1912 schlug der deutsche Meteorologe Alfred Wegener vor, die Kontinente hätten einst in einem einzigen Superkontinent — Pangaea — zusammengelegen und seien seither auseinandergedriftet. Die Belege sprachen dafür: Küstenlinien Südamerikas und Afrikas passten ineinander, fossile Reptilien tauchten beiderseits des Atlantiks auf, identische Gesteinsabfolgen lagen in Brasilien und Westafrika, Gletscherspuren fanden sich in heute tropischen Gegenden. Die Fachwelt lehnte fast einstimmig ab: Wegener war Meteorologe, kein Geologe, und konnte keinen Mechanismus dafür angeben, wie Kontinente sich durch festen Ozeanboden pflügen sollten. Er starb 1930 auf einer Grönland-Expedition, seine Theorie weiter in Verruf. Vierzig Jahre später, in den 1960er Jahren, zeichneten Magnetstreifen mit wechselnder Polarität parallel zu den mittelozeanischen Rücken die Spreizung des Meeresbodens auf — an Rücken entstand neuer Ozeanboden, in Subduktionszonen an den Tiefseegräben wurde er verschluckt — und 1968 galt die Plattentektonik als Konsenstheorie der Geologie.
Die Plattentektonik besagt, dass die Lithosphäre der Erde — die starre äußere Hülle von rund 100 km — in etwa fünfzehn größere Platten zerbrochen ist, die sich mit wenigen Zentimetern pro Jahr verschieben, getrieben von Mantelkonvektion darunter. Drei Arten von Plattengrenzen lassen sich unterscheiden: divergente (Platten weichen auseinander, neue ozeanische Kruste entsteht, etwa am Mittelatlantischen Rücken oder am noch jungen Ostafrikanischen Graben), konvergente (Kontinent prallt auf Kontinent und baut Gebirge wie den Himalaya, Ozean stößt unter Kontinent und erzeugt Subduktionsbögen wie die Anden, Ozean trifft auf Ozean und reißt Tiefseegräben wie den Marianengraben auf) und Transformgrenzen (Platten gleiten an Verwerfungen wie Kaliforniens San Andreas aneinander vorbei). Entschieden hat den Fall der Paläomagnetismus: kühlt Lava an mittelozeanischen Rücken aus, richten sich eisenhaltige Mineralien am Erdmagnetfeld aus, und dieses Feld polt sich im Schnitt alle 200.000 bis 1.000.000 Jahre um. Hess' Hypothese der Meeresbodenspreizung von 1962 sagte deshalb symmetrische Magnetstreifen beiderseits der Rücken voraus, und Vine und Matthews (1963) sowie Morley (unabhängig 1963) fanden genau diese. Die Fachwelt akzeptierte die Theorie binnen etwa fünf Jahren — ein ungewöhnlich rascher Paradigmenwechsel.
Der Rahmen reicht weit über die Geologie hinaus, weil die Plattentektonik den Kohlenstoff-Thermostat antreibt, der die Erde bewohnbar hält: Silikatverwitterung an kontinentalem Gestein zieht CO₂ aus der Atmosphäre, die Reaktion läuft bei wärmerem Klima schneller, und Vulkanismus gibt das CO₂ zurück. Wie es ausgeht, wenn dieser Regler ausfällt, zeigen Venus (Treibhaus außer Kontrolle) und Mars (Atmosphäre verloren). Die meisten Erdbeben, Tsunamis und Vulkanausbrüche treten an Plattengrenzen auf — am Pazifischen Feuerring, in den Gräben vor Japan und Sumatra, im alpidisch-himalayischen Gürtel —, und die Biogeografie ergibt erst mit der Kontinentaldrift Sinn: Beuteltiere herrschen in Australien (das sich abspaltete, bevor sich die Plazentatiere entfalteten), Lemuren leben nur auf Madagaskar, Fossilmuster reihen sich quer über heute weit getrennte Kontinente.
GPS-Netze messen die Plattenbewegung heute direkt — Hawaii wandert mit rund 7 cm/Jahr nach Nordwesten, die Pazifische Platte mit bis zu 10 cm/Jahr, Indien schiebt sich weiter nach Norden in Asien und hebt den Himalaya um etwa 5 mm/Jahr. Die größtmöglichen Erdbeben (Mw 9+) liegen alle in Subduktionszonen entlang bekannter Plattengrenzen: die Cascadia-Subduktionszone vor dem pazifischen Nordwesten der USA ist überfällig für ein großes Beben, das letzte ereignete sich 1700 und ließ sich aus japanischen Tsunami-Aufzeichnungen und Baumringen im Nordwesten rekonstruieren. Paläotektonische Rekonstruktionen vergangener Kontinentalkonfigurationen sind heute präzise genug, um Paläoklima-Modelle zu speisen, und die Astrobiologie sieht in der Plattentektonik eine wahrscheinliche Voraussetzung für dauerhafte Bewohnbarkeit felsiger Exoplaneten — eben wegen des Kohlenstoff-Thermostats.