如果依照生命财产的损失来衡量，20世纪破坏力最大的火山爆发，1902年5月发生在西印度群岛马丁尼克岛。那年4月间，有过几次轻微地震，该算是事先的警示。5月8日清晨7点50分，4次爆炸声震撼了马丁尼克岛。同时，柏莱山的火山口也喷出一大团燃烧着的气和灰，发出一片红光。再过一会儿，更多的气、尘和灰从火山侧面的裂口喷涌出来，滚流下山，速度惊人。不过几分钟光景就淹没了圣比尔市，3万居民只有1人幸存。
柏莱火山那次爆发，在人类灾难史中将会永远留存，但就大自然发挥的威力来说，近几十年来还有几次更剧烈的火山爆发。例如。1956年3月30日，西伯利亚堪察加半岛无名山爆发，喷出的岩石足够把像巴黎那样大的城市埋在一层9．6米厚的碎石下面。根据在无名山东面一个镇上的目击者报告，一大片黑色浓烟遮盖了天边，直冲云霄达35公里高。火山灰散落地面的范围远至400公里之遥。可是，这次火山大爆发却没有人死亡。主要原因是那个地区只有很少的居民，是前苏联火山学家几个月前就预知无名山的爆发了。
前苏联在巍峨的克留切夫斯卡亚山脉，设有火山观测站。从1955年9月起，站里的仪器就测得当地发生过一连串强烈地震。科学家从绘出的地震图中发现，地震走向交叉于海拔3036米的无名山，当时被认为是座久已熄灭的死火山。从10月22日开始喷出火山灰，凝成花椰菜形的巨团浓烟，到11月17日，火山灰降落到相距28公里的克留齐村，遮住阳光，白天驾车也要开车头灯，火山口不断喷出黑烟，直到次年3月的大爆发。然后，火山活动渐趋平静，8个月后完全停止。
无名山属“火环”的一部分。这个火环是太平洋周围陆地边缘的火山带，从南美洲的智利，北上秘鲁到墨西哥和北美洲的西海岸，包括美国加州的沙司塔山、俄勒冈州的胡德山、华盛顿州的来尼尔山等巨大的死火山；在阿拉斯加转道向西，经阿留申群岛，再折向南，穿过堪察加半岛，越过鄂霍次克海利千岛群岛，贯穿日本诸岛、菲律宾群岛、东印度群岛、新几内亚，这个地带都在火环边缘或在火环里面。加勒比海群岛的弧形火山带，一般认为是这个大火环的支脉。
另一个危险较小的火山带，从南大西洋的特里斯唐达空雅起，沿着大西洋中部海底山脉伸展，北上经阿速尔群岛到冰岛。光是冰岛一地就有28座活火山。地中海区域有苏威尔、艾得拉、史特朗玻里、乌尔康纳等火山。不过，最有威力的火山全都在太平洋的火环里。在这个烟火圈子的边缘，多是人口密集地区。印尼有78座活火山，日本有49座，且多在大城市附近，美国有37座，大部分在阿拉斯加和阿留申群岛。
在日本，研究火山活动的科学——火山学，具有重大实用价值。日本的火山学家最多，其中有60位是享誉世界的。世界上最好的火山学研究机构之一，是设在夏威夷吉劳埃亚山的美国联邦火山观测所。吉劳埃亚山海拔1227米，是从海床隆起6000米的一座穹形火山。事实上，冒纳罗亚和邻峰冒纳开亚可算是世界上最高的山峰了，因为这两座山峰的高度直接从海床算起是10000米左右，而珠穆朗玛峰从西藏高原的山基算起，才不过约4500米。
就学术研究的目标而言，夏威夷岛的冒纳罗亚山和吉劳埃亚山是最好的地方。当地气候良好，全年可以进行观察研究，而科学家从檀香山坐飞机只需半小时航程。两个火山口都经常在活动，爆发次数很多，通常很轻微，并且往往可以预知，在吉劳埃亚火山口边缘观测所工作的科学家十分安全，一如住在较远处“火山之家”的观光客，闻着掺和花香的硫磺气味，从不怕有什么危险。
