1. Gempa Bumi 

Gempa bumi adalah getaran yang merambat melalui material bumi ketika lempeng bumi bergerak atau patah. Ketika lempeng patah menjadi 2, maka masing-masing bagian bergerak menjauh. Daerah lempeng yang patah dinamakan  (patahan/sesar). Sesar dibedakan menjadi beberapa jenis, bergantung pada sebuah gaya bekerja pada lempeng. 

Berikut jenis – jenis sesar : 

Ketika lempeng ditarik berlawanan oleh gaya, maka akan terbentuk sesar normal. Pada sesar normal, struktur batuan lempeng yang ada di atas sesar bergeser turun dibandingkan struktur batuan lempeng yang ada di bawah sesar. 

Sebuah gaya mendorong lempeng saling mendekat akan menekan lempeng dari arah berlawanan. Gaya ini menyebabkan struktur batuan lempeng di atas sesar bergerak naik. Fenomena ini disebut sesar terbalik (reverse fault). 

Gaya geser bekerja pada lempeng membentuk sesar geser (Strike-slip fault), mengakibatkan lempeng di kedua sisi bergerak berlawanan pada permukaan bumi. 

Gempa bumi juga melepaskan gelombang (getaran yang merambat). Gelombang merambat sepanjang permukaan bumi dan disebut gelombang seismik. Pergerakan lempeng di sepanjang sesar melepaskan energi. Energi ini merupakan energi potensial saat lempeng terkena gaya. Kemudian, energi potensial merambat dalam bentuk gelombang seismik. 

Titik pada kedalaman bumi yang menjadi pusat gempa disebut hiposentrum. Permukaan bumi yang berada di atas hiposentrum disebut episentrum. Saat terjadi pergerakan lempeng, gelombang seismik  muncul di hiposentrum. Kemudian gelombang merambat dari hiposentrum ke segala arah. Gelombang seismik merambat di dalam dan permukaan Bumi. 

Gelombang merambat di permukaan bumi menyebabkan kerusakan. Gelombang seismik yang merambat di bagian dalam Bumi dibedakan menjadi gelombang primer dan sekunder. Gelombang primer (p-wave) bergerak melalui material batuan. Partikel batuan akan bergetar searah dengan gelombang seismik, disebut juga gelombang longitudinal. 

Gelombang sekunder (s-wave) merambat melalui batuan dengan menggetarkan partikel batuan tegak lurus dengan arah rambat gelombang seismik, disebut juga gelombang transversal. Gelombang lainnya merambat di permukaan bumi dengan menggetarkan batuan dan tanah sejajar permukaan bumi hingga menghancurkan bangunan yang ada di atasnya. 

Berikut letak hiposentrum dan episentrum : 

Ilmu yang mempelajari tentang gempa Bumi adalah Seismologi. Ilmuwan yang mengkaji gempa bumi disebut ahli seismologi. Alat yang digunakan untuk mencatat data gelombang seismik adalah Seismograf. 

Pada seismograf terdapat gulungan kertas terpasang pada tabung berputar. Di atas kertas terdapat jarum dengan pena. Ketika ada gelombang seismik, gulungan kertas bergetar, jarum tetap diam. Jarum dengan pena yang terpasang akan meggambarkan grafik gelombang seismik pada kertas. 

Ketinggian garis pada kertas menggambarkan besarnya energi yang dilepaskan saat gempa (magnitude). Hasil pencatatan seismograf dinamakan seismogram. Seismogram dapat menentukan jarak episentrum dan stasiun seismik. Ketika ada gelombang seismik, gelombang primer merambat lebih cepat dibandingkan gelombang sekunder. 

Gelombang primer tercatat lebih dulu di seismograf. Dalam seismogram, gelombang primer dan sekunder digambarkan terpisah. Jarak antara gelombang primer dan sekunder menggambarkan perbedaan waktu datangnya gelombang. Semakin jauh perbedaan waktu datangnya gelombang, semakin jauh pula letak episentrumnya. 

2. Gunung Berapi  

Naiknya magma ke permukaan bumi menyebabkan erupsi. Erupsi terjadi pada gunung berapi. Magma yang keluar dan mengalir saat terjadi erupsi disebut lava. Gunung berapi memiliki lubang yang berbentuk melingkar di puncaknya disebut kawah. Saat erupsi terjadi, magma dan material lainnya dimuntahkan melalui kawah gunung berapi. 

Gunung berapi terbentuk jika terdapat dua lempeng yang bertabrakan, maka lempeng yang massa jenisnya besar akan menekuk ke bawah lempeng yang massa jenisnya kecil. Ketika lempeng menekuk dibawah lempeng lainnya, maka batuan pada lempeng yang menekuk akan melebur menjadi magma dan naik menuju permukaan karena perbedaan massa jenis. 

Berikut ilustrasi pembentukan gunung berapi : 

Aktivitas lempeng dapat membentuk serangkaian gunung api yang dikenal dengan cincin api pasifik (ring of fire). Cincin api pasifik merupakan pusat gempa dan rangkaian gunung berapi di sekitar samudra Pasifik. Hampir 90% pusat gempa berada di sepanjang cincin api Pasifik.  Indonesia terletak dalam cincin api Pasifik. Akibatnya, di Indonesia banyak gunung berapi. 

Berikut cincin api Pasifik yang mengitari samudra Pasifik. Keberadaan gunung berapi ditandai dengan titik merah : 

Erupsi (gunung meletus) merupakan keluarnya magma dan material lainnya dari dalam bumi oleh letusan gunung berapi. Letusan gunung api  memuntahkan material dengan kekuatan yang dahsyat dan lava pijar maupun lahar dingin yang keluar akan menyapu semua yang dilewatinya.

Erupsi disebabkan tekanan gas yang kuat dari dalam bumi yang terus menerus mendorong magma menuju ke permukaan (a). Magma memiliki suhu 1200°C akan melelehkan batuan di sekitarnya. Akibatnya, terjadilah penumpukan magma dan tekanan udara dari dalam bumi semakin besar, sehingga tersimpan energi yang besar untuk mendorong magma keluar (b). 

Proses erupsi : 

Material yang dikeluarkan gunung meletus meliputi material padat, cair dan gas. Letusan gunung berapi mengeluarkan material padatan berupa batuan, mineral dari dalam bumi, lava, lahar dan gas beracun yakni Hidrogen Sulfida (H₂S), Sulfur dioksida (SO₂), dan Nitrogen dioksida (NO₂). Lahar merupakan lava yang bercampur dengan batuan, air dan material lainnya. 

Letusan gunung berapi juga menghasilkan awan panas (aliran piroklastik) atau disebut “wedhus gembel”. Awan panas terdiri atas batuan pijar, gas panas dan material lainnya. Awan panas memiliki suhu mencapai 700°C. Awan panas mengalir menuruni lereng gunung api dengan kecepatan mencapai 200 km/jam.