Gempa bumi dan tsunami Tōhoku 2011

Gempa bumi

Gempa bumi tujahan mega dasar laut bermagnitud 9.0 ini berlaku pada 11 Mac 2011, jam 14:46 JST (05:46 UTC) di rantau barat laut Lautan Pasifik pada paras kedalaman laut yang agak cetek iaitu 32 km (19.9 batu), dengan pusat gempa yang terletak kira-kira 72 km (45 bt) di timur Semenanjung Oshika di Tōhoku, Jepun, selama kira-kira 6 minit. Gempa ini asalnya dilaporkan bermagnitud 7.9 MW oleh USGS, kemudian ditingkatkan kepada 8.8  MW, kemudian 8.9  MW, dan akhirnya 9.0  MW. Sendai merupakan bandaraya utama yang paling dekat dengan gempa, iaitu 130 km (81 batu) dari pusat gempa yang terletak 373 km (232 batu) dari ibu kota Tokyo.
Gempa bumi terbesar ini didahului oleh beberapa kejutan depan yang kuat, dan disusuli oleh ratusan kejutan lanjur. Kejutan depan besar yang pertama berlaku pada 9 Mac dengan 7.2 MW, kira-kira 40 km (25 batu) dari pusat gempa 11 Mac, diikuti oleh tiga lagi pada hari yang sama dengan melebihi 6.0 MW. Selepas gempa bumi terbesar pada 11 Mac, kejutan lanjur 7.0 MW dilaporkan pada jam 15:06 JST (6:06 UTC), diikuti oleh gegaran 7.4  MW pada jam 15:15 JST (6:16 UTC) dan  7.2  MW pada 15:26 JST (6:26 UTC). Lebih 800 kejutan lanjur bermagnitud 4.5  MW ke atas telah berlaku sejak gempa bumi terbesar ini. 
Seminit sebelum gempa dirasai di Tokyo, sistem Amaran Awal Gempa Bumi yang dilengkapi dengan lebih 1,000 seismometer di Jepun, menghantar amaran akan datangnya gegaran kuat kepada jutaan penduduk. Adalah dipercayai bahawa amaran awal oleh Agensi Meteorologi Jepun ini telah menyelamatkan banyak nyawa. Amaran kepada orang awam disampaikan kira-kira lapan saat selepas dikesannya gelombang P yang pertama, atau kira-kira 31 saat selepas berlakunya gempa bumi. Bagaimanapun, keamatan yang dianggarkan itu adalah lebih kecil daripada yang berlaku di sesetengah tempat di kawasan-kawasan Kanto dan Tohoku. Ini disangka adalah disebabkan oleh anggaran magnitud gempa yang lebih rendah, anggaran satah sesar yang lebih kecil, anggaran kepanjangan sesar yang lebih pendek, tidak diambil kiranya bentuk sesar, dan sebagainya. Juga adanya kes-kes yang mana perbezaan besar antara anggaran keamatan oleh sistem Amaran Awal Gempa Bumi dengan keamatan sebenar yang berlaku ketika kejutan lanjur dan gempa bumi yang tercetus.

Geologi

Gempa bumi ini berlaku di mana Plat Pasifik membenam di bawah plat di bawah Honshu utara; para saintis tidak sepakat tentang plat yang mana di bawah Honshu itu yang dimaksudkan. Plat Pasifik yang bergerak pada kadar 8–9 cm (3.1–3.5 inci) setahun, mencondong ke bawah plat di bawah Honshu dan melepaskan sejumlah tenaga yang hebat. Gerakan ini menarik plat yang atas ke bawah hingga tekanan yang terkumpul cukup untuk mencetuskan kejadian seismik. Rekahan ini menyebabkan dasar laut naik beberapa meter. Gempa bumi sekuat ini lazimnya berpecah sepanjang tidak kurang 480 km (300 batu) dan umumnya memerlukan permukaan sesar yang panjang dan cukup lurus. Oleh sebab sempadan plat dan zon benam di kawasan pecahan tidak lurus, maka adalah luar biasa bagi magnitud gempa bumi mencecah magntiud 8.5; kekuatan gempa yang sedemikian memeranjatkan ramai ahli seismologi. Kawasan hipopusat gempa ini menjangkau dari luar pesisir Wilayah Iwate ke luar pesisir Wilayah Ibaraki. Agensi Meteorologi Jepun berkata bahawa gempa bumi ini mungkin meletus dari Iwate ke Ibaraki dengan kepanjangan 500 km (310 batu) dan lebar 200 km (120 batu). Analisa menunjukkan bahawa gempa bumi ini terdiri daripada serantaian tiga peristiwa. Gempa bumi ini mungkin mempunyai mekanisme yang serupa dengan sebuah lagi gempa bumi raksasa pada tahun 869 yang dianggatkan bermagnitud gelombang permukaan (Mₛ) 8.6 dan juga menyebabkan tsunami besar. Pernah juga berlakunya gempa bumi dan tsunami yang melanda kawasan Pantai Sanriku pada tahun-tahun 1896 dan 1933.