夏威夷的庞大火山构造属地质学家所谓盾形穹丘，与柏莱山、苏威尔山和富士山那种尖形火山锥截然不同。圆形的侧面，是由岩浆(熔化的岩石和气)慢慢从地下渗出后凝固而成，不是由火山剧烈爆发喷出岩屑堆集而成。例如，在吉劳埃亚火山，两侧有无数小火山口，相当和缓地喷出熔岩，顺着山坡流下来。这种熔岩流经过漫长时间积聚，成了这种穹丘似的特殊形状。
夏威夷群岛在中太平洋绵延2574公里，由许多海底山的山峰组成，是依年代的先后从西北到东南出现的。这群岛屿里最晚形成的是夏威夷岛，面积比其他各岛的总和还要大，是由火山活动从海床升起来的，形成时间还不到100万年，若和地球的46亿年历史相比，夏威夷的历史简直太短了。在吉劳埃亚的火山学家和每天约1000名观光客，都清楚地看得出这个形成过程仍在继续。
在夏威夷，最值得注意的火山构造要算吉劳埃亚山上巨大的破火山口(塌下的火山底)了。那是一个直径3．2公里的洼地，里面是炽热的熔岩湖，像一口沸腾的汤锅。这里时常有轻微的喷发，熔岩从大裂口溢出，不断注人破火山口。有时地面水渗入山岩缝隙，化为蒸气，压力突增，就会呈现壮观的喷发景象。1959年11月14日，吉劳埃亚一个小火山口的裂缝中，熔岩像喷泉般射到580米的高空，大概是世界上任何火山都还没有过的喷发高度。
至于冒纳罗亚火山，喷发次数不可胜计。1950年6月1日，火山侧面一个很长的裂口喷出一股熔岩，以每小时9公里的速度流了23天，掩埋了一个村落，如果这次灾变发生在纽约或世界上其他大城市，这股熔岩大概足以把四个街区的摩天大楼全部淹没。
冒纳罗亚山和吉劳埃亚山的熔岩流，源于巨大的地下岩浆湖。地壳下面有层地幔，地幔上灼热的岩石层把岩浆压聚在火山下面，形成岩浆湖。岩浆湖的岩浆增加，就会对山壁增大压力，使山的倾斜度有所改变。这种现象只有用极精密的仪器才能测知，吉劳埃亚观测所正在不断研究这个问题。
目睹火山的诞生，还有其他例子。不过，由于地球表面海洋占了七成，水下的火山爆发当然比陆上的多。除非有新岛露出水面，例如1963年在北大西洋冰岛附近突然冒出水面的那个火山岛，后来叫做塞尔泽岛，否则海底火山爆发多半不易发觉。
地球上火山作用的基本原因是什么?科学家现在渐渐同意一种看法，认为太平洋周围陆地边缘的火山带，主要是因地壳的板块移动而造成的。这种移动使太平洋边缘的大陆板块和海床板块互相摩擦碰撞。其他地区的火山，像冰岛的火山，猜想应该是地壳下的熔岩从中央岛脊裂隙往上冲涌的结果，那里的海床不断增添新的地壳熔岩。地质学家现在深信，对地壳的板块移动了解越多，对火山的成因就会越加明白。
地震自古以来就是使人们惧怕的灾祸。1755年11月1日星期六，地点在葡萄牙里斯本，发生了一次大地震。那天是万圣节，大半居民都挤在大小教堂里。上午9时30分，传来隆隆响声，建筑物也动摇起来。
随后第二次震动袭来，整整两分钟不停。在那种毁屋夺命的隆隆巨响中，屋顶、墙壁、教堂、住宅和商店都坍塌了。第三次震动接踵而至。随后灰尘笼罩全城有如浓雾一般，使人透不过气来。
白昼变成黑夜，大火四起。余震一再袭击这座灾城，大理石筑成的教堂摇摇摆摆，像海上的船，太加斯河巨浪滔天，河水涌人城市三次。
除葡萄牙整个西南角和西班牙部分地区外，北非也发生剧烈震动，生命财产损失严重。地震波的反射，激起欧洲各海岸浪潮澎湃，影响所及远达西印度群岛。
里斯本有些宏伟建筑在地震时未致倒塌，可惜在随后的大火中化为焦土。大火烧了七天，城内较低地区全部烧毁，里斯本的珍藏大半毁于大火之中。在皇家医院内，数百名病人葬身火海。一座教堂内有600人丧生，另两座教堂内分别有400人和300人死亡。全部遇难人数可能超过6万。轻微的地震延续几个月。西班牙一位外交官问来自里斯本的使节： “难道贵国的土地永远不会静下来吗?”
