La sismologia è la branca della geofisica che si occupa dei terremoti o sismi e della struttura interna della terra.

Il terremoto è una vibrazione del terreno che viene prodotta dalla rottura di grosse masse di roccia che si trovano nel sottosuolo. Lo studio delle deformazioni e delle dislocazioni che le rocce subiscono per opera di forze che agiscono dall’interno del pianeta si chiama tettonica. Il terremoto è quindi un fenomeno tettonico.

Lo studio dei terremoti e dell’interno della terra si basa sulle onde sismiche che vengono generate dai terremoti stessi. Nella maggior parte dei casi il terremoto è provocato dallo scorrimento di masse rocciose in corrispondenza di una faglia. In geologia si chiama faglia una frattura scomposta della crosta terrestre.

In corrispondenza della faglia i due blocchi rocciosi separati hanno un movimento reciproco. Quando un materiale solido viene compresso o stirato, si deforma con modalità che dipendono dalle caratteristiche del solido stesso. Il comportamento di un materiale si definisce plastico se, all’applicazione di una forza, subisce una deformazione permanente, che si mantiene anche quando la forza cessa di essere applicata. Il comportamento di un materiale si definisce elastico se, all’applicazione di una forza, subisce una deformazione proporzionale alla forza applicata e se, finita l’applicazione della forza, recupera la forma originaria.

Il sismologo americano H.F. Reid ha formulato la teoria del rimbalzo elastico a partire dall'osservazione del disastroso terremoto che nel 1906 ha distrutto San Francisco, accompagnato da uno spostamento dei terreni ai due lati della faglia di San Andreas.

Egli è così giunto a concludere che quando un blocco crostale è sottoposto a sforzi, si comporta elasticamente: non si frattura subito, ma si deforma lentamente e contemporaneamente accumula energia elastica. Continuando lo sforzo, l’energia accumulata supera un punto critico, chiamato carico di rottura, e le rocce si spaccano all'improvviso. L’energia elastica, che si era accumulata per anni, si libera sotto forma di intense vibrazioni che si propagano in tutte le direzioni.

Origine dei fenomeni sismici

A seconda dell'origine si distinguono tre tipi di terremoti:

1.  terremoti di sprofondamento e di assestamento, dovuti ad es. a un crollo subitaneo e brusco di una cavità sotterranea. Talvolta sono violenti, ma interessano un'area molto limitata;

2. terremoti di origine tettonica, che sono di gran lunga i più numerosi e i più disastrosi proprio per l'ampiezza della zona interessata. Essi si verificano nelle zone della crosta terrestre o della parte superiore del mantello in cui non è ancora stato raggiunto l'equilibrio isostatico, per cui vi si originano movimenti di compensazione o si accumulano tensioni in seguito a lenti e impercettibili scivolamenti delle masse interne lungo grandi e profonde faglie della crosta terrestre che portano poi a una rottura subitanea. Si spiega così il fatto che le regioni maggiormente interessate dai terremoti (regioni sismiche) sono situate lungo le catene montuose di origine più recente o lungo le grandi fosse oceaniche e corrispondono anche alle regioni vulcaniche. Sono quelle lungo i margini orientale e occidentale del Pacifico (Kamciatka, Giappone, Filippine, Indonesia, America Centrale e regioni occidentali di quella Meridionale), lungo le catene alpino-himalayane, lungo le fosse tettoniche dell'Africa orientale e lungo le fratture degli oceani Atlantico, Indiano e Pacifico. I terremoti tettonici possono originarsi anche a profondità superiori ai 700 km, ma la maggior parte hanno profondità minori di 60 km.;

3. terremoti di origine vulcanica, che precedono o accompagnano le eruzioni e che si possono spiegare con le spinte "a colpo d'ariete" date dai gas e dalle lave per sfuggire da camini vulcanici ostruiti. Anch'essi interessano un'area ristretta e possono essere catastrofici, come nel caso dell'eruzione del Krakatoa del 1883; un esempio antico molto noto è il terremoto che precedette ed accompagnò la rovinosa esplosione del Vesuvio nel 79 d.C., in cui perse la vita Plinio il Vecchio e di cui ci resta la testimonianza di Plinio il Giovane.