Tenaga

Gempa bumi ini melepaskan tenaga permukaan (Mₑ) sebanyak 1.9 ± 0.5×10¹⁷ joule yang dilesapkan sebagai tenaga gegaran dan tsunami yang hampir dua kali ganda gempa bumi dan tsunami Lautan Hindi 2004 bermagnitud 9.1 yang meragut 230,000 nyawa orang. Tenaga permukaan dari gempa bumi ini, jika dimanfaatkan, mampu menjana kuasa sebuah bandaraya sebesar Los Angeles selama setahun genap. Jumlah tenaga yang dikeluarkan, juga dikenali sebagai momen seismik (M₀), adalah lebih 200,000 kali ganda tenaga permukaan ini dan dihitung oleh USGS pada 3.9×10²² joule, iaitu kurang sedikit berbanding gempa Lautan Hindi 2004, dan bersamaan dengan 9,320 gigaton TNT, atau kira-kira 600 juta kali tenaga bom atom yang melanda Hiroshima.

Kesan geofizik

Gempa ini menggerakkan sesetengah bahagian timur laut Jepun sebanyak 2.4 m (7.9 batu) ke arah Amerika Utara, maka jisim bumi di bahagian-bahagian itu menjadi lebih luas daripada dahulu. Bahagian-bahagian Jepun paling dekat dengan pusat gempa mengalami anjakan terbesar. Regangan garis tepi pantai sepanjang 400 km (250 batu) menurun secara menegak sebanyak 0.6 m (2.0 batu), membolehkan tsunami untuk melanda daratan dengan lebih cepat dan lebih ke dalam. Pada mulanya, adalah diduga bahawa plat Pasifik bergerak ke arah barat sebanyak 20 m (66 batu), hingga 40 m (130 batu). Pada 6 April, pasukan pengawal pinggir laut Jepun melaporkan bahawa gempa itu telah menganjakkan dasar laut sejauh 24 meter (79 batu) ke arah pusat gempa serta menaikkan dasar laut ke arah luar pesisir wilayah Miyagi sebanyak 3 meter. Satu laporan oleh Agensi Sains dan Teknologi Bumi Samudera Jepun, yang diterbitkan dalam jurnal Science pada 2 Disember 2011, membuat kesimpulan bahawa dasar laut di kawasan antara pusat gempa dan Jurang Jepun bergerak 50 meter ke timur tenggara dan naik sekitar 7 meter kesan gempa ini. Laporan berkenaan juga menyatakan bahawa gempa itu turut menyebabkan beberapa kejadian tanah runtuh besar di dasar laut di kawasan yang terjejas.
Gempa bumi ini memindahkan paksi bumi sebanyak sekitar 10 cm (4 in) dan 25 cm (10 in). Sisihan ini telah menyebabkan beberapa perubahan kecil pada pergerakan bumi, termasuk tempoh putaran Bumi dalam sehari, kecondongan Bumi, dan fenomena kenining Chandler. Kelajuan putaran Bumi meningkat, menyebabkan tempoh sehari susut 1.8 mikrosaat disebabkan pengagihan semula jisim Bumi. Anjakan paksi ini disebabkan oleh pengagihan semula jisim permukaan Bumi yang mengubah momen inersia planet ini. Disebabkan keabadian momentum sudut, perubahan inersia yang sedemikian hanya menyebabkan perubahan kecil pada kadar putaran Bumi. Inilah perubahan-perubahan yang diduga bagi gempa bumi sekuat ini.
Pencecairan tanah terbukti di kawasan-kawasan tanah tebus guna di sekitar Tokyo, terutamanya di Urayasu, Chiba, Funabashi, Narashino (keempat-empatnya di Wilayah Chiba) dan Wad-Wad Koto, Edogawa, Minato, Chūō, dan Ōta di Tokyo. Kira-kira 30 buah rumah atau bangunan musnah dan 1,046 buah lagi bangunan menerima kerosakan. Lapangan Terbang Haneda yang dibina atas tanah tebus guna berdekatan, tidak diapa-apakan. Odaiba turut mengalami pencecairan, tetapi kesannya tidak ketara.

