被害状況（令和5年3月1日現在） |출판사 = 일본 소방청 |형식 = PDF |언어 = ja |날짜 = 2024년 3월 9일 |확인날짜 = 2024년 4월 24일 }}주4: 2011년 3월 23일 일본 정부의 추산치이다. 원전 사고로 인한 피해는 제외한다.
**도호쿠 지방 태평양 해역 지진** 또는 흔히 **동일본대지진**은 2011년(헤이세이 23년) 3월 11일 금요일 14시 46분 JST (05:46 UTC)에 일본 산리쿠 연안 태평양 앞바다에서 일어난 동아시아 국가 사상 역대 최대의 해저 거대지진이다. 진앙은 도호쿠 오시카반도 동쪽 70km 지점이며, 진원의 깊이는 24km

동일본대지진으로 인한 피해를 따로 **동일본대진재** 228,863명이 원래 살던 집을 떠나 난민이 되어 일시적으로, 또는 영구히 다른 지역으로 이주하였다.

지진으로 일어난 쓰나미는 여러 원자력 발전소 사고를 일으켰는데, 그 중 대표적인 사례가 7단계 노심 용해가 발생한 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고로, 사고 인근 구역은 대피구역으로 지정되어 수십만 명이 이주하였다. 많은 전기 발전기가 꺼지면서 전력 손실로 인한 냉각기 고장 후 최소 3개의 후쿠시마 원전 노심이 수소 가스로 가득 차 폭발하였다. 후쿠시마 제1 원자력 발전소 주변 20km, 후쿠시마 제2 원자력 발전소 주변 10km 사람들은 긴급 대피하였다.

동일본대지진으로 일어난 보험금 손실액은 대략 미화 145억 달러에서 346억 달러로 추정된다.

## 명칭
지진이 일어난 3월 11일, 일본 기상청은 이번 지진을 공식적으로 "**헤이세이 23년 (2011년) 도호쿠 지방 태평양 해역 지진**"으로 명명했다.

영어로 명명된 지진 이름에는 다음들이 있다.

지진 발생 직후 며칠 동안은 여러 대중매체와 조직, 단체 등에선 **동일본대진재**, '도호쿠 관동대진재' 등 통일되지 않은 명칭을 사용했으나 2011년 4월 11일 일본 국무회의에서 3월 11일의 지진에 의한 재해와 원자력 발전소 사고를 묶어서 '동일본대진재'라고 묶어 부르기로 결정하면서, 각 언론매체에서도 동일본대진재라고 통일하여 지칭하기 시작했다.

이후 약칭으로 지진이 발생한 날짜를 따서 단순히 **3.11** 또는 **3.11 대지진**이라는 용어도 사용하기도 한다.

한국어에서는 지진 직후 **동일본 대지진**

## 본진
일본 기상청과 방재과학기술연구소의 분석에 따른 본진은 다음과 같다. 여기에 써진 지진 발생시각과 진원은 기존의 지구 내부 모델을 통해 나온 이론상 정밀값으로, 실제로 일어난 시각과 진원지와는 조금 다를 수 있다.

이 본진으로 진도 6약 이상을 관측한 지역은 다음과 같다. 긴급지진속보 단계에서 진도7로 예측된 곳은 동일본대지진이 처음이었다. 동일본대지진 당시 지진계에 기록된 최대 계측진도는 6.67로 관측 사상 최대의 진도였다.

미야기현 구리하라시에서는 최대 진도7의 진동이 약 2분간 계속되었다. 하지만 이와키시의 기록은 지진계를 통해 기록한 진도가 아니였으며 하가정의 기록은 기상청이 진도 측정에 사용하는 진도계가 아니였기 때문에 공식 발표에서는 둘 다 정식으로 반영되지 않았다.

이외에도 도호쿠, 간토 일부 지역에서는 진도 5강, 5약을 기록하였고 홋카이도, 도호쿠, 간토, 도카이, 호쿠리쿠 지역에서는 진도 4를, 홋카이도, 도호쿠, 간토, 도카이, 호쿠리쿠, 긴키 지역에서는 진도 3을 기록했다. 심지어는 진원지와 1,300km 떨어진 가고시마시에서도 진도 1이 기록되었는데, 지진파 S파는 지진이 일어난지 5분이 넘어서야 가고시마에 닿았다. 도쿄 대학 지진 연구소의 분석에서는 본진의 진동이 일본 전역으로 퍼지는 데 약 6분이 걸렸다고 밝혔다.

지진 당시 계측진도 7을 관측한 미야기현 구리하라시 쓰키다테(築館)의 최대 가속도는 2,933 gal로 1995년 효고현 남부 지진 당시 효고현 고베시 후키아이(葺合)에서 관측된 가속도인 802 gal보다 큰 값이었음에도 불구하고 주변의 가옥붕괴율은 쓰키다테는 0%인데 반해 효고현 남부 지진의 후키아이는 35.0%로 높았다. 이는 도호쿠 지방 태평양 해역 지진에서 가속도가 큰 성분이 주기 0.5초 미만의 짧은 주기 성분이었던 것에 반해, 효고현 남부 지진에서는 가옥에 큰 피해를 주기 쉬운 주기 1-2초의 가속도 응답 스펙트럼이 도호쿠 지방 태평양 해역 지진보다 약 4배나 높았기 때문으로 추정된다.

러시아에서는 쿠릴 열도의 유즈노사할린스크와 쿠릴스크에서 최대 MSK 진도 계급 IV의 진도가 측정되었다.

## 지진의 특징

### 규모 면

#### 일본 관측 사상 최대 규모 지진
일본 기상청은 지진 보도 초에 규모 7.9의 지진으로 추정하고 속보를 내보냈지만, 이후 추정치를 계속 갱신하면서

일본 기상청은 지진 발생 3분 후 규모 M8.8로 분석했다. 지진 발생 2시간 44분 후인 17시 30분 후에야 이 모멘트 규모 값이 발표되었다.

#### 거대한 방출 에너지
지진으로 방출한 지진파의 표면 에너지는 약 1.9×10 J로, 이는 2004년 남아시아 대지진보다는 약간 작은 크기이다.

일본 국립과학기술연구원에서는 지진의 최대 지반 가속도(PGA)를 2.99&nbsp;g(29.33&nbsp;m/s)로 측정했다.

#### 해구형 지진, 넓은 진원역
일본 기상청과 도쿄 대학 지진연구소 등에서는 동일본대지진이 단층면의 각도가 10도 정도로 되게 작으며, 서북서-동남동 방향(동서 방향에 거의 가까운 방향)을 축으로 압력을 받은 낮은 각도의 역단층(스러스트 단층)에서 일어났다고 분석했다. 또한 동일본대지진은 수평 방향 변화량이 큰데, 이 점은 도호쿠 지방 태평양 연안 지역에서 일어나는 해구형 지진의 주요한 특징 중 하나이다. 2004년의 남아시아 대지진과 비교하면, 남아시아 대지진은 진원역이 1,000km에 달했으나 이 도호쿠 지진은 500km밖에 안되는 영역에서도 비슷한 M9 규모의 지진이 일어났다. 즉 미야기현 앞바다 진앙 부근에서 지층 변화량이 매우 컸다는 것이다.

