten. Das Problem ist: Die Strömung im Erdinneren treibt sie weiter an. Dadurch entstehen enorme Spannungen zwischen den beiden Platten. Werden die Spannungen irgendwann zu groß, bewegt sich eine der Platten ruckartig vorwärts. Die Spannung entlädt sich: die Erde bebt.

Häufig geschehen Erdbeben dort, wo zwei Platten mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aneinander vorbeigleiten, wie an der Küste Kaliforniens. Wo Platten aufeinander stoßen geht das ebenfalls nicht reibungslos ab. So driftet zum Beispiel die Afrikanische auf die Eurasische Platte zu und taucht dabei unter diese ab. Weil diese Plattengrenze im Mittelmeerraum verläuft, bebt in Italien oder in der Türkei immer wieder die Erde. Auch dort, wo die Erdkruste auseinander gezerrt wird, gibt es Erdstöße, zum Beispiel im Oberrheingraben. Diese waren in den vergangenen Jahrhunderten zwar weniger stark, doch auch hier gab es schon heftige Erschütterungen: Im Jahr 1356 richtete ein starkes Beben großen Schaden in der Stadt Basel an.

Nicht jedes Mal ist die Bewegung der Platten „schuld“ an einem Erdbeben. Auch Einstürze können die Umgebung erschüttern. Das geschieht dann, wenn natürliche oder vom Menschen geschaffene Hohlräume einbrechen. Solche Beben reichen aber nicht so weit und sind nicht so stark wie Beben, die von der Bewegung der Erdplatten ausgelöst wurden.

Der genaue Punkt, von dem ein Erdbeben ausgeht, ist der Erdbebenherd, auch Hypozentrum genannt. Von hier aus breiten sich die Erdbebenwellen in alle Richtungen aus – vergleichbar den Wellen, nachdem ein Stein ins Wasser geplumpst ist. Je größer die Entfernung vom Erdbebenherd, desto schwächer werden die Erdbebenwellen, die die Erde zum schwanken bringen.

Direkt über dem Herd oder Hypozentrum liegt an der Erdoberfläche das Epizentrum. Rund um dieses Epizentrum sind die Zerstörungen eines Erdbebens meist am größten. Wie stark ein Beben ist, lässt sich mit speziellen Geräten messen. Meist wird die Stärke mit Werten auf der nach oben offenen Richterskala angegeben. Das stärkste bisher gemessene Erdbeben war das von Valdivia am 22. Mai 1960, auch Großes Chile-Erdbeben genannt. Es erreichte eine Stärke von 9,5 auf der Richterskala.

Entlang der kalifornischen Küste bewegen sich zwei Platten der Erdkruste aneinander vorbei: die Nordamerikanische und die Pazifische Platte. Beide driften nach Nordwesten, allerdings ist die Pazifische Platte etwas schneller. Sie „überholt“ darum langsam die Nordamerikanische Platte. So kommt es, dass Los Angeles und San Francisco einander immer näher rücken, jedes Jahr um etwa 6 Zentimeter. Wenn sie sich im gleichen Tempo fortbewegen, wird in rund 12 Millionen Jahren Los Angeles auf der Pazifischen Platte nördlich von San Francisco liegen, das sich auf der Nordamerikanischen befindet.

Dort wo die Platten aneinandergrenzen, zieht sich gut sichtbar ein langer Riss durch das Land. Dieser San-Andreas-Graben ist über 1100 Kilometer lang. Hier verursacht die unterschiedliche Geschwindigkeit der Erdplatten extrem starke Spannungen im Gestein. Denn die beiden Platten gleiten nicht einfach aneinander vorbei, sondern sie verhaken sich ineinander. Irgendwann ist die Spannung zwischen den Felsmassen so groß, dass sich die schnellere Pazifische Platte mit einem Ruck vorwärts bewegt. Solche ruckartigen Bewegungen der Platte äußern sich in mehr oder weniger starken Erdbeben. Aus diesem Grund wird Kalifornien immer wieder von Erdstößen erschüttert werden. Einige Forscher behaupten sogar, ein gewaltiges Beben stünde schon in wenigen Jahren bevor. Doch wann genau das sein wird, kann bisher niemand vorhersagen.

Genauso sind die Alpen entstanden: Afrika drückte gegen den Eurasischen Kontinent und faltete das Gebirge auf. Auch der Himalaya in Asien oder die Anden in Südamerika verdanken ihre Herkunft dem Zusammenstoß von wandernden Erdkrustenplatten.

Bei einem solchen Crash schiebt sich das Gestein der leichteren Platte nach oben, die schwerere versinkt in der Tiefe. Dieser Vorgang heißt Subduktion, der Bereich, in dem die Platte abtaucht, Subduktionszone. Entlang dieser Zonen liegen oft tiefe Rinnen, weshalb sie gut zu erkennen sind. Die tiefste von ihnen ist der Marianengraben im Pazifischen Ozean. Diese Tiefseerinne liegt dort, wo die Pazifische Platte unter die Philippinische taucht.