Gempa Susulan

Jepun mengalami lebih 1000 gempa susulan sejak gempa bumi ini berlaku, yang mana kira-kira 60 daripadanya mencatat magnitud melebihi 6.0 Mw dan tiga daripadanya melebihi 7.0 Mw. Dua gempa bermagnitud 7.7 Mw dan 7.9 Mw berlaku pada 11 Mac, sementara gempa yang ketiga melanda luar pesisir pada 7 April pada magnitud yang diragui. Pusat gempanya berada di dasar laut, 66 km (41 batu) jauhnya dari pantai. Agensi Meteorologi Jepun menetapkan magnitud 7.4 MJMA, tetapi USGS merendahkannya kepada 7.1 Mw. Sekurang-kurangnya empat orang terkorban, dan bekalan elektrik teputus di sebahagian besar utara Jepun, termasuk terputusnya kuasa elektrik luaran kepada Loji Kuasa Nuklear Higashidōri dan Loji Pemprosesan Semula Rokkasho. Empat hari kemudian iaitu pada 11 April, satu lagi kejutan lanjur bermagnitud 6.6 Mw melanda Fukushima, menyebabkan lebih banyak kemusnahan dan meragut tiga nyawa.

Tsunami

Gempa bumi yang disebabkan oleh tujahan 5 hingga 8 meter ke atas pada dasar laut selebar 180 km di 60 km dari pantai timur Tōhoku, menyebabkan sebuah tsunami raksasa yang menyebabkan kebinasaan di sepanjang garis tepi pantai Pasifik di pulau-pulau utara Jepun serta terkorbannya ribuan nyawa dan ranapnya seluruh bandar-bandar. Tsunami itu juga terambat ke serata Lautan Pasifik, maka amaran dikeluarkan dan pemindahan penduduk dijalankan di kebanyakan negara yang bersempadan dengan lautan terbesar ini, termasuklah seluruh pantai pasifik benua Amerika Utara dan Selatan sekali, dari Alaska hingga Chile; bagaimanapun, ketika tsunami melanda kebanyakan tempat ini, ia hanya meninggalkan kesan yang kecil. Pantai Pasifik di Chile adalah antara yang paling jauh dari Jepun, iaitu jaraknya sekitar 17,000 km (11,000 batu), tetapi tetap dilanda ombak setinggi 2 meter (). Dianggarkan bahawa ombak setinggi 38.9 meter () melanda semenanjung Omoe di bandar Miyako, Iwate.