### 연동형 지진
일본 기상청은 본진이 하나의 거대지진이 아닌, 3개의 독립된 지진이 서로 연동되어 일어난 연동형 지진이라고 발표했다. 연동형 지진이 가진 특징인 길고 복잡한, 단층이 파괴되는 과정이 드러났다. 진원역이 넓어서 광범위한 지역에 흔들림이 있었으며, 판 경계의 깊은 곳에서 파괴가 일어났기 때문에 진원지에 가까운 지역에서는 강한 진동이 느껴졌다. 또한 판 경계가 2차례에 걸쳐 단층 파괴가 일어났기 때문에 쓰나미 또한 2개의 고점을 가지고 와서 2번 쓸어갔다.

2011년 5월 20일 기고된 사이언스 지에서는 지진파 분석을 통해 판 경계에서 해구 쪽 판의 얉은 곳과 육지 쪽 판의 깊은 곳에서 서로 왕복운동하여 움직이는 형태로 단층파괴가 이루어졌다는 연구가 발표되었다.

판에 축적된 압력 이상으로 에너지를 방출하는 오버슈트 현상이 거대한 쓰나미를 만들게 된 원인으로 추측되며, 1896년 메이지 산리쿠 해역 지진에서 일어난 쓰나미도 해구 측 얉은 쪽 지점이 과도하게 미끄러지면서 거대한 규모로 에너지를 방출한 것이라고 여겨지고 있다.

여기에 해저 활단층과, 약 백만년 전 일본 해구에서 북미 판 아래로 침강해버린 해저 화산이 동일본대지진의 발생의 원인 중 하나였을 것이라는 설도 나오고 있다. 이 지역의 판 경계는 마찰이 거의 적고 끌리기 어렵기 때문에, 규모 M9 이상의 초거대지진이 발생한 원인은 미궁 속이었으나 최근에는 이 해저화산이 갈고리로 작용하여 판을 잡아서 끌고 있었을 가능성에 대해서도 논의하고 있다.

2013년, 홋카이도 대학 고야마 준지 등의 연구 팀은 비교적 단층각도가 높은 일본 해구의 섭입대에 연동형 지진이 일어나긴 어렵다고 알려져 있었으나, 산리쿠 중부 이바라키현 앞바다 육지 쪽 진원역의 연동형 지진 외에도 해구 쪽 지진역도 있는 등 진원역이 2개의 영역(이중 진원역)이었다는 점에서 1960년 칠레 지진, 1707년 호에이 지진의 단일 진원역과는 다른 특성을 보인다고 밝혔다. 단층 각도가 낮은, 흔히 "칠레형 섭입대"라고 부르는 난카이 주상해분이나 페루-칠레 해구 남쪽은 지진이 일어나기 전에 뚜렷한 지진 공백 지역이 있었지만 동일본대지진이 일어난 일본 해구에는 뚜렷하게 공백이었던 영역을 볼 수 없었다. 여기에 같은 이중 진원역 지진이라고 꼽히는 1964년 알래스카 지진은 좁은 범위에서 대규모로 단층이 미끄러진 영역이 있었다는 것 등으로, 초거대지진도 종류가 있다는 사실을 밝혀냈다.

### 지진파와 진동의 특징
동일본대지진으로 일어난 흔들림의 특징으로는 광범위한 지역에 강한 흔들림이 있었던 것, 진동 시간이 매우 길었던 것, 장주기 지진동이 광범위하고 오래 지속되었으며 단주기 지진동은 적어서 주로 단주기 지진동으로 인한 피해인 건물 손상 피해가 적었던 것 등이 있었다.

본진은 지진의 발생 원인인 단층파괴가 복잡한 과정을 통해 약 150초 가량이나 이어졌다. 단층 파괴가 일어난 지역들은 첫 번째로 미야기현 앞바다의 3개 지점, 두 번째로 미야기현 먼바다, 세 번째로 후쿠시마현 앞바다 3개 지점, 네 번째로 이바라키현 북부 연안, 다섯 번째로 이바라키현 중부 앞바다 등 총 5개 지역에서 큰 단층파괴가 일어났으며, 일본 각지에서 기록된 지진 파형을 통해 이 같은 흔들림이 있었음을 보여주었다. 지진파는 3-7km/s의 속도로 퍼지기 때문에, 서로 다른 지역에서 발생한 지진파가 시간 차이를 두고 퍼지면서 단층 파괴가 일어난 시간 그 이상으로 지상에 흔들림이 계속되었다. 진원지의 진동은 150초간의 단층 분열 과정을 9개의 작은 단위로 나눠 정밀하게 분석할 수 있다고 연구하였다.

아오모리현에서 가나가와현까지를 잇는 전 지역에서 진도 4 이상의 흔들림이 2분(120초) 넘게 이어졌고, 특히 단층 파괴가 일어났던 곳의 가운데에 있던 후쿠시마현 이와키시에서는 진도 4 이상의 흔들림이 3분 10초(190초) 가량이나 이어졌다.

일본 전역에서 장주기 진동을 관측하였다. 진동변위 지진 파형 그래프에서는 7초를 주기로 변위가 4-50cm 최대치를 찍었고, 이를 통해 고유 진동이 7초 전후인 건물이 심하게 흔들렸을 것으로 추정한다. 여기에 고층건물의 진폭이 최대 3-60cm 정도로 크게 흔들렸던 것으로 관측되었다.

이와테현, 미야기현, 후쿠시마현, 이바라키현, 도치기현 등의 각 현에서 관측한 지진파의 파형 분석 결과에 따르면, 초단주기 및 단주기 진동은 주기 0.1-1초를 가진 진동이 제일 많았으며 그보다 더 긴 주기에서는 상대적으로 진폭이 작았다. 미야기현 구리하라시(진도7), 시오가마시, 이라바키현 히타치시에서는 "치명적 주기"(일반 목조주택의 파괴력이 가장 큰 진동 주기)에 해당하는 1-2초 주기가 100cm/s였으며, 이는 목조 주택의 파괴가 매우 컸던 1995년 효고 현 남부 지진의 2-300cm/s에 비하면 작은 수치였다. 즉 동일본대지진으로 주택 붕괴 피해가 일어나긴 어려웠다. 한편 주택 피해는 미야기현과 후쿠시마현을 중심으로 일어났고, 인근 이바라키현에도 약간의 피해가 있었다. 진원역 한가운데에 위치한 후쿠시마현에서는 진원과 가까운 하마도리 및 내륙 나카도리 지방에서 산사태나 가옥 붕괴 피해가 일어났고, 진도 6약이었던 야부키정에는 정 내의 건물 30%가 붕괴하였고 고리야마시에서는 2만채의 가옥이 붕괴하는 등, 다른 지역에 비해 붕괴 피해가 매우 컸다.

지진 이후 남극 대륙에서 GPS를 통한 분석 결과, 윌리엄 빙하류는 하루 평균 1m를 움직이나 지진으로 한번에 0.5m를 미끄러진 것이 확인되었다. 또한 지진의 지진동이 맥머도 드라이 밸리와 남극점의 지진계에 기록되기도 하였다.

## 과거 지진 및 예측한 지진과의 비교

### 지진조사위원회가 가정한 지진
동일본대지진의 진원지인 산리쿠는 포사 마그나 동쪽에 있는 동북일본 지역으로, 일본 육지가 있는 북아메리카판(오호츠크판)이 아오모리현에서 지바현을 잇는 일본 해구를 경계로, 태평양 위에 있는 태평양판을 연간 약 8cm의 속도로 동남동쪽으로 밀고 있다.

