地震和火山在远古时代就已经存在了，它们的爆发能产生巨大的破坏力，在短短几分钟内就能使成千上万人丧命，因此人们对此产生了强烈的恐惧感。有史以来，我们所知道的最剧烈的一次火山爆发约发生在公元前 15—00 年，这次火山的突然喷发破坏了爱琴海上位于克里特岛北部的萨拉岛。当时生活在岛上的人们并没有意识到火山爆发的潜在迹象，但此时在地球的深处压力在增大，当压力达到足够大时，最终导致火山的喷发。虽然一起突发事件可能为亚特兰大的传奇色彩增色不少，但萨拉岛却被毁于一旦，同时克里特岛由于火山灰的沉积而遭到严重损坏，甚至本来兴盛的文明也未能幸免而逐渐衰亡。实际上这次火山爆发使整个地中海的东部地区都陷入了混乱，连埃及帝国也因此受到了致命的打击而走向永久的衰落。
意大利那不勒斯城附近有一座火山，它沉寂了相当长的时间，以至于人们对它的危险都渐渐淡忘了。但是在公元 79 年，它突然爆发并埋没了庞培城和赫修兰姆城。罗马伟大的作家蒲林尼就是由于靠近火山企图观察和描写火山爆发的壮观景象而不幸遇难的。这次火山爆发导致 4000 人丧生。西西里岛的埃特纳火山是欧洲最高且活动最频繁的火山。它在 1669 年的爆发致使 2 万人丧生。1783 年冰岛火山大规模爆发，1815 年印度尼西亚位于桑布瓦岛的坦布拉火山爆发，1883 年印度尼西亚的另一座名叫克拉卡多火山也发生了同样的悲剧。这三次火山爆发又使无数人丧生，伤亡十分惨重。1902 年位于西印度马丁尼克岛的派里火山爆发，炽热的有毒气体倾泻而下，弥漫在位于火山旁马丁尼克岛前首府圣·彼尔城。3 分钟之内，城中 3.8 万人全部丧生，只有在地下监狱等待处决的杀人犯幸免于难。
地震给人类带来的灾难远非如此，它能使更多的人丧生。1556 年 6 月 24 日，中国山西省发生了强烈地震。据推测，在短短的几分钟内约有 80 万人死亡。1703 年的东京地震夺走了约 20 万人的生命。1737 年，加尔各答地区地震使 30 万人丧生。欧洲近代史上最为严重的一次地震发生在 1755 年 11 月 1 日，地震毁坏了葡萄牙的里斯本，海啸和火山爆发随之而来。此次地震有 60 万人丧生。1812 年密西西比河附近，即今天的新迈锥底镇发生了可怕的大地震，地震之后几乎没有人能够幸免于难。
那么，这些现象是什么原因引起的呢？我们首先要排除上帝的报复、老天爷发怒等说法。亚里士多德认为是部分空气存在于地下复杂多变的空间中，在某种特殊条件下被释放出来而形成了地震。但人们已经渐渐开始了解火山和地震了，他们注意到火山和地震大多数发生在一些特定地区。地球上 500 次的火山活动中有近 300 次发生在太平洋板块的边界曲线上，约有 8 次发生在马来群岛链上，地中海沿线也有少数的火山活动。同时人们注意到这些地区也是地震多发地带。由此可见火山和地震以某种方式相互联系并具有相同的根源。
里斯本地震推动了科学领域对此类问题的深入研究。就像我们前面提到的那样，人们在各地安装了地震仪。1906 年的一次大地震使旧金山遭到了严重的破坏。美国地震学家哈瑞·福瑞丁·瑞德对地震现场进行考察研究后注意到城市附近的一些地区发生了移位。地上的“裂缝”表明一边相对另一边好像向前错开了些。大多数人会认为这条“裂缝”是在地震发生时才形成的，但瑞德却有不同的看法。他认为“裂缝”（或称“断层”）应该是在地震发生之前就已经有了（我们现在称之为“圣·安第斯断层”）。随着时间的推移，地下压力逐渐增加使断层的两面向相反的方向移动。在通常情况下，由于摩擦力的作用使断层两面相对静止。但随着压力的增大，断层一边发生了移动，另一边被迫不断振动引起剧烈摇晃，这足以毁灭一座城市和扼杀成千上万的生灵。
虽然瑞德的理论从大方向上来讲是正确的，但直到人们了解了板块的构造后才彻底明白了地震的成因，人们已经了解了地球的内部巨大力量的形成原因是由于地球各板块运动得非常缓慢，但是板块边缘的能量有时能导致其他运动，就形成了如同瑞德在旧金山地震时所观察到的现象。圣·安第斯断层归根到底实际就是在北美洲板块底部和太平洋板块底部之间形成的断层。
环绕世界的断层带是一个非常不稳定的地带。一旦滚烫的岩浆从地下渗出来就能导致火山爆发。当两个板块相向碰撞时，碰撞的边缘就被压皱而形成山脉，当今世界上最高的山脉——喜玛拉雅山脉就是由于印度板块在漂移运动中与亚洲板块碰撞而形成的。有时一个板块能滑入到另一个板块的底部，被吸入到海底并形成海沟，有的地方的深度能达到
11 公里。
直到人们发现地球的板块结构后才能完全理解地壳这一复杂多变的
现象。这一发现使本来看起来不可能的事情一下子变得明了多了，而类似的发现往往代表着一种崭新的理论的形成。