Seluruh Pasifik

Sejurus selepas gempa bumi, Pusat Amaran Tsunami Pasifik (PTWC) di Hawaii mengeluarkan arahan berjaga-jaga dan pengumuman tsunami bagi seluruh Pasifik. Pada jam 07:30 UTC, PTWC mengeluarkan amaran tsunami berleluasa yang meliputi seluruh Lautan Pasifik. Rusia memindahkan 11,000 orang penduduk dari kawasan pantai Kepulauan Kuril. Pusat Amaran Tsunami Pantai Barat dan Alaska di Amerika Syarikat mengeluarkan amaran tsunami untuk kawasan-kawasan pantai di sebahagian besar negeri California, seluruh negeri Oregon, dan kawasan barat negeri Alaska, serta peringatan tsunami yang meliputi garis pinggir pantai Pasifik di sebahagian besar Alaska, dan seluruh negeri Washington dan wilayah British Columbia, Kanada. Di California dan Oregon, tsunami setinggi 2.4 m (8 batu) melanda sesetengah tempat dan mengakibatkan kemusnahan dok dan pelabuhan bernilai AS$10 juta. Di Kaunti Curry, Oregon, kemusnahan bernilai $7 juta termasuk binasanya ruang limbungan sepanjang 3,600 kaki (1,100 m) di pelabuhan Brookings; kaunti tersebut telah menerima geran kecemasan sebanyak lebih $1 juta dari Agensi Pengurusan Kecemasan Persekutuan. Landaan air setinggi 1 m (3.3 batu) turut melanda Pulau Vancouver di Kanada dan mendorong pemindahan penduduk dan larangan bot di perairan sekitar pulau selama 12 jam selepas landaan ombak, menyebabkan ramai penduduk pulau tidak dapat pergi ke tempat kerja.
Di Filipina, ombak-ombak setinggi 0.5 m (1.6 batu) melanda kawasan pinggir laut timur negara. Di Jayapura, Indonesia, rumah-rumah di sepanjang pantai turut musnah akibat tsunami. Pihak berkuasa Papua New Guinea memindahkan 100 orang pesakit dari Hospital Boram di bandar Wewak sebelum ia dilanda ombak, menyebabkan kerugian sekitar AS$4 juta. Kerajaan Hawaii menjangka kemusnahan prasarana awam sahaja bernilai US$3 juta, sementara kerosakan pada harta milik persendirian, termasuk tempat penginapan percutian, dianggarkan bernilai puluh jutaan dolar. Dilaporkan bahawa ombak setinggi 1.5 m (5 batu) menenggelamkan seluruh serokan terumbu Atol Midway dan Pulau Spit, membunuh lebih 110,000 ekor burung laut yang bersarang di Tempat Simpanan Hidupan Liar Negara Atol Midway. Negara-negara Pasifik Selatan yang lain termasuk Tonga dan New Zealand, serta wilayah-wilayah AS di Samoa Amerika dan Guam, turut mengalami gelombang yang lebih besar daripada biasa, tetapi tidak melaporkan sebarang kemusnahan besar.
Laporan tsunami melanda turut timbul di sepanjang pantai Pasifik di Mexico dan Amerika Selatan, tetapi di kebanyakan tempat itu tiada kesan kemusnahan yang ketara. Peru melaporkan ombak setinggi 1.5 m (5 batu) dan lebih 300 rumah mengalami kerosakan. Landaan tsunami di Chile cukup besar untuk was large enough to damage more than 200 houses, with waves of up to 3 m (9.8 batu). Di Kepulauan Galapagos, 260 buah keluarga menerima bantuan ekoran landaan ombak 3 m (9.8 batu) yang tiba 20 jam selepas gempa di Jepun, selepas amaran tsunami ditarik balik. Tsunami itu meninggalkan kesan kemusnahan yang ketara ke atas bangunan-bangunan di kepulauan tersebut dan seorang lelaki cedera tetapi tiada sebarang laporan kematian.

Mangsa

Agensi Polis Negara secara rasminya mengesahkan bahawa 15,845 orang maut, 6,011 orang cedera, dan 3,339 lagi hilang di 16 wilayah. Jumlah ini dijangka meningkat banyak lagi, sehingga berpuluh ribu.
Daripada 13,135 mangsa korban yang dijumpai hingga 11 April 2011, 12,143 orang atau 92.5% mati kerana lemas. 65.2% mangsa yang maut berusia 60 tahun ke atas, termasuk 24% yang berusia dalam lingkungan 70-an.
Pertubuhan amal Save the Children melaporkan bahawa seramai 100,000 orang kanak-kanak kehilangan tempat tinggal; ada di kalangan mereka yang terpisah dari keluarga kerana gempa berlaku pada waktu sekolah. 236 orang kanak-kanak menjadi yatim piatu akibat bencana ini. Bencana gempa dan tsunami meragut nyawa 378 orang murid sekolah rendah, menengah dan tinggi, sementara 158 orang lagi hilang. Terutama sekali, sebuah sekolah rendah di Ishinomaki, Miyagi, iaitu Sekolah Rendah Okawa, kematian 74 daripada 108 pelajar dan 10 daripada 13 kakitangan.
Kementerian Luar Negara Jepun mengesahkan kematian 19 orang warga asing, termasuk dua orang guru bahasa Inggeris dari Amerika Syarikat yang menyertai program Japan Exchange and Teaching (JET); seorang mubaligh berbangsa Kanada di Shiogama; dan warganegara-warganegara China, Korea Utara dan Selatan, Taiwan, Pakistan dan Filipina.