2020년 기준 최신 지진 발생 평가 확률을 보기 위해선 산리쿠 해역 지진 항목을 참조하십시오.

이 중 미야기현 해역 지진은 30년 이내 M7.4급의 지진이 일어날 확률이 99%라는 가정이 나온 이후 2005년 M7.2 지진으로 판의 돌기 3부분 중 1부분만이 파괴되었다. 즉 2005년의 지진은 일부분만 온 것이라고 추측하고 있었고, 나중에 돌기 남은 2부분도 파괴되어 본진이 올 것이라 추측했다.8.1-8.3급의 지진이 올 확률이 99%가 넘을 것이라고 예측했다.

단층 파괴가 처음으로 시작된 진원지인 산리쿠 남부 해구면 지역과 산리쿠에서 보소 연안까지 해구 쪽 지역의 중부 지역에서는 20m 이상의 매우 큰 단층 운동이 일어났으며, 동일본대지진의 진원역인 남북 500km 길이, 동서 200km 넓이의 지역은 산리쿠 중부, 미야기현 앞바다, 후쿠시마현 앞바다, 이바라키현 앞바다 등 6개 지역 안에 있다. 단층 파괴는 오시카반도 앞바다서부터 남북으로 쭈욱 이어졌으나, 북아메리카 판 아래로 침강해 있는 필리핀해 판 북동쪽이 지각 파괴가 남쪽으로 내려가는 것을 막아서 보소 연안 북부의 이바라키현 앞바다에서 지각 변동이 멈췄다. 이 정도로 진원역이 넓은 규모 M9급 지진은 지진조사위원회에서도 가정하지 못한 초거대지진이었다.

### 과거에 있었던 초거대지진
동일본대지진의 진원지는 869년(조간 11년) 미야기현에서 후쿠시마현 태평양 연안에 일어났던 M8.4(일본산업기술종합연구소 추측)의 조간 지진이 일어났던 추측 진원지와 거의 비슷했고, 지진이 일어난 직후부터 869년 지진의 재림이 아닌가는 주장이 일었다. 여기서 869년 조간 지진은 일본 해구 깊은 곳에서 일어났으며, 1896년 메이지 산리쿠 해역 지진은 일본 해구 얉은 곳 두 판의 경계 근처에서 일어난 지진이었기 때문에 이번 2011년의 지진은 '조간 지진과 메이지 산리쿠 해역 지진이 동시에 일어났다'는 연구자도 늘고 있다.

2011년 4월 13일, 도호쿠 대학의 지진긴급보고회에서 또한 이 보고회에서는 조간지진으로 일어난 지진해일보다 동일본대지진 쓰나미가 규모가 더 컸다는 발표도 있었다.

이시바시 가쓰히코는 일본삼대실록의 기록을 바탕으로 이번 동일본대지진은 조간 지진보다 규모가 더 크고, 진원역도 좀 더 남쪽으로 뻗어있다는 주장을 하였다. 이시바시는 이 주장의 근거로 조간지진에서는 교토(동일본대지진에서 진도 3)와 간토 지방(동일본대지진에서 진도 4-5)에서 지진을 느꼈다는 기록이 없었다는 점을 들었다.

이와테현 오쓰치정에서는 자체 조사를 통하여 동일본대지진으로 인한 지진해일 침수 피해 범위가 메이지 산리쿠 해역 지진 당시 해일로 인한 침수 범위와 거의 비슷하다는 연구 결과를 발표했다.

## 지진 예측 및 전조 현상
도호쿠 지방 태평양 해역 지진은 지진이 올 것이라는 지진 예측에 성공하지 못했으며, 지진학계에서 확립되었던 지진의 규모, 발생 범위, 발생 빈도를 확률론적으로 예측하는 '장기예측' 분석에서도 2011년처럼 도호쿠 지방 태평양 연안에 광범위하고 규모 M9.0-9.1에 달하는 초거대지진이 올 것이라는 예측은 전혀 하지 못했으며, 지진조사위원회의 지진 예측에서도 전혀 가정하지 못했던 '예상치 못한' 지진이었다.

하지만 이번 지진이 온다는 것 자체에 대한 단서는 몇 개가 있었다. 학계에서 비교적 확고하게 자리잡은 "일본 해구에서 가라앉는 태평양판은 비교적 오래된 것이기 때문에 초거대지진은 일어나지 않는다"라는 학계 정설은 오래된 해양판이 가라앉은 곳에 일어났던 2004년 남아시아 대지진 이후 그 타당성이 의심되고 있었다. 또한 2000년대 이후 일본 지진학계 내에서 "돌기 모델"에 대한 모순 지적이 나오고 있으며, 지진활동도 지역마다 달라서 도호쿠 연안에 지진이 적은 지역은 '비지진성 미끄러짐'으로 판에 쌓인 압력을 해소하고 있다는 가설에 대해서도 재검토하는 움직임이 커지고 있다. 여기에 2000년대 후반부터 지질학적 조사를 통하여 센다이평야 내륙 지역에서 지금까지 알려지지 않았던 거대한 지진해일이 일어난 적이 있었다는 흔적이 나오면서 이러한 연구 결과를 확률론적 지진 예측 분석에 활용하자는 움직임도 나오고 있다. 하지만 이와 같은 학계 내 움직임도 2011년 3월 11일 일어났던 급의 초거대지진이 올 것이라는 추측은 전혀 하지 못했다(도호쿠 지방 태평양 해역 지진과 쓰나미의 발생 구조 문서 참조).

이러한 이유 때문에 동일본대지진 이후에는 기존의 지진학 이론에 대한 재검토가 이루어지고 있으며, 여러 방법을 통해 지진이 올 것을 예측하러는 시도도 나오고 있다. 또한 앞으로 올 지진에 대한 가능성도 더욱 넓게 보자는 움직임도 있으며, "지진이 올 확률이 낮기 때문에 지진이 오지 않을 것이다"라는 낙관론적 생각을 가지기 쉬운 확률론적 지진 예측에 대한 비판도 커졌다. 이에 대응하여 지진 예측보다는 지진 이후 2차 피해를 줄이거나, 인명 피해를 줄이는데 더 집중해야 한다고 주장하는 학자들도 늘고 있다.

지진 이후 1976년부터 2011년까지 본진 진원역에서 일어난 M5.0 이상의 지진과 조석력간의 조사 결과, 1976년부터 약 25년간의 지진은 본진과는 상관관계가 없었다. 하지만 2000년부터는 상관관계가 보이기 시작하기 시작해, 동일본대지진 본진 직전에는 확실한 상관관계를 보여 단층에 걸리는 힘이 최대가 될 때 지진이 많이 일어나고 있었다. 특히 2011년 3월 9일 11시 45분 산리쿠에서 일어난 M7.3의 전진과 본진 진원지의 단층파괴 사이에는 매우 강한 상관관계를 보였으나, 3월 11일 본진 이후에는 상관도가 다시 사라졌다.

### 지진대 공백화
일본의 여러 연구자들은 본진이 일어나기 전, 장기적 지진 횟수의 감소와 단기적 지진 횟수의 감소 모두가 일어난 것이 보여졌음을 증명했다. 이 지역에서 지진의 공백화 이후 아래의 전진 활동이 일어났다.

