Ziemia składa się z ogromnych ruchomych kawałków zwanych płytami tektonicznymi, które napierają na siebie z wielką siłą. Kiedy jedna płyta nagle ustępuje drugiej, następuje trzęsienie ziemi. Trzęsienia ziemi wpływają na biosferę, warstwę powierzchni Ziemi, w której może istnieć życie. Obejmuje to całą wodę na lub w pobliżu powierzchni Ziemi, hydrosferę. Nasilenie trzęsienia ziemi wzrasta wraz ze wzrostem jego wielkości (jego względnego rozmiaru mierzonego za pomocą sejsmografu) i zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości od uskoku, który je spowodował.
Fale sejsmiczne
Większość zniszczeń ludzkiego życia w trzęsieniu ziemi wynika z zawalenia się budynków, co jest spowodowane, mówiąc językiem fizyki, kombinacją fal ciała i powierzchni. Fale te powodują, że grunt i budynki spoczywające na ziemi wibrują w złożony sposób. Fale wędrują przez fundamenty budynków i walczą z ich bezwładnością, czyli oporem na zmiany. Na ściany i spoiny wywierany jest nacisk, który niszczy budynki, które nie zostały zbudowane, aby je wytrzymać.
Osuwiska
Trzęsienia ziemi mogą powodować kilka rodzajów osuwisk. Najczęstszym rodzajem osuwisk spowodowanych trzęsieniem ziemi jest osuwanie się skały na stromych zboczach. Lawiny glebowe mogą wystąpić na stromych zboczach, które są zazwyczaj stabilne, ale gdzie gleba jest drobnoziarnista i nie jest mocno utrzymywana w miejscu. Podwodne osuwiska mogą wystąpić w deltach i mogą być odpowiedzialne za uszkodzenia obiektów portowych, jak miało to miejsce w Seward na Alasce w 1964 roku.
Skraplanie
Gleby piaszczyste, które są zwykle stabilne i podtrzymujące, mogą mieszać się z wodą podczas trzęsienia ziemi i stać się jak ruchome piaski — podobne do tego, co dzieje się, gdy poruszasz palcami w piasku w pobliżu linii wodnej na at plaża. Rezultatem jest upłynnienie, które może objawiać się na wiele sposobów. Rozrzut boczny to ruch boczny dużych obszarów gleby na łagodnym zboczu. Gleba może poruszać się od 10 do 150 stóp i może być destrukcyjna dla podziemnych rurociągów. Awaria przepływu to warstwa nienaruszonego materiału, która unosi się nad warstwą upłynnionej gleby, na lądzie lub pod wodą. Przemieszczając się z prędkością nawet kilkudziesięciu mil na godzinę, awarie przepływu mogą być katastrofalnie destrukcyjne. Gleba, która normalnie podtrzymuje budynek lub inną konstrukcję, po upłynnieniu traci nośność, co umożliwia osadzanie się i przechylanie podpartej konstrukcji. Uderzenia piasku występują, gdy długotrwałe wstrząsanie skroplonych warstw powoduje erupcję wody z warstwy piasku.
Hydrosfera
Trzęsienia ziemi mogą modyfikować przepływ wód gruntowych ze źródeł, powodując rozszerzanie się i kurczenie warstwy wodonośnej, z której wypływa źródło. Zmiana może mieć charakter tymczasowy lub trwały. Uskoki trzęsienia ziemi mogą również skutkować przesuniętymi kanałami strumieni i opadającymi stawami, wodą, która gromadzi się w zagłębieniu wzdłuż linii uskoku poślizgu. Zdecydowanie największym skutkiem trzęsień ziemi w hydrosferze jest tsunami, co po japońsku oznacza „falę portową”. Tsunami wynika z nagłego pionowego przesunięcia dna oceanu, zwykle w miejscu styku płyt tektonicznych, które może być spowodowane trzęsieniem ziemi, osuwiskiem lub wulkanem. Generowana jest niewielka fala, zwykle o wysokości zaledwie kilku stóp. Jednak wraz ze spadkiem głębokości wody w pobliżu lądu wysokość fali wzrasta wielokrotnie i, jest w stanie spowodować masowe zniszczenia setki lub tysiące mil od miejsca katastrofy trzęsienie ziemi. Miniaturowa forma tsunami, która może wystąpić w jeziorach, nazywa się seiche.
Ukształtowanie terenu
Duże trzęsienia ziemi mogą zwiększyć wysokość gór o od kilku cali do kilku stóp. Kiedy jedna strona uskoku przesuwa się w górę względem drugiej strony uskoku, tworzy stromy grzbiet zwany skarpą. Ponieważ wzdłuż uskoku występują powtarzające się trzęsienia ziemi, skała wzdłuż uskoku jest pękana i podlega erozji, która z czasem może utworzyć dolinę w strefie uskoku. Uskok może zakłócać ruch wód gruntowych, podnosząc lub obniżając ich poziom i powodując tworzenie się stawów lub źródeł. Usterka poślizgu na powierzchni ziemi objawia się jako długie płytkie zakłócenie zwane kretem.
