心理的要因や都市構造だけでなく、地球科学の観点からも首都・東京の地下は世界で最も過酷な地殻変動の十字路に位置しています。理科の教科書で語られる一般的な地震の枠組みを超え、東京 プレート境界 メカニズムは極めて異様かつ複雑です。
日本列島が乗る陸のプレート（北米プレート）の直下に、南側からフィリピン海プレート 太平洋プレート 沈み込みという形で2つの異なる海洋プレートが同時に潜り込んでいます。具体的には、相模トラフからフィリピン海プレートが年間数センチのペースで北西へ沈み込み、そのさらに下層へと、日本海溝から太平洋プレートが年間約8センチのスピードで西へ沈み込んでいます。すなわち、東京都直下の地下数十キロから百数十キロの空間には、3枚の硬い岩盤がミルフィーユのように重なり合う「世界的にも唯一無二の三重構造」が形成されているのです。
この三つ巴の衝突帯に拍車をかけているのが、近年の地震学研究で定説化しつつある「関東フラグメント 構造」の存在です。東京の地下深部には、過去数百万年前の激しい地殻衝突の過程で引きちぎられ、プレート間に挟み込まれたまま取り残された「厚さ数十キロに及ぶ太平洋プレートの巨大な破片（岩塊）」が浮遊していることが判明しています。この硬い岩塊の上面と下面が、周囲のフィリピン海プレートや陸のプレートと常に強烈な摩擦を起こしており、これが東京直下や千葉県北西部、東京湾周辺でマグニチュード4〜5クラスの地震が日常的に引き起こされる震源の巣（アスペリティ）となっています。