### 전진 활동
본진이 일어나기 이틀 전인 2011년 3월 9일 수요일 오전 11시 45분(본진 51시간 전), 본진 진원 북동쪽 50km 북위 38도 19.7분, 동경 143도 16.7분의 깊이 8km 지점에 규모 M7.3의 산리쿠 해역 지진이 일어났다.

본진이 일어나기 약 1개월 전인 2011년 2월 중순부터 본진의 단층파괴 시작점 북쪽에서 느린 지진(Slow earthquake) 현상이 일어나 미소지진이 일어나고 있었는데 이 느린 지진의 진원지는 본진 진원지를 향해 움직이며 단층 활동을 계속했다. 첫 번째로 2월 중순에서 2월 말까지, 두 번째로 3월 9일 M7.3의 지진이 발생한 후에 느린 지진이 일어났으며 두 차례의 느린 지진으로 방출된 에너지를 모두 합하면 대략 M7.1 규모의 지진이 방출하는 에너지와 비슷하다. 단기간의 느린 지진이 거대한 규모의 본진을 일으키는데 영향을 주었을 가능성에 대해서도 연구하고 있다.

지진학에서 지진의 규모와 횟수의 상관관계를 나타낸 방정식인 구텐베르크-릭터 법칙에 상수 b가 원래의 값인 1보다 더 작은 값으로 나오는 것은 '지진 규모에 비해 작은 규모의 여진 횟수가 더 적다'라는 말과 같다. 그런데 3월 9일의 지진에 구텐베르크-릭터 법칙의 방정식을 대입하면 b가 일본 해구형 지진에서 나오는 상수인 b=0.8보다 더 작은 b=0.47이 나오며, 이는 3월 9일의 지진은 본진이 아닌 더 큰 지진의 전진이였을 것이라는 가정이 맞음을 보여주며, 실제로 1960년대부터 2011년까지 지진의 b값은 점차 줄어들고 있었음이 드러났다.

한편 3월 9일의 지진 진원지와 3월 11일의 지진 진원지가 서로 겹치지 않고 이웃해 있기만 하기 때문에 3월 9일의 지진은 동일본대지진의 전진이 아닌 11일의 지진을 이끌어 낸 '유발지진'일 가설도 나오고 있다.

### 전리층의 총 전자수 변화
홋카이도 대학의 교수 헤키 고스케(日置幸介)는 GEONET(GPS 연속관측망)을 이용한 연구에서 지상 통신국과 GPS 위성이 통신하는 경로 중 진원지 상공에서의 전리층의 최대 전하 밀도와, 고도 약 300km에서 전리층의 총 전자수(TEC)의 변화를 추적한 결과 전하 밀도가 지진 발생 약 40분 전부터 평상시보다 20% 급격히 증가하였다.

### 미끄러짐 손실량의 증가
운동하는 판의 상대적인 평균 속도에서 예상되는 이론적 판의 이동 거리에서 실제 판의 이동 거리를 뺀 것을 '미끄러짐 손실량'이라고 하며, 미야기 현 앞바다에서는 이 미끄러짐 손실량이 계속 늘어나고 있던 것으로 추측된다. 즉 판에 쌓이는 압력에 비해서 지진으로 방출되는 에너지가 더 적었으며, 방출되지 않은 압력은 판 안에 계속 쌓이고 있었다. 실제 관측한 값을 보면, 2003년과 2005년 각각 미야기현 앞바다에 지진이 있었으나 이 두 차례의 지진은 1978년 지진으로 방출한 에너지보다 더 적었던 것으로 추측하고 있다.

## 여진 및 유발지진 활동

### 여진 활동

#### 여진 활동의 다발
여진 활동도 매우 활발했는데, 본진이 일어난지 채 1시간도 지나지 않아 M7 이상의 강진이 3회 연속으로 일어났다.

이후 일어난 여진들은 이와테현 앞바다에서 이바라키현 앞바다까지 가로 약 200km, 세로 약 500km를 하는 진원역에 일어났다. 특히 후쿠시마현 하마도리에서 이바라키현 북부 사이의 지역은 4월 11일 최대 여진이 일어나는 등 활발한 지진 활동이 일어났으며, 2012년 8월까지 규모 M3 이상의 지진이 1,600회 이상 일어났다.

이번 동일본대지진은 여진 자체의 횟수가 많았을 뿐만 아니라, 여진의 세기 또한 커서 여진 그 자체로만도 많은 피해를 보기도 했다. 본진이 일어난지 채 한 달도 안된 4월 7일에는 미야기현 연안에 규모 M7.4, 최대 진도 6강의 여진이 일어나 4명이 사망했다. 4월 11일에는 후쿠시마현 하마도리에 규모 M7.0, 최대진도 6약의 여진이 일어나 4명이 사망했다.에 규모 M7 이상의 여진이 일어났다.

일본 기상청은 3월 13일부터 4월 21일까지 규모 M7.0 이상의 지진이 3일 이내 발생할 '여진 발생 확률'을 70%라고 발표했으나, 이후 점점 확률을 낮췄다. 한편 2011년 4월 도쿄 대학의 이데 사토시(井出哲) 준교수는 "규모 M7 이상의 여진은 10회 정도 일어날 것이다"라고 주장했으며, 도쿄 대학 지진연구소의 오키 세이코(大木聖子)는 "가장 큰 여진이 1년 후에 일어날 수도 있다"라고 주장했다.

#### 광역적 여진
본진 이후 일어나고 있는 여진은 이와테현 앞바다부터 이바라키현 앞바다까지 동서 200km, 남북 500km의 일본 해구 동쪽의 영역에서 일어나고 있다. 여진의 대부분은 본진과 비슷한 해구형 지진(판 경계에서의 지진)이지만, 진원역 서쪽 지각의 얉은 곳에서는 육지지각 내 지진이 일어나고, 진원역 서쪽 지각 깊은 곳에서는 심발지진이 일어나고 있으며, 해구 동쪽 지역에서는 해양지각 내 지진(아웃터라이즈 지진)도 일어나고 있다. 특히, 일본 해구 동쪽 융기 지대에서는 본진으로 인한 지각변동의 영향으로 여진이 일어날 경우 후술할 내용처럼 지진의 규모가 더 커질 수도 있다는 주장도 나왔다. 이 밖에도 진원역에서 수백 km 떨어진 곳에서도 규모 M6 이상의 비교적 큰 지진이 일어나고 있으며, 거대 지진으로 인한 지각변동으로 여러 곳에서 지진이 일어날 수도 있다는 주장도 있다.

### 유발지진
이 본진은 진원역에서 멀리 떨어진 곳에서도 여진과 비슷한 지진을 일으켰다. 큰 관점에서는 이와 같은 지진도 거대지진의 지진 활동의 일부에 속해 있는 것으로 분류하고, 진원역 내에서 일어나는 여진과는 구분하여 유발지진 또는 "광의적 여진"이라고 부르고 있다.