Kemusnahan dan kesan

Tahap kemusnahan yang disebabkan oleh gabungan gempa bumi dan tsunami memang dahsyat, khususnya kesan tsunami. Rakaman di bandar-bandar yang paling teruk terjejas memaparkan sekadar timbunan runtuhan batu, dan hampir tiada bangunan yang masih berdiri teguh. Nilai kerugian akibat kerosakan dianggarkan sekitar berbiliob dolar Amerika Syarikat; gambar foto kawasan terjejas ambilan satelit sebelum dan selepas bencana menunjukkan betapa dahsyatnya kemusnahan di merata tempat. Sungguhpun Jepun melaburkan berbilion dolar untuk membina tembok laut penghalang tsunami setinggi  12 meter (39 ft) yang menggarisi sekurang-kurangnya 40% daripada garis tepi laut sepanjang 22,000 batu, namun tsunami dengan mudahnya menjangkaui batasnya dan merosakkan sesetengah tembok laut itu.
 
Pada 3 April 2011, Agensi Polis Jepun berkata bahwa 45,700 buah bangunan musnah dan 144,300 lagi rosak akibat gempa dan tsunami. Antara yang rosak termasuk 29,500 binaan di Wilayah Miyagi, 12,500 di Wilayah Iwate dan 2,400 di Wilayah Fukushima.  300 buah hospital dengan 20 katil ke atas di rantau Tōhoku menerima kerosakan akibat bencana ini, termasuk 11 buah yang binasa sepenuhnya. Bencana gempa dan tsunami ini menyebabkan reruntuhan puing berjumlah 24–25 juta tan di Jepun.
Sekitar 230,000 buah kereta dan lori rosak atau musnah akibat bencana ini. Setakat akhir Mei 2011, para penduduk wilayah-wilayah Iwate, Miyagi, dan Fukushima telah memohon penyahdaftaran sebanyak 15,000 buah kenderaan; ertinya kenderaan-kenderaan itu dikira musnah kerana tidak boleh dibaiki atau tidak boleh diselamatkan lagi.

Loji kuasa nuklear

Stesen-stesen janakuasa Fukushima I, Fukushima II, Onagawa dan Tōkai yang terdiri daripada 11 reaktor ditutup secara automatik ekoran gempa bumi. Higashidōri yang juga terletak di pantai timur laut, sedang ditutup untuk pemeriksaan bermusim ketika bencana berlaku. Penyejukan diperlukan untuk mengawal haba reput selama beberapa hari selepas loji ditutup. Proses penyejukan dijana oleh penjana diesel kecemasan, seperti di Loji Pemprosesan Semula Rokkasho. Du Fukushima I dan II, ombak tsunami menjangkaui tembok laut dan memusnahkan sistem kuasa simpanan kecemasan, menyebabkan masalah teruk termasuk dua letupan besar di Fukushima I serta kebocoran radiasi. Lebih 200,000 orang diarah berpindah.

Setelah genap sebulan kemelut nuklear ini, para pakar mengakui bahawa Fukushima I belum tentu kemalangan nuklear yang paling teruk, tetapi adalah yang paling rumit. Para pakar nuklear berkata bahawa Fukushima melakar sejarah sebagai kemalangan nuklear kedua paling teruk dalam sejarah; biarpun tidak seteruk bencana Chernobyl, tetapi lebih dahsyat daripada kemalangan Three Mile Island. Masa berbulan-bulan atau bertahun-tahun terpaksa dimakan untuk mengetahui sejauh mana pelepasan isotop-isotop yang berbahaya memudaratkan kesihatan manusia dan bekalan makanan serta kawasan sekeliling kawasan bencana.
Analisa-analisa selanjutnya mendapati bahawa tiga buah reaktor (Unit 1, 2, dan 3) telah mengalami peleburan dan masih kebocoran air pendingin. Pada pertengahan tahun, Timbalan Menteri Ekonomi, Perdagangan dan Industri, ketua Agensi Keselamatan Nuklear dan Industri, serta ketua Agensi Sumber Alam dan Tenaga ketiga-tiganya dilucutkan jawatan.

