Dünyanın iç yapısını anlamak için, jeolojik ve jeofizik çalışmalar sonucunda elde edilen verilere dayanan bir yeryüzü modeli geliştirilmiştir. Bu modele göre, yerkürenin dış tabakasında yaklaşık 70-100 kilometre kalınlığında bir taşküre, yani litosfer bulunmaktadır. Kıtalar ve okyanuslar litosferin içinde yer alır ve tüm jeolojik süreçler ile depremler de burada meydana gelir. Litosferin altında, kalınlığı 2.900 kilometreyi bulan manto katmanı yer alır. Mantonun altında ise, nikel ve demirden oluştuğu kabul edilen bir çekirdek bulunmaktadır.
Litosferin hemen altında, asthenosfer olarak bilinen daha yumuşak bir üst manto tabakası mevcuttur. Burada, konveksiyon akımları gibi kuvvetler sayesinde litosfer parçalanmakta ve çeşitli “levha”lara ayrılmaktadır. Üst mantodaki bu konveksiyon akımları, çekirdek bölgesindeki radyoaktif parçalanmalar sonucu ortaya çıkan yüksek ısı nedeniyle oluşmaktadır. Konveksiyon akımları yükseldikçe, litosferde gerilmelere yol açmakta ve bu da zayıf zonların kırılmasına sebep olarak levhaların oluşumunu sağlamaktadır. Bu levhalar, asthenosfer üzerinde yüzerek birbiriyle etkileşimde bulunmakta ve insanlar tarafından hissedilmeyecek kadar yavaş bir hızla hareket etmektedir.
Konveksiyon akımlarının yükseldiği alanlarda levhalar birbirinden uzaklaşmakta ve bu alanlarda sıcak magma dolayısıyla okyanus ortası sırtları oluşmaktadır. Okyanus tabanlarındaki levhaların kesiştiği bölgelerde ise sürtünme ve sıkışma meydana gelir; bu durumda levhalardan biri aşağı doğru manto katmanına batmakta ve eriyerek yitme zonları (dalma-batma zonları) oluşturulmaktadır. Bu döngü, litosferin altında sürekli olarak devam etmektedir.
Yerkabuğunu oluşturan levhaların birbirine sürtünmesi, sıkıştırması, üzerlerinden geçmesi veya altına girmesi, depremlerin meydana geldiği yerleri işaret eder. Dünya genelinde meydana gelen depremlerin büyük bir kısmı, bu levhaların birbirlerine karşı uyguladığı baskılar sonucunda oluşan dar kuşaklar üzerinde gelişmektedir. Levhalar arasındaki sürtünme kuvvetinin aşılması gerektiğini de belirtmeliyiz; bu yapı, levhaların hareketine engel teşkil eder.
Bir levhanın diğerinin üzerine itilmesi durumunda, sürtünme kuvveti aşıldığında ani bir hareket gerçekleşir. Bu hareket, çok kısa bir zaman diliminde olur ve şok etkisi taşır. Sonuç olarak, uzaya kadar yayılan deprem dalgaları ortaya çıkar. Bu dalgalar, geçtiği ortamlarda sarsıntı yaratarak, enerjilerini kaybederlerken yeryüzünde, bazen gözle görülebilen, kilometrelerce uzanan “fay” adı verilen kırıklar oluşturabilir. Bu kırıklar çoğu zaman yüzey örtüsü tarafından kaplanmış olabilir ya da geçmişte meydana gelen bir depremden kalma ve zamanla örtülmüş olan bir fay yeniden hareketlenebilir.
Depremlerin oluşumu, “Elastik Sıçrama” (Elastic Rebound) teorisiyle açıklanır. Bu teori, belirli bir noktada zamanla biriken deformasyon enerjisinin kritik bir noktaya ulaştığında, fay düzlemi üzerindeki sürtünme kuvvetini yenerek fay çizgisinin her iki tarafındaki kayaç bloklarının hareket etmesine neden olduğunu belirtir. Bu olay ani ve hızlı yer değiştirme hareketleriyle gerçekleşir. Böylece, biriken enerji boşalır ve mekanik enerjiye dönüşerek yer katmanlarında kırılma ve yırtılma hareketlerine yol açar.
Özetle, kayaların kırılması, önceden birikmiş olan yer değiştirme enerjisinin etkisi ile gerçekleşir. Bu hareketler, gözle görülmeyen yerkabuğunda oluşan konveksiyon akımları sayesinde meydana gelir. Bu akımlar kayaların belli bir deformasyona kadar dayanmasına olanak tanırken, sonrasında kırılmalar gerçekleşmektedir. Kırılma olayları, gerilimlerin serbest kalması ile sonuçlanır ve bu durum sıklıkla elastik geri sekmelerle birlikte fayların her iki kenarında ters yönde ortaya çıkar.