#### 표면파로 인한 동적 유발지진
일본 가나가와현 하코네정의 하코네 화산 지하 얕은 곳에서는 본진의 흔들림이 계속되었던 14시 59분부터 50분동안 규모 M3.8-4.2의 지진이 4차례 연달아 일어났는데, 가나가와현 온천지학연구소의 지진계 분석을 통해 본진의 흔들림이 하코네산 지진과 합쳐져 가나가와현 지역에서는 최대진도 6약의 흔들림이 있었던 것으로 밝혀졌다. 진원지는 하코네산 고마가타케-오와쿠다니 지하 2-6km 지점이었고, 규모는 M4 정도였기 때문에 강한 흔들림은 0.5초 동안만 이어졌다. 하코네 화산 지진은 하코네산의 단층이 본진의 영향을 받기 쉬운 방향에 있었기 때문에 본진으로 생긴 장주기 표면파가 단층을 자극하여 유발한 지진으로 보고 있다. 하코네 화산 지진은 하코네 산에 본진의 표면파가 도달한 직후 일어났으며, 본진 지진파가 지반에 쌓인 응력을 변화시켜 생긴 동적 유발지진으로 추측된다.

교토 대학 방재연구소의 미야자와 마사토시(宮沢理稔)는 일본 기상청, 각지의 연구센터 등의 지진개 1,500개 등을 조사하여 본진과 여진의 직접적인 영향을 제거한 지진동 그래프를 분석한 결과, 본진이 일어난 후 약 15분간 관동에서 이즈 제도, 시코큐, 규슈 등 일본 전역의 각지에서 규모 M5 미만의 유발지진이 약 80-100회 이상 일어났다는 것을 밝혀냈다. 특히 본진 이전보다 지진 활동이 활발해진 히다시, 이즈 제도 북쪽에서 이러한 경향이 두드러졌다. 또한, 유발지진이 일어나는 지역이 본진 진원역의 남서쪽으로 3.1-3.3km/s의 속도로 퍼져나갔으며 이는 지진 표면파의 진행속도와 거의 같다. 본진의 L파, G파 등 표면파가 퍼지면서 지각에 자극을 주어 화산 근처, 판 경계 부근, 최근에 큰 규모의 지진이 일어났던 지역의 여진역 등

#### 본진 이후 대륙판 내부 유발지진
3월 12일 새벽에는 나가노현 북부에 규모 M6.7, 최대진도 6강의 지진이 일어났고, 이후 최대 진도 6약의 지진이 두차례 더 일어나는 등 나가노현 북부와 니가타현 주에쓰 지방에 활발한 지진 활동이 일어났다. 3월 15일 밤에는 시즈오카현 동부에 규모 M6.4, 최대 진도 6강의 지진이 일어났다. 이 여진들은 내륙 활단층에서 일어난 지진이며, 3월 12일 일본 기상청은 "태평양 연안에서 일어난 본진하고 직접적인 관계는 없으나, 본진으로 생긴 지각 변동으로 일어난 지진일 수도 있다"며 앞으로도 진도 6약 정도의 여진이 계속 일어날 수 있다고 발표했다.

이 밖에도 본진 이후 아키타현 내륙 북부, 후쿠시마현 하마도리, 이바라키현 남부, 나가노현 중부, 도치기현 북부 지역에서 진도 5강 이상의 지진이 일어났다. 또한 후쿠시마현 아이즈 지방에서 야마가타현 오키타마 지방을 잇는 지역은 군발지진이 일어나 2011년 5월 7일 규모 M4.6 최대 지진 이후 2011년 12월 말까지 무감지진을 포함하여 총 16,000회가 넘는 지진이 일어났다.

본진 이후 도호쿠 지방 전역에서 지각변동이 관측되고 있기 때문에 이 여진들은 도호쿠 내륙 대륙판의 응력이 크게 변화하여 생기는 것으로 추측하고 있다.

#### 본진 이후 판 경계의 유발지진
북아메리카판과 태평양판, 필리핀해판이 서로 맞물려 가라앉아 있는 간토 남부 연안과 판이 지하 50-100km에 가라앉아 있는 이바라키현 남부는 이전부터 지진 다발 지역이였으나 동일본대지진 이후 유발지진이 많이 일어났다. 3월 24일(M4.8)과 4월 2일(M5.0)의 지진은 북아메리카판에 섭입한 필리핀해판 경계 부근에서 일어났으나 일본 문부과학성의 지진조사위원회(지진조사연구추진본부)에서는 산리쿠에서 보소 연안 해구를 잇는 지역에서 일어날 지진의 규모를 기존의 약 M8.2에서 M8.6-9.0으로 상향하고 유발지진이 올 가능성이 있다고 발표했다.

#### 느린 지진 현상의 발생
지바현 보소 반도 앞바다에서는 1987년 지바현 동쪽 해역 지진 이후 명확한 진동을 일으키지 않는 미약한 느린 지진 현상이 원래는 6년마다 한번 꼴로 일어났으나, 동일본대지진 이후에는 느린 지진 현상이 일어난 지 4년밖에 채 지나지 않았음에도 이 현상이 일어났다.

## 지각변동

### 지진 활동의 변화
본진의 미끄럼량이 컸던 일본 해구의 해구 쪽 부근에서, 판 경계보다 깊은 곳의 해양판 내에서는 여진이 계속 이어지고 있으나 판 경계의 역단층형 여진은 매우 적은 편이다. 이러한 현상이 일어나고 있는 원인으로는, 첫 번째로는 본진 미끄럼량이 컸던 곳에서는 판의 응력이 충분히 방출되었지만 그 주변 지역은 본진과 그로 이어진 지각변동으로 인해 응력이 쌓여 여진이 계속 일어나고 있다는 추측이 있다.

또한 진원지와 가까운 곳에서 대규모의 유발지진이 일어날 가능성에 대해서도 제기됐다. 일본해양연구개발기구(JAMSTEC)가 2011년 4월부터 진행한 미야기현, 후쿠시마현 먼버다, 일본 해구 동쪽 해구 바깥쪽 융기지역에 설치한 해저 지진계 조사 결과, 깊이 약 20km 지점의 얉은 곳, 본진 이전 정단층형 지진이었던 곳은 변화가 없었으나, 깊이 약 40km 이상 지점의 깊은 곳 본진 이전 역단층형 지점이었던 곳은 본진이 일어난 이후 정단층형으로 바뀌어가고 있었다. 본진의 영향으로 판 내부에서 응력을 받는 방향이 바뀌었을 가능성도 있으며, 지금까지와 달리 판 내 깊은 부분에도 응력이 쌓여 판 내에서 규모 M8급의 판내지진이 일어날 수 있다는 우려도 나오고 있다. 일본 해구 동쪽처럼 해양판이 아래로 섭입해 가라앉아있는 곳에서 일어나는 지진은 아웃터라이즈 지진이라고 하여, 큰 지진해일이 일어나더라도 실제 지진의 흔들림은 적은 편인데 이는 "쓰나미 지진"과도 비슷한 특징이 있어 피난하는 시간이 늦어져 피해가 더 커질 우려가 있다. 본진 40분 후인 15시 25분에 일어난 규모 M7.5의 여진이 이런 류의 지진에 해당하며, 과거에의 1933년 쇼와 산리쿠 해역 지진도 이러한 특징을 가져 피해가 더 커졌다.