里斯本地震是最早存有精确记载的大地震之一。长久以来，科学家一直想解释为什么有这种骇人天祸。古希腊哲学家亚里士多德认为，地震是困在地球内部的风所造成的。他说： “我们必须假定，风在地球内部的作用，’与风力在我们体内所造成的颤动与悸动类似。因此有的地震属于颤动，有的属于悸动。”这是一种假说的起源，此后流传了许多世纪，在一段长时期被认为是科学真理。
文艺复兴期间，一般看法认为地震的原因是困在地球下面的空气。地球破裂的时候，就会释出带疫症的空气，引起霍乱和在灾区猖獗的其他可怕瘟疫。
马利特的学说，把地震研究引入科学范畴。马利特是英国一位土木工程师及科学研究者，在1846年发表第一篇地震理论。他认为悬崖断裂及大地面貌变更，只有遇到“一种弹性压缩波，或一连串此种波，以平行或交叉方式，通过受扰地区的地面和固体物质”时才会发生。
地震波通过地壳是一种新观念。马利特相信，地震主要源自火山活动，过热蒸气或熔岩冒出裂缝所造成的某些爆炸，会使地球剧烈震动。他指出地震时常发生于火山区，以支持这个论点。
震动的发生可能非常简单：地壳某一断层上岩石的张力突然松弛，断层上的岩石急速移人新位置时，便引起地震冲击波，在地球的坚固外层传送极远。地震似乎多半源于64公里深处，但有些震源则深达720公里。不管震源多深，地震学家常称由震源垂直投影到地面的点为震中。震中地点可以根据几个地震报告站的记录，用三角测量法推定。震中周围不一定是受灾严重的灾区。地震波袭击远处的地壳断层，损害可能会更为严重。
想充分了解地震及其破坏力，必须知道震源和岩石在震中滑动时所发生的威力。多年之前，美国地震学家李克特制出一种地震强度表，把能用仪器测出的最轻微地震强度列为最接近零级的一级；人类能感觉到的轻微地震，强度约为三级。理论上说，地震没有最高极限。在李克特强度表上的级数，是把各报告站录得的资料综合起来求出的平均数。
到目前为止，依据李克特地震强度表定出的最大地震，强度为8．9级，这可能是人类所有经历过地震的最高强度。如果发生10级地震，全世界马上就会知道。地震强度分级法虽然在50年前才开始采用，但是20世纪初已有各种可靠的测量仪，使我们在定出地震强度表之前也能估计地震强度。只有过两次地震达到最高的8．9级。一次是1906年1月31日的哥伦比亚——厄瓜多尔地震，一次是1933年3月2日的日本冲绳大地震。
每年除发生无数次轻微地震外，总有几次强烈地震。地震学家认为，7级或7级以上的震动，都是主震。每年发生多少次主震呢?李克特提出约为25次。
地震强度最高可达什么程度?李克特说： “地震强度显然必有极限……自然的极限，取决于地壳的坚硬度，即岩石所能承受的最大张力……历史上的地震，还没有一次可以列为8．9级以上。”
果真如此，破坏力这么厉害的里斯本地震，也就不比近年一些大地震更为强烈。
甚至最有名的1906年美国旧金山大地震和1976年的唐山大地震，也不是最强的地震。其强度有人估计分别为8．3级和8．6级。但因发生在人口稠密区，所以造成极大的破坏。
虽然世界各地都会有地震，但在地震带上特别频繁。地震带全球有多条，其一是有名的“火环”，在太平洋东北西三面边缘上。另一条自地中海经过阿尔卑斯山、高加索，再从喜马拉雅山脉至东印度群岛。
地震可通过陆地传播，也可通过水传播。 “海底地震”的报道很多，下面是1855年一艘英国船上的海员报告：
“我站在舵轮附近，听到一阵好像远方传来的雷声；走往左舷看看南边时，感觉船好像擦过一个珊瑚礁，发出一阵嘎嘎响声。声音停止后，所有东西都摇动约一分钟。全部过程约为两分钟。我试作探测水深，一百二十英尺长的测深索也探不到海底。水面毫无波浪，但声音似乎来自船底。船的移动很像在深水中抛锚，锚链迅速放尽的情形。”