Loji Kuasa Nuklear Fukushima I dan II

Jepun mengisytiharkan darurat ekoran kerosakan sistem penyejukan di Loji Kuasa Nuklear Fukushima I, menyebabkan penduduk berdekatan terpaksa berpindah keluar. Pegawai Agensi Keselamatan Nuklear dan Industri telah melaporkan bahawa tahap radiasi dalam loji itu mencapai 1,000 kali tahap normal, manakala radiasi di luar loji mencapai 8 kali tahap normal. Kemudian, darurat turut diisytiharkan di Loji Kuasa Nuklear Fukushima II sekitar 11 km (7 batu) di selatan. Oleh itu, terdapat enam buah reaktor nuklear yang mengalami kesusahan.
Sesium radioaktif dengan 58 Bq sekilogram air campur iodin, dan 177 Bq sekilogram air dikesan dalam air paip di Bandar Fukushima, Fukushima pada 16 Mac, 08:00 JST. Pada 19 Mac, kerajaan Jepun melaporkan bahawa iodin radioaktif dilaporkan dalam air paip yang disampelkan pada 18 Mac di Tochigi, Gunma, Tokyo, Chiba, Saitama, dan Niigata, serta sesium radioaktif dalam air pili yang disampelkan pada 18 Mac di Tochigi dan Gunma, tetapi semuanya tidak melebihi had keselamatan negara. Pada 5 April 2011, kerajaan Wilayah Ibaraki melarang kegiatan memancing belut pasir setelah mendapati bahawa spesies tersebut dicemari oleh sesium radioaktif yang melamapaui had selamat.

Tempat lain

Bahagian turbin Loji Kuasa Nuklear Onagawa terbakar ekoran gempa. Kebakaran itu terjadi di sebuah bangunan yang menempatkan turbin, dan terletak secara berasingan dari reaktor loji, lalu dipadam serta-merta. Loji itu ditutup sebagai langkah berjaga-jaga.
Pada 13 Mac, darurat tahap terendah diisytiharkan berkenaan loji Onagawa kerana sukatan radioaktif melebihi takat yang dibenarkan di kawasan sekitar logi buat masa yang singkat. Tohoku Electric Power Co. menyatakan bahawa ini mungkin disebabkan oleh radiasi dari kemalangan nuklear Fukushima I tetapi bukan dari loji Onagawa itu sendiri.
Gegaran susulan pada 7 April menyebabkan terputusnya bekalan elektrik luaran kepada Loji Pemprosesan Semula Rokkasho dan Loji Kuasa Nuklear Higashidori tetapi penjana sandaran masih berfungsi. Loji Kuasa Nuklear Onagawa terputus 3 daripada 4 talian kuasa luaran serta tergendala fungsi pendinginannya selama lebih 80 minit. Tumpahan air radioaktif sebanyak beberapa liter berlaku di Onagawa.
Reaktor nombor 2 di Loji Kuasa Nuklear Tōkai ditutup secara automatik. Pada 14 Mac, dilaporkan bahawa pam sistem pendingin reaktor ini berhenti berjalan; bagaimanapun, Syarikat Kuasa Atom Jepun menjelaskan bahawa terdapat satu lagi pam yang menampung sistem pendingin, tetapi dua daripada tiga penjana diesel yang digunakan untuk menjana sistem pendingin sudah rosak.