### 지반 이동 및 지반 침하
본진과 여진을 포함한 느린 미끄러짐 현상으로 큰 지각변동이 일어났다. 도호쿠 지방 전역이 동쪽으로 10cm 이상 이동 하는 등 그 영향은 매우 컸다. 도호쿠 지방부터 간토 지방까지 동북일본 지각은 원래는 태평양판이 아래로 섭입하면서 서쪽으로 지각변동을 받고 있었으나, 동일본대지진 이후에는 지각이 반대로 동쪽으로 응력을 받고 있으며, 이로 인해 지진 활동이 바뀔 수 있다는 우려가 나오고 있다. 또한 태평양판이 가라앉아 있는 곳 위의 육지에서 진원역 부근은 융기하고 있으며, 진원역 서쪽에서는 침강하고 있어 도호쿠에서 관동에 걸친 태평양 연안 전 지역이 일제히 지반 침하 현상이 일어나 2차 피해를 일으키고 있다. 진원에 가까운 지역일수록 이 지각변동 현상이 크게 일어나고 있는데, 연구에 따라서 진원 근처의 해저 지역은 동쪽으로 50m 이상 이동했다는, 세계 지진 관측 사상 유례없는 급격한 이동도 일어났다.

본진으로 일어난 지진 해일이 육지로 거슬러 올라온 것 외에도, 광범위한 지역에 지반 침하 현상이 일어나 도호쿠 지방 태평양 연안 지역이 일부 수몰되었다. 지진 해일 및 지반 침하로 수몰된 영역은 아오모리현부터 지바현까지 대략 561km

지진 후에도 지각 변동이 계속해서 일어나, GEONET을 통한 조사에서 본진이 일어나자 침강한 이바라키현-미야기현 연안은 지진 2년 이후 다시 융기하여 부분적으로 회복하였으나, 산리쿠 북부 지역은 아직도 침강이 계속되고 있다.

본진 4년 후인 2015년 2월 GPS를 통한 지질 조사 결과에서는 지반이 상당히 많이 융기한 것으로 밝혀졌다. 높이 순 주요 지점의 융기 높이는 다음과 같다.

### 지구 자전의 영향
동일본대지진으로 지구의 자전축이 10cm에서 25cm정도 이동했다. 지구 자전축이 바뀌면서 질량중심이 움직이며 지구의 관성 모멘트가 바뀌어 지구의 자전 속도가 빨라져, 하루의 길이(평균태양시)가 약 1.8µs(마이크로초) 짧아졌다.

### 부진동 현상
본진이 시작하고 나서부터 끝날 때까지 수 분 동안, 닫힌 수역의 수면이 느리면서 크게 요동치는 현상인 부진동, 세이시(Seiches)가 관측되었다. 일본 내 최소 2곳에서 이 현상을 관측했는데, 하나는 사이 호가 1-2분을 주기로 수면이 1m 정도 요동쳤으며 아시노호도 느린 주기로 수면이 1m 정도 요동쳤다. 이 현상이 일어난 원인은 장주기 지진동으로 인한 지각 변동 때문인 것으로 추측된다.

### 화산 활동
도호쿠 지방, 간토 지방, 주부 지방, 이즈 제도를 중심으로 일본 각지의 화산 지형에서 화산성 지진이 일어나는 것이 관측되었으나 또한 871년 초카이산 분화, 1707년 후지산 분화(호에이 대분화), 1991년 피나투보산 분화, 2006년 므라피산 분화 등 역사적인 사건을 볼 때 분화가 일어날 가능성에 대해서도 주의하고 있다.

### 토지 액상화
본진이 일어난 후 도호쿠 지방의 광범위한 지역에 토지 액상화 현상이 일어났다. 액상화 규모가 매우 컸는데 영역 거의 대부분이 간척지로 이루어진 지바현 우라야스시가 나카마치, 신마치 지구를 중심으로 도시의 85%가 액상화 피해를 입는 것을 비롯하여,

이번 지진에서 간토 지방의 흔들림 가속도(진동 크기) 자체는 크지 않았으나, 규모에 비례하는 형태로 장주기 지진동이 컸고 이 장주기 진동이 이후 오랫동안 계속된 큰 여진의 다발로 이어지면서 토지 액상화 현상이 커졌다고 분석하고 있다.

동일본대지진으로 토지 액상화가 일어난 피해 지역의 총 면적은 42km를 넘는 최악의 액상화 피해가 일어났다.

## 지진 해일

### 일본 국내

#### 쓰나미 경보
지진이 일어난 후, 일본 기상청은 초기 추측한 규모 7.9라는 추정에 근거하여에서 지바현

##### 관측한 쓰나미 높이
지진해일의 제1파는 지진이 일어난 시각과 거의 같은 시각에 진원지와 가까운 곳에서 수십cm의 높이로 관측되었는데, 육지와 가까운 곳에서 생긴 단층면으로 해일이 일어나 바로 닿았을 것으로 추측하고 있다.

험조소의 해일 측정을 통한 일본 각지의 쓰나미 높이는 이와테현 미야코시에서 8.5m 이상(15시 26분),의 해일이 덮쳤다. 단, 도호쿠 지방의 험조소 해일관측기는 쓰나미가 닥친 후 여러 사정으로 파괴되거나 하여 데이터를 완전히 전송하지 못해, 중간 이후 쓰나미 높이 기록은 알 수 없다. 진원지와 가까운 도호쿠 지방 외에도 홋카이도 태평양 연안에서 1-3.5m의 쓰나미를, 지바현-규슈 태평양 연안에서 1-3m의 쓰나미를, 동해 연안에서 1m 미만의 쓰나미를 관측했다.

일본 본토 앞바다에 설치된 GPS 파랑계는 15시 12분부터 19분 사이 이와테현 북부 앞바다-후쿠시마현 앞바다 지역에서 최대 높이를 관측했으며, 이 중 가장 높은 해일을 관측한 곳은 이와테현 남부 앞바다(가마이시시 앞바다)의 6.7m였다. 이 해일은 연안에서는 더 높아졌다. 이와테현 남부 앞바다에서는 최소 7번이나 쓰나미를 관측했다.

도호쿠 대학 교수 이마무라 후미히코(今村文彦)

또한 진원지의 파원으로 발생한 쓰나미에 더해서 태평양 반대편 남미에서 반사된 장주기 해일(30-60분)이 지진이 일어난지 50시간 후 다시 일본 본토를 덮치는 것도 기록되었다.

##### 추측되는 쓰나미 높이
일본기상협회에서는 이와테현 미야코시에서 후쿠시마현 소마시까지 연안의 쓰나미 높이(해상의 해일 높이)가 약 8-9m라고 주장했다. 리쿠젠타카타시, 미나미산리쿠정, 미야코시에서는 건물 4, 5층까지도 침수한 곳이 있었다.

#### 쓰나미 파형의 발생 구조
이와테현 북부 앞바다에서 미야기현 북부 앞바다의 GPS 파랑계에서는 해수면이 가장 높은 해일이 들어닥치기 수 분 전부터 조금 상승하였으며 그 직후 높고 날카로운 파형이 나타났다. 또, 오나가와정 앞바다의 파고계에서는 15시 16분에 +5.77m를 기록했으나, 15시 23분 -5.05m를 기록하며 크기 약 11m의 파도가 들이닥쳤다. 가마이시 앞바다에 설치된 해저케이블식 수압계의 해수면 변동 기록에서는 해수면이 2m 정도 상승한 후 약 11분 후에는 3m 정도 해수면이 급상승했다. 처음 일어난 완만한 높이의 해일은 판 경계의 비교적 깊은 곳에서 일어난 단층 활동으로 생겨난 것이며, 이후 만들어진 급경사의 높은 해일은 해구 근처 얉은 곳의 대규모 단층 파괴로 생겨난 것으로 추측한다.

