แผ่นดินไหวเกิดขึ้นจากการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก ที่เหมือนลอยอยู่เหนือของเหลว เพราะในชั้นใต้เปลือกโลกยังคงร้อนขนาดหลอมละลายเป็นเเม็กมาและเคลื่อนไหว (หรือไหล) ไปใน ทิศทางแตกต่างกัน การเคลื่อนไหวของแม็กมานี่เองที่ท าให้แผ่นเปลือกโลก ซึ่งไม่ได้ต่อสนิทเป็น แผ่นเดียวกัน แต่มีรอยแยกแบ่งเป็นแผ่นเปลือกโลกขนาดใหญ่มากมายเคลื่อนไหวตามไปด้วยใน ทิศทางที่แตกต่างกัน

การเคลื่อนตัวในทิศทางที่แตกต่างกันของแผ่นเปลือกโลกนี่เอง ที่ท าให้แผ่นเปลือกโลก แต่ละแผ่นเกิดชนกัน หรือแยกออกจากกัน กลายเป็น “รอยเลื่อน” ขึ้นมาหลายรูปแบบแต่ละ รูปแบบก่อให้เกิดแผ่นดินไหวขึ้นได้

การเคลื่อนตัวของเปลือกโลก หากมีอุปสรรคขัดขวางการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก ด้านใดด้านหนึ่ง หรือทั้งสองด้านของแนวรอยเลื่อนจะท าให้เกิดแผ่นดินไหวขึ้นได้ ซึ่งระดับความ รุนแรงของแผ่นดินไหวจะขึ้นอยู่กับขนาดของแรงที่สะสมไว้ในจุดที่เป็นอุปสรรคของการเคลื่อนตัว ของแผ่นเปลือกโลกว่ามีแรงสะสมมากน้อยเพียงใด

การจำแนกรอยเลื่อนตามรูปแบบของการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก ประกอบด้วย

1. รอยเลื่อนทั่วไป (นอร์มอล สลิป หรือ ดิป-สลิป ฟอลท์) เป็นส่วนรอยเลื่อนของเปลือก โลกที่ส่วนแรกอยู่คงที่ ในขณะที่อีกด้านหนึ่งทรุดตัวลงในแนวดิ่ง หรือเกือบจะเป็นแนวดิ่ง

2. รอยเลื่อนแบบสวนทางในแนวราบ (สไตรค์-สลิป ฟอลท์) เป็นรอยเลื่อนที่เกิดจาก การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก 2 แผ่นเคลื่อนที่สวนทางกันในแนวราบ หรือเกือบจะเป็นแนวราบ หรือแผ่นเปลือกโลกด้านหนึ่งของ รอยเลื่อนเคลื่อนตัวออกไปในแนวราบ ถ้าเป็นด้านซ้ายเรียกว่า “เลฟท์ เลเทอรัล ฟอลท์” ถ้าเป็นด้านขวาก็เรียกว่า “ไรท์ เลเทอรัล ฟอลท์” แผ่นดินไหวที่นอก ชายฝั่งสุมาตราเกิดขึ้นจากรอยเลื่อนในลักษณะนี้ เช่นเดียวกับแผ่นดินไหวที่ประเทศเฮติ ในปี พ.ศ. 2553

3. รอยเลื่อนที่ชนเข้าด้วยกัน (คอนเวอร์เจนท์ ฟอลท์) เกิดจากการที่แผ่นเปลือกโลก 2 แผ่นเคลื่อนที่เข้าหาและชนกันขึ้น เมื่อเกิดการกระแทกจะเกิดแผ่นดินไหวและผิวนอกของเปลือก โลกถูกดันให้สูงขึ้น ภูเขา หรือเกาะแก่งในมหาสมุทรหลายแห่งเกิดขึ้นสืบเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ ของแผ่นเปลือกโลกในลักษณะนี้

4. รอยเลื่อนแบบแยกออกจากกัน (ไดเวอร์เจนท์ ฟอลท์) เกิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลก 2 แผ่นเคลื่อนที่ออกจากกันในทิศทางตรงกันข้าม อาจเกิดแผ่นดินไหวขึ้นได้แต่ไม่รุนแรงมากนัก แต่จะปรากฏรอยแยกชัดเจน ในบางกรณีอาจมีแม็กมาปะทุขึ้นมาเป็นลาวาได้อีกด้วย