Je weiter die Erdkrustenplatte im Erdinneren verschwindet, desto heißer wird es. Das Gestein schmilzt und in der Tiefe bildet sich Magma. Durch den wachsenden Druck kann es wieder nach oben gepresst werden. Wo es bis an die Erdoberfläche dringt, spucken Vulkane Lava und Asche. Ganze Ketten solcher Vulkane gibt es rund um die Pazifische Platte, zum Beispiel auf Indonesien. Weil sich hier ein Vulkan an den anderen reiht, heißt diese Plattengrenze auch „Pazifischer Feuerring“.

An solchen Plattenrändern brechen nicht nur Vulkane aus. Häufig bebt auch die Erde, weil die Plattenbewegung für ungeheuren Druck und wachsende Spannungen sorgt. Sobald diese sich entladen, erschüttern Beben die Erdoberfläche. In Japan zum Beispiel treffen gleich drei Platten aufeinander: die Pazifische, die Philippinische und die Eurasische. Aus diesem Grund wird Japan so oft von heftigen Erdbeben heimgesucht.

Auch Tsunamis können durch Vulkanausbrüche entstehen: Die Explosion der Vulkaninsel Krakatau im Jahr 1883 verursachte eine Flutwelle, die noch Tausende von Kilometern entfernte Regionen überschwemmte. Sogar Erdbeben folgen manchmal auf solch einen explosiven Vulkanausbruch. Bei diesen Beben entladen sich aufgebaute Spannungen in der Erde.

In Island löste der Ausbruch von über hundert Vulkanen in der Laki-Spalte im Jahr 1783 eine Hungersnot aus. Durch den Ausbruch gelangten giftige Gase in die Luft. Das Gift setzte sich ab und verseuchte die Schafweiden. Die Tiere starben am vergifteten Futter, geschätzte zehntausend Menschen wegen der folgenden Hungersnöte.

Den „Laki-Feuern“ auf Island folgte eine Abkühlung, die noch weit entfernt zu spüren war. Die aufsteigende Aschewolke verdunkelte den Himmel, starke Winde kamen auf und die Temperatur sank. Ganz Nordeuropa erlebte danach einen ungewöhnlich kalten Winter. Tatsächlich verändern Vulkanausbrüche das Klima. Schuld daran sind vor allem die ausgestoßenen Schwefelgase, die in der Luft feine Schwefelsäuretröpfchen bilden, die lange in der Atmosphäre schweben. Das Sonnenlicht wird von den Tröpfchen gestreut und zum Teil zurückreflektiert. Dadurch kann die Durchschnittstemperatur auf der ganzen Erde sinken.

Der Oberrheingraben ist eine etwa 300 Kilometer lange und bis zu 40 Kilometer breite Senke zwischen Basel und Frankfurt. Sie sie zunächst wie ein gewöhnliches Flusstal aus, verdankt jedoch ihre Entstehung einer Schwachstelle in der Erdkruste.

Entlang dieser Schwachstelle brach im Lauf der letzten 45 Millionen Jahre ein Graben ein. Dabei zerfiel das absinkende Gestein in unterschiedlich große Bruchstücke und rutsche teilweise in den Graben hinab. Gleichzeitig mit dem Einsinken des Grabens wurde das Gestein an seinen Rändern angehoben. So entwickelten sich die „Grabenschultern“, die heute noch als Schwarzwald und Vogesen zu erkennen sind. Die Abtragung glich jedoch den Höhenunterschied zwischen Senke und Gebirge ständig aus: Geröll und Gesteinsschollen rutschten von den Seiten nach und füllten den Graben immer wieder auf. An seinem Grund häuften sich dicke Sedimentschichten, durch die sich erst sehr viel später der Rhein seinen Weg suchte.

Bis heute dehnt und bewegt sich im Gebiet des Oberrheingrabens die Erdkruste. Fast einen Millimeter senkt sich der Graben jedes Jahr. So bauen sich im Gestein ständig Spannungen auf, die sich immer wieder in kleineren Erdbeben entladen. Ein Beben jedoch war ungewöhnlich heftig und legte im Jahr 1356 die Stadt Basel in Schutt und Asche.

