「人們都以為魔鬼降臨。一些人相信這就是世界末日的開始。」對於在1812年1月23日寫下這兩句話的喬治·海因裡希·克裡斯特來說，那場剛剛撕裂了密西西比山谷的系列地震不僅非常致命，而且難以解釋。200年過去了，今天的我們仍未能破解這個奧秘——根據板塊構造論，美國中西部根本就不是應該發生地震的地方。
地球上的「怪異」之地還不只這一處。蘇格蘭西岸海域的海底地貌，南太平洋的海底火山，非洲南部的穹窿構造……全球都能見到板塊構造論所無法解釋的地貌。
板塊構造論從50年前開始被廣泛認可，其中心內容是：地球的最上層——巖石圈或稱陸界（厚度為60～250千米）由一連串堅硬的板塊組成，漂浮在黏稠的地幔之上。這一理論是由德國地球物理學家魏格納率先提出的，他認為今天的各大洲形成於一個超級大陸——盤古古陸，它在兩億年前分裂並開始漂移。
魏格納的理論最初被人嘲笑，但逐漸增多的證據表明地球表面確實在變化。到20世紀60年代，科學界開始接受板塊構造論，認為它不僅能解釋地球的多樣化地貌，而且能說明為什麼地球的大多數地震和火山活動沿著地表的一些帶狀地帶——板塊邊緣——集中。在板塊分離的地方，來自地幔的熾熱物質上湧、冷卻，形成新地殼，陸地上創生裂谷，海底則產生海脊；在板塊匯聚的地方，板塊之間相互擠壓，強迫山脈隆起，或者在地震活躍的黏性俯衝帶（例如爪哇海溝，2004年12月蘇門答臘-安達曼大地震所在地），板塊相互潛沒到彼此的下方。
可是，到20世紀70年代，看起來無所不包的板塊構造論再度遭到質疑。美國地質學家傑森·摩根原本是板塊構造論的最早倡導者之一，卻成為最早質疑該理論的人之一。他認為，板塊構造論無法解釋夏威夷群島的火山活動——這座群島遠離太平洋板塊邊緣數千千米。板塊構造論對此的解釋是，火山活動是由板塊弱點導致熾熱物質從地幔被動上湧而引發的。而摩根指出，有一根熾熱的地幔物質柱從地下許多千米的地方逐步往上擠壓，最終擠破地表，形成了夏威夷火山。
到20世紀80年代中期，地震釋放的地震波揭示了地球內部的一些狀況，摩根等人的「奇談怪論」開始被接受。在穿越不同密度和溫度的物質時，地震波的速度是不同的。通過在地表放置傳感器測量地震波到達的時間，科學家創製了地震波所經過的物質的三維圖像並發現：在靠近地幔與地核（呈熔融狀）交界處的地幔底部，坐落著兩大堆非常炙熱稠密的熱化學物質，其中一個位於南太平洋下方，另一個位於非洲下方。它們每堆的直徑都有幾千千米，在每堆上面都有一根由更熾熱的物質組成的超級地幔柱，而且看起來正上升至地表。
這一發現或許解釋了南太平洋中間海底為什麼高出周圍地貌大約1000米，以及從剛果以南直到南非南部的包括馬達加斯加在內的整片地區為什麼比周圍地貌高的原因，而這是板塊構造論所不能解釋的。地震波成像還揭示，較小的地幔柱從冰島和夏威夷下面的地幔上升至地殼，這或許解釋了這兩大群島的存在及其島上的火山活動。
不管往哪裡看，到處都有地球內部垂直運動塑造地球表面的證據。在板塊構造論形成以後，隨著資料的積累和技術的發展，人們對地球板塊理論的認識不斷加深。
現在還不太清楚的是，這種機制是怎樣工作的。板塊構造論認為，沉降到俯衝帶地幔中的物質在淺地幔中再循環，通過在俯衝帶附近或更遠的兩個板塊分離處的火山活動重新浮現。從20世紀80年代至今，利用地震資料得到的地球內部運動成像結果，進一步豐富了原先板塊運動學說的內容。當板塊下沉至地幔時，會引發地幔物質上湧。2011年，有科學家用電腦模型對俯衝帶地幔進行模擬。結果顯示，一旦一塊俯衝板塊到達地幔和地核交界層，就會擠壓層中的物質，而這種物質與熱化學物質堆相遇，就會在上方形成地幔柱。例如，潛沒到阿拉斯加附近的阿留申群島下方的俯衝板塊可引發夏威夷下面的地幔柱形成，由此產生的熱點為夏威夷火山增添燃料。
科學家還模擬了一個構造板塊與其下面的地幔反向運動的情況。結果發現，如果這種剪切效應發生在地幔密度改變或上覆板塊厚度改變的區域，就會導致地幔物質熔化並上湧。這一模型準確地預測了海底火山存在於東太平洋海隆（幾乎與南美洲西岸平行的一條洋中脊）西面而非東面。地震波測量表明，西面的地幔和板塊正在反向移動，而在東面卻沒有這樣。這個模型還預測，剪切效應在美國西部、歐洲南部、澳大利亞東部和南極洲最明顯，而所有這些區域的火山活動都遠離板塊邊緣。
如果今天地球深處的動力學能改變地面地貌，那麼同樣的情形必定發生在過去。2011年，有科學家在蘇格蘭海域引發了一系列爆炸，以記錄反射波，從而了解海底的情況，結果他們「看」到了隱藏在最近的巖石和沉積層下面的大約5500萬年前的化石風景，包括小山、峽谷以及河流網絡。通過分析河流隨著時間而改道的情況，科學家發現，這片區域曾一度被抬離到高出海面近1000米，隨後又被重新掩埋，整個過程發生在短短100萬年內。如此之快的速度是板塊構造論所無法解釋的，而熾熱的地幔物質從地幔柱呈放射狀排開的話，就可能驅動附近冰島的火山。如果把這個板塊比作一張地毯，那麼地幔物質就像老鼠在地毯下面跑，地毯上自然就會出現起伏。
科學家還辨識出了如今澳大利亞東部地下的類似的險峻垂直運動，它發生在1.45億年前～6500萬年前的白堊紀時期。再來看喜馬拉雅山，它形成於3500萬年前，當時印度板塊與超級大陸岡瓦納分離，加速北進，最終撞進歐亞板塊。根據板塊構造論，板塊速度最多只能達到每年大約8釐米（這個上限是由俯衝板塊能潛沒進地幔的速度決定的），這不能解釋為什麼印度板塊以每年最多達18釐米的速度朝著其目標上升。2011年，電腦模擬結果顯示，由「團聚」地幔柱的迅速增大的頂部施加的水平力量，被認為是在6700萬年前導致巖漿噴湧形成印度西部德幹火山、讓印度板塊一路向前的力量源頭。
美國中西部的異常、周期性的地震破壞活動，或許能由板塊構造論和邊界應力的延伸來解釋，但根本原因可能還得到更深處去尋找。科學家推測，遠古的法拉龍板塊在白堊紀期間開始沿著北美洲西海岸滑移進地幔，而這個板塊目前已鑽到足夠的深度，從而導致海洋在地殼板塊壓力下沉降到中密西西比河谷下方，造成上覆巖石圈嚴重變形，最終引發了200年前的災難事件。