5. รอยเลื่อนย้อนมุมต่ า (ธรัสท์ ฟอลท์) เกิดจากการที่แผ่นเปลือกโลก 2 แผ่น เคลื่อนที่เข้า หากันในทิศทางตรงกันข้ามแต่แผ่นเปลือกโลกด้านหนึ่งเคลื่อนตัวเอียงท ามุมน้อยกว่าหรือเท่ากับ 45 องศาแล้วมุดลงไปใต้แผ่นเปลือกโลกอีกแผ่นหนึ่ง แผ่นดินไหวที่เกิดจากรอยเลื่อนลักษณะนี้ มักจะรุนแรงและหากเกิดบริเวณใต้ทะเลมักก่อให้เกิดสึนามิขนาดใหญ่ เช่น กรณีแผ่นดินไหวที่เกาะ สุมาตรา ในปี พ.ศ. 2547 และแผ่นดินไหวที่เมืองเซนได ประเทศญี่ปุ่น ในปี พ.ศ. 2554

เหตุการณ์แผ่นดินไหว ที่ส่งผลกระทบและสร้างความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สิน นั้นล้วนแต่มีปัจจัยที่เกี่ยวข้องของการเกิด ซึ่งประกอบด้วย ขนาด ความรุนแรง จุดศูนย์เกิดของ แผ่นดินไหว ดังนั้นผลกระทบที่เกิดขึ้นในแต่ละพื้นที่ที่ได้รับจึงมีระดับความเสียหายที่แตกต่างกัน

1 แหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว ที่เกิดในแนวของแผ่นดินไหวโลก โดยเฉพาะบริเวณ ที่มีการชนกันของแผ่นเปลือกโลก หรือแนวรอยเลื่อนที่มีความยาวมาก ๆ จะมีศักยภาพท าให้เกิด แผ่นดินไหวขนาดใหญ่

2 ความลึกของจุดศูนย์เกิดแผ่นดินไหว ซึ่งมีจุดศูนย์เกิดแผ่นดินไหวไม่ลึกมาก หรือผิวดินจะก่อให้เกิดความรุนแรงในระดับที่มากกว่าการเกิดแผ่นดินไหวที่มีจุดศูนย์เกิด แผ่นดินไหวที่ลึกมากกว่า

3 ขนาด (Magnitude) หมายถึง จำนวนหรือปริมาณของพลังงานที่ถูกปล่อย ออกมาจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวแต่ละครั้งในรูปแบบของการสั่นสะเทือน คิดค้นโดย ชาลส์ ฟรานซิส ริกเตอร์ และในประเทศไทยนิยมใช้หน่วยวัดขนาดแผ่นดินไหว คือ “ริกเตอร์” ซึ่งมีขนาด ตามมาตราริกเตอร์ ดังนี้

แผ่นดินไหวที่มีขนาดตั้งแต่ 5.0 ตามมาตราริกเตอร์ขึ้นไป สามารถท าให้เกิดความ เสียหายแก่อาคารบ้านเรือนและสิ่งก่อสร้างได้ ทั้งนี้ระดับความรุนแรงจะขึ้นอยู่กับระยะห่างจาก จุดศูนย์เกิดแผ่นดินไหวและสภาพทางธรณีวิทยาของที่ตั้ง โครงสร้างอาคารหรือสิ่งก่อสร้าง จะได้รับ ผลกระทบจากแผ่นดินไหวจะก่อให้เกิดความเสียหายในลักษณะต่างกัน

4 ระยะทาง โดยปกติแผ่นดินไหวที่มีขนาดเท่ากันแต่ระยะทางจากจุดศูนย์กลาง การเกิดแผ่นดินไหวต่างกัน ระยะทางใกล้กว่าย่อมมีความสั่นสะเทือนของพื้นดินมากกว่า ท าให้ ได้รับผลกระทบจากแผ่นดินไหวมากกว่า