Ob sich ein so starkes Beben bald wiederholen könnte, ist auch für Fachleute nur schwer zu beantworten. Denn die Vorgänge in der Erdkruste sind noch lange nicht restlos aufgeklärt. So gibt es mehrere mögliche Erklärungen für die Entstehung des Grabens: Eine Ursache könne sein, dass die Afrikanische Platte von Süden gegen die Europäische Platte drückt. Dabei wurden die Alpen aufgefaltet und vermutlich auch Schwarzwald und Vogesen angehoben. Die enormen Drücke und Spannungen könnten dazu geführt haben, dass das Gestein dieser älteren Gebirge zerbrach und so der Graben entstand. Eine andere Vermutung ist, dass Magma aus dem Erdmantel nach oben drückte, die Erdkruste dehnte und dadurch den Graben aufriss. Um herauszufinden, was genau passierte, wird der Oberrheingraben bis heute von Geologen überwacht und untersucht.

Verursacht wird ein Tsunami meist durch Erdbeben oder Erdrutsche unter Wasser. Die Bewegung des Meeresbodens schiebt das umgebende Wasser gleichsam an. Eine gewaltige Welle entsteht. Weit draußen im Meer ist diese Welle anfangs noch nicht besonders hoch, dafür kann sie aber mehrere hundert km/h schnell sein. Gefährlich wird es, wenn eine solche Welle auf die Küste zurast. Weil das Meer in Ufernähe immer flacher wird, fehlt ihr der Raum zum Ausweichen. Zwar wird die Welle in Richtung Land etwas abgebremst, sie türmt sich aber viele Meter hoch auf.

Neben Erdbeben und Erdrutschen können auch Vulkanausbrüche einen Tsunami auslösen. Der Ausbruch des Krakatau im Jahr 1883 zum Beispiel verursachte eine fast 40 Meter hohe Flutwelle.

Ein Tsunami trifft die Küste jedoch nicht ohne Vorwarnung: Zunächst läuft das Wasser weiter als üblich auf den Strand auf und bleibt für einige Minuten dort stehen. Danach zieht sich das ablaufende Wasser extrem weit zurück, der Meeresboden wird sichtbar. Schließlich taucht am Horizont die weiße Schaumkrone des Tsunami auf, der sich rasend schnell der Küste nähert. Wer solche Zeichen bemerkt, sollte ohne zu zögern höher gelegene Orte aufsuchen, um der Riesenwelle zu entkommen.

Am nordwestlichen Rand der Pazifischen Platte sind Tsunamis besonders häufig. Dort warnen auch Beobachtungsstationen die Bewohner der Küste. Um einen Tsunami vorherzusagen, messen sie die Seebeben im Ozean. Da die Erdbebenwellen schneller sind als die Wellen des Wassers, haben sie immer einen Vorsprung vor dem Tsunami. Darum ist eine Warnung umso rechtzeitiger möglich, je weiter das Seebeben von der Küste entfernt ist.

Die Erdkruste, die unseren Planeten umhüllt, ist spröde und rissig. Sie ähnelt einer zersprungenen Eierschale und setzt sich aus sieben großen und vielen kleineren Platten zusammen. Einige von ihnen bilden die Kontinente, andere den Ozeanboden. Diese Platten der Erdkruste treiben auf einem heißen, zäh fließenden Gesteinsbrei umher und werden dabei von Bewegungen im Erdinneren angetrieben, genauer gesagt: von Strömungen des Erdmantels. Fachleute sagen auch: Sie driften. All diese Vorgänge rund um die Bewegung der Erdplatten heißen Plattentektonik, die Bewegung selbst auch Plattendrift.

Dort, wo die einzelnen Platten aneinander grenzen, ist die Erde besonders aktiv. An einigen dieser Plattengrenzen dringt heißes Gestein aus dem Erdmantel nach oben und kühlt sich ab. Hier bildet sich neue Erdkruste: die beiden Platten wachsen und werden dadurch auseinandergedrückt. Dort dagegen, wo zwei Platten aufeinander prallen, wird die leichtere von ihnen – die kontinentale Kruste – zusammengeknautscht und zu Gebirgen aufgefaltet. Die schwerere der beiden – die ozeanische Kruste – verschwindet dagegen langsam in der Tiefe. Durch die Hitze im Erdinneren wird ihr Gestein wieder aufgeschmolzen. Während die Kante der Platte in der Tiefe versinkt, zieht sie den Rest der Platte hinter sich her und treibt so die Plattenbewegung zusätzlich an.

Entlang solcher Plattenränder häufen sich Vulkanausbrüche, Erdbeben, lange Gebirgsketten und tiefe Ozeangräben. Die meiste Unruhe an der Erdoberfläche bringt die größte ihrer Platten mit sich: Es ist die Pazifische Platte, die mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 Zentimetern pro Jahr nach Nordwesten rückt. An ihren Rändern finden sich die meisten aktiven Vulkane der Erde, heftige Erdbeben erschüttern die Region. Wegen der häufigen Vulkanausbrüche und Beben heißt diese Plattengrenze auch der „Pazifische Feuerring“.