在陆地也有些罕见的怪现象发生。如果地下水充足，地震可能使地壳爆裂，迫使地下水喷出，形成喷泉及间歇泉。这情形有时被称为水柱或泥火山。1934年印度发生地震时，有人把这种现象描写得很生动：
“我的汽车忽然摇晃起来……摇晃一停止，公路两旁村落的泥屋就开始倒塌。在我右边，一株孤立的秃顶干枯棕榈树干剧烈摇摆，好像一个人在激怒中挥动手杖似的。接着整个地区的地面上冒出几百条水柱，喷出水和沙。沙粒积成小火山，水从小火山口喷出，有的水柱高达六英尺。”
“几分钟内，眺望公路两旁只见沙和水，水和沙。公路上也喷出水柱，我看到前面路上有许多大裂缝。我的汽车下陷，水和沙不断带着气泡冒出、涌来，把汽车车轮淹没了。我们主仆两人马上要‘弃船’踩进深可及膝的热水和泥水里逃上岸。那天下午特别冷，踩进那样的热水里倒感到意外。”
在地震的所有现象中，最骇人的莫过于地面裂缝开而复合，不过这种情形极少出现。1797年厄瓜多尔的略凡巴市地震时，地面出现不少裂缝，许多人掉进去，裂缝又合起来，夹住那些遇难人的大腿。英国地质学家莱伊尔爵士讲述1 692年牙买加地震时的情形说，地面如滔滔大海般翻腾，裂开后旋即复合。许多人被裂缝吞噬，有人齐腰被裂缝夹住，活活箝死；有人只剩头颅露出地面；还有人掉进裂缝后，接着又被大水冲浮出来。
假如人类能预测地震，或许能逃过这些可怕的灾难。像1923年9月1日日本腹地发生地震时那种恐怖情景，就可能不致出现。
那天黎明时风雨交加。阵雨停止后，风已略小。天空晴朗，旭日东升，阳光炽烈。东京、横滨及周围七县地区，都炎热异常。当时盛夏已过，秋老虎好像更难忍受，特别是那天早晨更热。
正当家家户户都在烧午饭的时候，灾难降临了。房屋坍塌，大火四起。一柱柱浓烟缭绕上升，与建筑物倒毁后漫天飞滚的黄色尘土混合一起。天空由黄色变成褐色，最后变成黑色。
海湾里的舢板着火脱了索，被烈风吹得到处漂流，把火焰蔓延到港内其他船只。
就在这个时候，一阵恐怖的海啸从湾内涌起，扫上海岸，把许多尸体和燃烧的碎片带人城内。
在伊豆半岛南端，成千上万座小山纷纷崩解。其中一座山崩解时直冲根府川村，埋葬了全体村民。
在东京，《日本记事报》特约记者报道：“有些人逃到街头，也避过了火焰。他们死后的尸体很完整，但有许多惨不忍睹的燎泡。他们必定比那些尸体烧成焦炭碎片的人死得更痛苦。烧死的人在一堆堆碎砖、乱电线和商店货物中，可能只剩下一小块烧焦的头盖骨。在这些乱堆里到底埋了多少人?没有人知道。但是恶臭冲天，尤以运河附近为甚，许多人跑到那里逃生，结果无一幸免。”
风向转变，大火继续燃烧。强风夹着大火的猛烈热气形成飓风，产生出惊人的破坏力。下午4时左右，一个陆龙卷风出现，引起隅田川上游洪水泛滥。陆龙卷风沿河向下游吹袭，把河里许多小船卷离水面，再带着呼啸声吹到正在燃烧中的高等工业学校，卷起一大堆燃烧着的碎物，吹到对岸去，那里的建筑物立即起火。火势迅速蔓延到军服仓库的空地，当时估计有4万人从坍塌燃烧的建筑物里逃到那避难。
黑烟和火焰立即封住整个仓库地区。灾民和他们的财物都烧焦了。整个地区变成一片火海，陆龙卷风呼啸旋转，猛袭这些不幸的灾民，4万人之中，幸存者无几。
大火在东京燃烧了3天3夜，为了减少破坏，火道上的建筑物都予以爆破。而地震还在继续。地震发生当天，余震共224次。第二天245次，第三天95次，第四天83次，以后次数逐日减少，直至完全停止。
东京几乎全遭毁灭。横滨也是一样，死亡人数97331人，失踪43476人，总计142807人。
暴雨洪水接踵而至，大地震时未崩解的东西，这时也倒下了。一座悬于山溪上的绝壁崩落，阻塞溪流，结果造成了山洪泛滥，把房屋冲到山下，一个约有170户人家的村落，被掩埋在30多米深的泥土之下；一列载了200多名乘客开往真鹤的火车，被洪水冲走，连同全部乘客一起，坠人相模湾底。一个地区同时受到这样多天灾的**，生命财产损失如此浩大，或许是历史上仅有的一次。