5 สภาพทางธรณีวิทยา ก่อให้เกิดความเสียหายจากความสั่นสะเทือน บริเวณ ที่มีการดูดซับพลังงานการสั่นสะเทือนได้มากหรือมีค่าการลดทอนพลังงานมากจะได้รับความ เสียหายน้อย เช่น ในพื้นที่ที่เป็นหินแข็ง แต่ในบริเวณที่เป็นดินอ่อนจะช่วยขยายการสั่นสะเทือน ของพื้นดินให้มากกว่าเดิม ความเสียหายที่ได้รับจะเพิ่มมากขึ้นด้วย

6 ความแข็งแรงของอาคาร อาคารที่สร้างได้มาตรฐาน มีความมั่นคงแข็งแรง ได้รับการออกแบบและก่อสร้างให้ต้านแผ่นดินไหว จะสามารถทนต่อแรงสั่นสะเทือนได้ดี เมื่อเกิด แผ่นดินไหวจะเพิ่มความปลอดภัยให้กับผู้อยู่อาศัยได้ในระดับหนึ่ง

ความรุนแรงของแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในแต่ละครั้งนั้น ขึ้นอยู่กับความรุนแรงที่รู้สึกได้ มากน้อยเพียงใด และขึ้นอยู่กับระยะทางจากศูนย์กลางแผ่นดินไหว ความเสียหายจะเกิดขึ้นใน บริเวณใกล้เคียงกับศูนย์กลางแผ่นดินไหวและจะลดหลั่นลงไปตามระยะทางที่ห่างออกไป ดังนั้น การสูญเสียจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความรุนแรงของแผ่นดินไหวโดยตรง

ความรุนแรง (Intensity) ใช้มาตราในการวัดความรุนแรงของแผ่นดินไหว เรียกว่า มาตรา “เมอร์คัลลี่” ก าหนดขึ้นครั้งแรกโดย กวีเซปเป เมอร์คัลลี (Guiseppe Mercalli) นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาเลียน ต่อมาแฮรี่วูด (Harry Wood) นักวิทยาศาสตร์ด้านแผ่นดินไหว ชาวอเมริกัน ได้ปรับมาตราความรุนแรงเมอร์คัลลี่ ให้มีระดับความรุนแรง 12 ระดับ โดยใช้ตัวเลข โรมันแทนระดับความรุนแรง ดังนี้

เหตุการณ์แผ่นดินไหว ที่ส่งผลกระทบและสร้างความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินในด้าน ต่าง ๆ ดังนี้

ผลกระทบต่อสุขภาพอนามัย

1) ประชาชนที่มีบ้านเรือนพักอาศัยในพื้นที่ที่เกิดแผ่นดินไหว ได้รับบาดเจ็บ หรือเสียชีวิตจากเศษสิ่งปรักหักพังและการล้มทับของสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ

2) ที่อยู่อาศัยพังเสียหายไม่สามารถเข้าไปพกัอาศัยได้ ทำให้ไร้ที่อยู่อาศัย

3) ระบบสาธารณูปโภคได้รับความเสียหาย อาจเกิดการระบาดของโรคต่าง ๆ

4) เกิดเหตุอัคคีภัยหรือไฟฟ้าลัดวงจร ทำให้ประชาชนบาดเจ็บหรือเสียชีวิต

5) สุขภาพจิตของผู้ประสบภัยเสื่อมลง

ผลกระทบต่อเศรษฐกิจ

1) ระบบธุรกิจหยุดชะงักเนื่องจากระบบการคมนาคมสื่อสารถูกทำลายไม่มี การประกอบหรือด าเนินธุรกรรมหรือการผลิตใด ๆ

2) รัฐต้องใช้งบประมาณในการดูแลสุขภาพ การรักษาพยาบาลผู้ประสบภัย การฟื้นฟูระบบสาธารณูปโภค และบริการสาธารณะต่าง ๆ ตลอดจนการก่อสร้างที่อยู่อาศัยของ ประชาชนและหน่วยงานราชการต่าง ๆ ส่งผลถึงงบประมาณที่ขาดหายไปในการพัฒนาประเทศ