한편, 이 두가지 서로 다른 해일은 다른 파원에서 발생했다는 추정도 나왔다. 해저 전위자력 관측 결과에서 긴 파장의 완만한 높이 해일은 미야기현 앞바다의 포괄적인 단층의 미끄럼으로 발생했으며, 짧은 파장의 큰 높이 해일은 진원에서 약 100km정도 떨어진 북동쪽 해구 부근이 파원으로 추측되고 있으며, 이곳은 메이지 산리쿠 해역 지진 당시 해일이 일어났던 파원으로 추정되는 곳이다.

#### 일본 각지의 쓰나미 피해
15m가 넘는 쓰나미가 닥쳤던 미야기현 오나가와정

도호쿠 대학의 이마무라 후미히코(今村文彦) 교수는 NHK가 센다이시 와카바야시구에서 촬영한 쓰나미 영상을 분석하여 해일의 속도가 내륙 1km 지점에서 6m/s, 20km/h 이상이었다고 주장했다. 또한 이마무라 교수는 지바현 아사히시 이오카치구에서 17시 26분 '엣지파' 현상으로 7.6m의 해일이 덮친 것을 관측했다고 말했다.

센다이평야의 나토리강, 나루세강, 아부쿠마강, 나나키타강 등의 하천은 수km까지 해일이 거슬러 올라갔다. 기타카미강에서는 하천 수위 데이터 분석 결과 하구에서 약 50km 지점까지 거슬러 올라간 것으로 밝혀졌다. 간토 지방에서는 해일이 도네강의 하구에서 40km 상류 지점까지 거슬러 올라갔으며, 아라카와강은 하구에서 약 28km 상류까지 해일이 거슬러 올라왔다.

이와테현 미야코시 다로정은 1960년 칠레 지진 당시 마을을 지켰다고 하는 높이 10m, 총연장 2433m의 초대형 방조제를 해일이 그냥 타고 넘어가 580m 길이 구간이 부서졌다.

일본 시코쿠 지역인 도쿠시마현에서도 3 m가 넘는 쓰나미가 덮쳐 해상에 설치한 양식장 뗏목이 떠내려가는 피해가 있었다.

이후 여진이 이어지며 종종 해일주의보와 해일경보가 발령되었다. 2011년 7월 10일 오전 9시 57분경 산리쿠가 진원인 규모 M7.3, 최대진도 4의 여진은 본진 이후 처음으로 쓰나미를 관측한 여진이다. 이 여진으로 이와테현 오후나토정과 후쿠시마현 소마시에 10cm의 쓰나미가 덮쳤다.

### 일본 국외
지진 발생 1시간 45분 후인 하와이 현지 시각 기준 3월 10일 21시 31분에 태평양 지진해일 경보 센터가 미국 하와이에 지진해일 경보를 발령했다.

미국 지진해일 경보 센터는 캘리포니아주 해안 일부, 오리건주 해안 전역, 알래스카주 서부 해안에 쓰나미 경보를 내렸다. 워싱턴주, 캘리포니아주 해안 일부, 알래스카주 일부, 캐나다 브리티시컬럼비아주에선 쓰나미 주의보를 내렸다.

필리핀에서는 동부 해안에서 최대 0.5m의 해일이 덮쳤다. 인도네시아에서도 일부 해안에 해일이 덮쳐 자야푸라에선 19명이 집을 잃어 난민이 되었다.

유럽 우주국의 엔비셋(Envisat) 인공위성이 촬영한 사진에서 남극 설즈버거 만에 있는 설즈버거 빙붕 인근 해상에 길이 9.5km, 폭 6.5km, 높이 80m의 빙산이 표류하고 있던 것이 밝혀졌는데, 2011년 8월 9일 NASA의 발표에서 이 빙산은 지진에 따른 높이 0.3m의 쓰나미가 빙붕을 파괴하여 거대한 빙산이 만들어진 것으로 확인되었다.

대한민국에서는 지진 발생 후 수분 만에 울릉도와 동해안 일부 지역에서 약 0.1 m의 약한 쓰나미가 관측되었고, 일본 남쪽을 거쳐온 지진해일이 제주도와 남해안에 최대 0.2~0.3 m의 파고를 기록하였다. 대한민국에서 이 지진의 쓰나미로 발생한 피해는 없었다.

### 태평양 반사파 쓰나미
태평양을 건너온 쓰나미는 정반대편의 남미에 도착해 칠레 타루마와노 관측소에서 2m의 쓰나미를 관측했다. 이 쓰나미의 반사파가 다시 일본으로 돌아와, 지진 47-48시간 후에 일본 오나하마, 오와세, 구시모토 험조소에서 30-60cm의 해일을 관측했다.

## 긴급지진속보
일본 기상청은 14시 46분 40.2초 이시노마키 오우리 관측점에서 초기 진동(P파)를 감지한 지 5.4초 후인 14시 46분 46.7초에 예보 제1보를 발표하였으며, 8.6초 후에는 미야기현, 이와테현, 아키타현, 야마가타현, 후쿠시마현에 일반용 긴급지진속보를 발표했다. 진도7을 관측한 구리하라시에서는 긴급지진속보 발표부터 S파 도달까지 약 15초 간격이 있었다. 진도 5약 이상의 강한 흔들림이 있었던 아오모리현, 간토 고신에쓰 지방에는 일반인용 긴급지진속보가 발표되지 않았으며 이 지역에서 송출되는 민방 텔레비전, 라디오 프로그램, 휴대전화 긴급문자 등으로 지진 알림이 오지 않았다. 또한 지진 감지 5.4초 후에 발표된 예보 제1보는 Mj 4.3에 최대진도 1이라는 과소평과된 예측을 내보냈으며 일반인용 긴급지진속보를 발표한 건 지진 감지 8.6초 후 규모 M7.2로 추정한 예보 제4보부터였다.

일본 기상청의 기상연구소는 이같은 과소평가의 원인으로 최대 진폭이 추정 진도 한계까지 도달한 것, 진원역의 확대를 고려하지 못했던 것, 지진의 첫 진폭이 과거 사례에 비해 매우 작았던 것 또한, 속보 제14보에서 이바라키 현 북부도 진도 5약 이상이 예상되었으나 경보 갱신 조건인 60초 이내를 넘어섰기 때문에 이같은 내용이 발표되지 않았다.

본진 후 긴급지진속보가 지진을 과도하게 예측되거나 강한 지진에서도 긴급지진속보가 발표되지 않는 등의 오류가 발생하였다. 일본 기상청은 이 현상의 원인이 다른 장소에서 거의 동시에 일어난 여러 지진을 하나의 지진으로 처리해버리는 오류가 일어났으며, 정전이나 통신망 두절로 데이터 처리에 사용할 지진계의 수가 급감했기 때문이라고 발표했다.

