Σαντορίνη: Γεωλογική ιστορία
Πριν αρχίσει η ηφαιστειακή δραστηριότητα στη Σαντορίνη, πριν 2 με 2,5 εκατομμύρια χρόνια, στη θέση της Σαντορίνης υπήρχε ένα μικρό νησί που αποτελούταν από μεταμορφωσιγενή πετρώματα, κυρίως μεταμορφωμένους ασβεστόλιθους και σχιστόλιθους. Η ηφαιστειακή δραστηριότητα αρχικά έλαβε χώρα στην περιοχή του Ακρωτηρίου και στις νησίδες Χριστιανά Θήρας. Αυτά τα πετρώματα σήμερα έχουν αλλοιωθεί έντονα. Στη συνέχεια, πριν 500.000 χρόνια περίπου, δημιουργήθηκε στα βόρεια του νησιού το ηφαίστειο της Περιστερίας, το οποίο παρήγαγε ανδεσιτικές λάβες. Σήμερα υπολείμματα του ηφαιστείου αυτού βρίσκονται στον Μικρό Προφήτη Ηλία και το Μεγάλο Βουνό. Συγχρόνως μικρότερα ηφαίστεια - κώνοι σκωρίας ήταν ενεργά προς τα νότια, στον Μπάλο, Κόκκινη Παραλία και Κοκκινόπετρα. Στη συνέχεια μέχρι πριν 200.000 χρόνια, δημιουργείται ένα ασπιδωτό ηφαίστειο που ενώνει όλα τα επιμέρους νησιά. Αυτή η φάση τελειώνει με μια σειρά ισχυρών εκρήξεων που δημιουργεί την πρώτη καλντέρα. Η ηφαιστειακή δραστηριότητα παρατηρείται ξανά πριν 180.000 χρόνια. Μια δεύτερη καλντέρα δημιουργείται πριν 40.000 με 60.000 χρόνια από ισχυρές εκρήξεις. Στη συνέχεια σχηματίζονται ηφαίστεια του Σκάρου και της Θηρασιάς, τα οποία καταστρέφονται από την έκρηξη του Ρίβα πριν 21.000 χρόνια.
Τον 17ο αιώνα π.Χ. κατά το τέλος της εποχής του χαλκού λαμβάνει χώρα η μινωική έκρηξη, η τελευταία μεγάλη έκρηξη του ηφαιστείου της Σαντορίνης που δίνει στην καλντέρα το σημερινό της σχήμα. Κατά τη μινωική έκρηξη 60 εκατομμύρια m² ισοδύναμου ξηρού πετρώματος από μάγμα σε μορφή καυτής ελαφρόπετρας και στάχτης εκσφενδονίστηκαν στον αέρα σε ύψος 36 χλμ. πάνω από το νησί. Η ηφαιστειακή στάχτη ταξιδεύοντας προς τα ανατολικά απλώθηκε στην ανατολική Μεσόγειο και τη Μικρά Ασία με ίχνη της να έχουν βρεθεί στις όχθες του Νείλου και τις ακτές της Παλαιστίνης, σημερινό Ισραήλ. Η μινωική έκρηξη είναι από τις μεγαλύτερες των ιστορικών χρόνων και είχε σημαντικό αντίκτυπο στην Ανατολική Μεσόγειο. Ο όγκος των ηφαιστειακών αναβλημάτων υπολογίζεται ανάμεσα σε 39 και 61, ίσως και 99 κυβικά χιλιόμετρα που κάλυψαν με ένα στρώμα πάχους δεκάδων μέτρων τη Σαντορίνη. Τα στερεά και τα αέρια που εκτοξεύτηκαν από το ηφαίστειο δημιούργησαν ένα μεγάλο κενό μέσα στο οποίο κατακρημνίστηκε το κεντρικό τμήμα του ηφαιστειακού κώνου, δημιουργώντας τη σημερινή καλδέρα. Αποτελέσματα αυτού ήταν η δημιουργία τεράστιων παλιρροϊκών κυμάτων που σάρωσαν τα παράλια του Αιγαίου και της ανατολικής Μεσογείου. Η ηφαιστειακή δραστηριότητα δημιούργησε τις νησίδες Νέα Καμένη Θήρας και Παλαιά Καμένη Θήρας μέσα στην καλδέρα.
Η ηφαιστειακή δραστηριότητα στη Σαντορίνη είναι αποτέλεσμα της καταβύθισης της Αφρικανικής πλάκας κάτω από την Ευρασιατική, ή ακριβέστερα την υποπλάκα του Αιγαίου. Η καταβύθιση γίνεται με ταχύτητα 5 cm/έτος προς τα βορειοανατολικά με γωνία 30-40°, και το όριο μεταξύ των δύο πλακών βρίσκεται στην ελληνική τάφρο νότια της Κρήτης. Η πλάκα της Αφρικής λιώνει σε μεγάλο βάθος και στη συνέχεια τα λιωμένα πετρώματα ανέρχονται στην επιφάνεια και σχηματίζουν τα ηφαίστεια των Μεθάνων, της Μήλου, της Σαντορίνης και της Νισύρου, τα οποία αποτελούν το Ηφαιστειακό Τόξο του Νοτίου Αιγαίου. Το σύμπλεγμα της Σαντορίνης, που περιλαμβάνει επίσης τις νησίδες Χριστιανά και το υποθαλάσσιο ηφαίστειο Κολούμπο, είναι το πιο ενεργό του τόξου.