3) พืชผลทางการเกษตรเสียหาย

ผลกระทบด้านกายภาพและสิ่งแวดล้อมอื่นๆ

1) วันสั้นลงหลังจากเกิดเหตุแล้วมีการตรวจพบว่า แผ่นดินไหวไปเร่งการหมุน ของโลก ดังนั้นจึงท าให้โลกหมุนเร็วขึ้นส่งผลให้เวลาหายไปวันละ 1.8 ไมโครวินาที หรือ 1 ในล้าน ส่วนวินาที โดยริชาร์ด กรอส (Richard Gross) นักธรณีฟิสิกส์ ซึ่งท างานในห้องปฏิบัติการจรวด ขับดันขององค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐ เป็นผู้ค านวณพบเวลาที่หายไปโดยบอกว่า โลกหมุน เร็วขึ้น เพราะมวลของโลกเกิดการกระจายตัวออกไปหลังเหตุการณ์แผ่นดินไหว

2) สนามโน้มถ่วงโลกเปลี่ยนไป การเกิดเหตุแผ่นดินไหวแต่ละครั้งจะมีพลัง มากจนท าให้สนามโน้มถ่วงโลกในบริเวณนั้นเบาบางลงไป ซึ่งดาวเทียมได้ตรวจจับและพบว่าสนาม โน้มถ่วงบริเวณนั้นอ่อนหลังเกิดเหตุแผ่นดินไหว

3) ชั้นบรรยากาศสะเทือน เนื่องจากการเคลื่อนไหวที่พื้นผิวโลกและการเกิด สึนามิก่อให้เกิดคลื่นพุ่งสู่ชั้นของบรรยากาศ หลังการเกิดแผ่นดินไหวที่ญี่ปุ่นพบว่าแรงอนุภาคคลื่น ที่พุ่งสูงขึ้นไปถึงชั้นไอโอโนสเฟียร์ด้วยความเร็วประมาณ 800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

4) ภูเขาน้ำแข็งทะลาย ผลกระทบจากการเกิดแผ่นดินไหวไม่ได้เกิดขึ้นแค่ ชายฝั่งทะเลและพื้นที่ศูนย์กลางแผ่นดินไหวเท่านั้นแต่ความเสียหายสะเทือนไปไกลถึงภูเขาน้ าแข็ง ซัลซ์เบอร์เกอร์ ที่มหาสมุทร แอนตาร์ติกา ซึ่งดาวเทียมสามารถตรวจจับคลื่นสนามเข้ากระแทกจน แตกออกมาเป็นก้อนน้ าแข็ง หลังจากเกิดแผ่นดินไหวไปแล้ว 18 ชั่วโมง

5) ธารน้ำแข็งไหลเร็วขึ้น จากการศึกษาระยะห่างออกไปจากชายฝั่งญี่ปุ่นนับ พันกิโลเมตรคลื่นแผ่นดินไหวส่งผลต่อการไหลของธารน้ าแข็งวิลลานส์ ในแอนตาร์ติกาให้เร็วขึ้น ชั่วครู่ ซึ่งสถานีจีพีเอสที่ขั้วโลกพบการเดินทางของน้ าแข็งเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงเวลานั้น

6) แผ่นดินไหวขนาดเล็กแพร่กระจายทั่วโลก การเกิดแผ่นดินไหวขนาด 9.0 ตามมาตราริกเตอร์ยังคงมีอาฟเตอร์ช็อกตามมาเป็นระยะ มีหลักฐานว่าแผ่นดินไหวที่ประเทศญี่ปุ่น ส่งผลให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็กรอบโลกและส่วนใหญ่เกิดขึ้นในเขตแผ่นดินไหว เช่น อลาสกา ไต้หวัน และใจกลางแคลิฟอร์เนียโดยเหตุการณ์เหล่านี้จะมีขนาดไม่เกิน 3.0 ตามมาตราริกเตอร์

7) พื้นทะเลแยก การเกิดแผ่นดินไหวที่มีความรุนแรงมาก ๆ จะท าให้เกิดรอย แยกโดยเฉพาะบริเวณพื้นทะเลบริเวณชายฝั่งเมืองโตโฮะกุ ประเทศญี่ปุ่น จนเป็นเหตุให้เกิดสึนามิ ตามมา