## 피해 및 영향
동일본대진재로 명명된 지진으로 인한 일본의 피해는 지진 자체 외에도 지진 해일, 화재, 액상화 현상, 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고, 대규모 정전 등 다방면의 2차 피해를 합쳐 1도 9현에 재해구조법의 적용을 받은 피해를 통칭한다. 이 사망자 및 실종자수는 메이지 시대 이후 일본의 지진 피해로는 10만 5천명의 간토 대지진, 21,959명의 메이지 산리쿠 해역 지진

쓰나미와 원전 사고의 영향을 동시에 받은 후쿠시마현 하마도리를 중심으로 인근 지역이 복합재해가 일어나고 있으며, 피난구역으로 지정되면서 구조, 수색 활동이 중단되기도 하였다.

## 반응 및 지원 노력
쓰나미경보가 발령되자 연안 지역의 소방국, 소방단, 경찰, 자위방재국, 지자체 담당자들이 시민들의 피난 유도를 도왔으나 이 과정에서 쓰나미로 순직하거나 부상을 입은 사람들도 많았다. 지진이 일어난 당일부터 일본 각 소방국의 긴급소방원조대 및 경찰광역긴급구조대가 파견되어 원전 피난 지역을 포함한 피해 지역의 구호 활동, 구조, 수색, 경비 활동을 하였다. 최대 약 6,100명, 총 약 28,600명에 파견단까지 합치면 약 10만명의 소방대원이 파견되어 구호 활동을 하였다. 구호 활동을 마쳤다.

일본 내 많은 기업과 단체들도 지진후 식량 및 자금 지원을 하고 있다. 또한 통신, 보도기업에서 재해용전언판, 안부 정보 제공 및 정보 인프라 지원 사업을 실시하여 지진 영향에 따른 다양한 지원 및 서비스를 제공하고 있다.(동일본대진재 지원 활동 문서 참조)

지진 직후부터 유엔을 비롯한 다양한 국제기구와 미국, 러시아 등 세계 각국이 일본의 지진 피해에 대한 지원을 하였다. 특히 미국은 원자력 항공모함 USS 로널드 레이건을 파견하여 구조를 지원하는 도모다치 작전을 펼쳤다. 또한 외국의 공식적 지원 외에도 다양한 단체, 조직, 세력들이 일본 지진 피해에 대한 지원을 하였다.

이렇게 지진에 대한 다양한 지원이 펼쳐지면서 일본한자능력검정시험협회에서는 2011년 올해의 한자로 '絆'(얽힐 반)을 선정했다.

지진 구호 및 회복, 복구를 지원하기 위한 동일본대진재부흥기본법이 2011년 6월 20일에 가결돼 6월 24일부터 시행되었으며 국가재건업무를 일원화하기 위해 2012년 2월 10일 일본 부흥청이 설치되었다. 쓰나미 피해를 입은 지역을 중심으로 가설주택과 지역 기간산업인 수산업에 가장 중요한 항만 인프라 복구를 중심으로 부흥 계획을 하고 있다. 그러나, 초기부터 원전 사고나 계획정전과 관련된 사고를 중심으로 일본 정부나 도쿄전력의 대응이 상당히 늦다는 비판이 일었다.

## 보도
NHK 및 각 민영 방송사는 지진 당일 오후 3시 이후, 지진에 관한 임시 특보 프로그램을 방송하였으며 예능 프로그램을 비롯하여 방송이 예정되어 있던 모든 프로그램을 취소했다.

NHK와 민영 방송국의 각 프로그램들은 "정전 등으로 텔레비전을 볼 수 없는 시청자들을 배려"하기 위하여 니코니코 동화, Ustream 등으로 프로그램을 재송신했다. Ustream에서는 NHK, TV 아사히, TBS, 후지 TV, TV 가나가와의 실시간 방송 송출이 이루어졌다.

## 지진학계의 영향

### 장기적 지진 예측 검토
동일본대지진은 일본 정부가 지금까지 추측했던 도호쿠 지방 태평양 연안 지역 지진의 규모와는 전혀 다른 규모의 지진이었기 때문에, 일본 정부 지진조사위원회에서는 도카이 지진, 도난카이 지진, 난카이 지진 등 해구 지역 지진 장기적 예측을 재검토하기로 하였다. 하지만 이번 발표는 기존에 사용했던 예측 방법을 이용한 추측이라 향후 한층 더 검토할 예정이 있다고 덧붙였다.

### 지진 해일 가능성 검토
일본 국가중앙방재회의의 전문조사회에서는 동일본대지진을 교훈으로 지진 해일 대책을 재검토했다. 여기에 지금까지는 과거 문헌 등에서 확실하게 지진의 전체적 윤곽이 드러나는 확실한 지진만을 고려하여 미래 지진 예측에 사용했으나 이제는 정확도가 낮더라도 생각할 수 있는 최대의 지진을 고려하기로 하였다. 또한 동일본대지진의 쓰나미가 방파제를 넘어 막대한 피해를 입힌 것이 드러나자 쓰나미의 크기에 따라 다르게 주민 피난을 중심으로 종합적인 대책을 짜기로 하였다. 또한 최대 높이의 해일과 방조제가 침수를 막을 수 있는 자주 오는 해일 2가지를 서로 구분해서 상정하여 대책을 세워야 한다는 주장이 나왔다.

### 쓰나미 경보에 대한 검토
동일본대지진은 처음 발표된 지진 해일의 예상 높이가 실제 높이보다 매우 낮게 예보되어 피난이 늦어서 피해가 더 커졌다. 이 상황이 벌어진 것은 일본 기상청이 지진 발생 직후에 산출한 모멘트 규모 M8 이상의 초거대지진을 과소평가했기 때문이었다. 따라서 일본 기상청은 쓰나미 경보를 개선하고 규모 8을 초과할 경우에는 그 해역에서 예상되는 최대 규모에 따른 쓰나미경보 제1보를 발표하기로 했다. 쓰나미 경보 발표는 보통 3분 내로 나오며, 기상청 규모를 기준으로 발표한다. 그러나, 강한 흔들림이 느껴지는 지역이 매우 넓거나 쓰나미 지진으로 추정되는 경우 등 일본기상청 규모가 과소평과될 수 있는 지진 같은 경우에는 미리 상정되었던 최대 규모나, 그전까지 관측되었던 기록에서 얻은 기타 적정한 규모를 이용하여 제1보를 발표하게 되었다. 이런 경우에는 규모의 추정이 어려우며, 최대한 위기감을 만들기 위해 제1보의 쓰나미 높이를 그냥 "거대"라고만 발표한다. 그리고 시간이 지남에 따라 정확한 쓰나미경보 높이를 발표하게 된다. 또한 동일본대지진이 일어났을 때 첫 파고를 '0.2m'같이 낮게 발표되어 주민들이 방심하여 피난이 늦었다는 점을 반영, 후속 해일이 올 때까지 파고를 '측정 중'이라고 띄우게 하였다. 이같은 새로운 쓰나미경보는 2013년 3월 7일부터 운영하기 시작했다.

### 정보 공개/알림
원자력 사고 관련 정보 및 확산 예측 자료 공개, 계획정전 발표 등의 중요한 사안에 대해서 일본 정부와 도쿄전력이 발표 및 대처가 굉장히 느리다는 지적을 받았다. 이에 대해서 응급상황시 일원화된 지휘체계를 갖춘 사고지휘소에서 발표 및 지시를 담당하여 위기 커뮤니케이션 관점에서 적극적으로 재해 시 정보 제공이나 알림을 해야 한다는 주장도 일고 있다.