Empangan dan bekalan air

Empangan pengairan Fujinuma di Sukagawa pecah, menyebabkan banjir yang menghanyutkan rumah-rumah. Lapan orang dilaporkan hilang dan empat mayat ditemui pada pagi keesokannya. Dilaporkan bahawa ada orang tempatan yang cuba membaiki kebocoran pada empangan sebelum rosak sepenuhnya.
Sekurang-kurangnya 1.5 juta rumahtangga dilaporkan terputus bekalan air.

Elektrik

Menurut Tohoku Electric, sekitar 4.4 juta rumah tangga di kawasan timur laut Japan terputus bekalan elektrik. Beberapa loji janakuasa nuklear dan biasa ditutup selepas gempa bumi. Pemutusan bekalan elektrik secara beransur-ansur bermula pada 14 Mac ekoran kekurangan bekalan elektrik akibat gempa. Tokyo Electric Power Company (Tepco), yang biasanya menyalurkan tenaga elektrik sebanyak kira-kira 40 GW, mengumumkan bahawa pihaknya hanya dapat membekalkan sekitar 30 GW, kerana 40% bekalan elektrik yang digunakan di kawasan Tokyo raya kini dibekalkan oleh reaktor di wilayah-wilayah Niigata dan Fukushima. Dua daripada reaktor itu, iaitu Fukushima Dai-ichi dan Fukushima Dai-ni, ditutup secara automatik apabila gempa pertama berlaku, lalu menerima kerosakan teruk akibat gempa dan tsunami. Pemutusan tenaga elektrik selama tiga jam sehari dijangka berterusan hingga akhir April di wilayah-wilayah Tokyo, Kanagawa, Shizuoka, Yamanashi, Chiba,  Ibaraki, Saitama, Tochigi, dan Gunma.

Bahan api

Kilang penapisan minyak 220,000 tong sehari milik Cosmo Oil Company terbakar akibat gempa di Ichihara, Wilayah Chiba, di timur Tokyo. Kebakaran besar turut terletus di tempat lain, seperti di bandar Kesennuma.
Di Sendai, sebuah kilang penapisan minyak 145,000 tong sehari milik syarikat penapisan terbesar Jepun, JX Nippon Oil & Energy, turut kebakaran akibat gempa. Para pekerjanya sempat mengosongkan premis, tetapi amaran tsunami menghalang kerja memadam api sehingga 14 Mac.
Seorang penganalisa menganggarkan bahawa penggunaan pelbagai jenis bahan api bakal meningkat sebanyak 300,000 barrel (48,000 m³) sehari (begitu juga dengan gas asli cair), apabila loji janakuasa sandaran yang membakar bahan api fosil cuba menampung kehilangan kapasiti kuasa nuklear Jepun sebanyak 11. 
Loji mengimport gas asli cecair milik pemerintah bandaraya Sendai rosak teruk, maka bekalan terputus selama kira-kira sebulan.

Pengangkutan

Rangkaian pengangkutan Jepun mengalami gangguan teruk. Sebahagian besar Lebuh Raya Tōhoku di Jepun utara mengalami kemusnahan. Semua perkhidmatan rel digantung di Tokyo, menyebabkan seramai 20,000 orang terkandas di stesen-stesen utama di seluruh kota. Berjam-jam selepas gempa berlaku, sesetengah khidmat tren dipulihkan. Kebanyakan landasan tren di kawasan Tokyo kembali berkhidmat penuh pada hari keesokannya, 12 Mac. 20,000 pelawat terkandas bermalam di Tokyo Disneyland pada malam 11–12 Mac.
Sebuah ombak tsunami membanjiri Lapangan Terbang Sendai pada 15:55 JST, kira-kira sejam selepas gempa pertama. Kedua-dua lapangan terbang Narita dan Haneda turut menggantung operasi selepas gempa, maka kebanyakan penerbangan ke situ dilencongkan ke lapangan lain selama kira-kira 24 jam.
Banyak perkhidmatan tren di merata Jepun turut dibatalkan, khususnya JR East yang menggantungkan segala perkhidmatan sampai akhir hari. Empat tren pada landasan pantai dilaporkan putus hubungan dengan pengendalinya; salah satu daripadanya, tren empat gerabak di Laluan Senseki, didapati terbabas, tetapi penumpangnya sempat diselamatkan kira-kira jam 8 pagi keesokannya. Tren laju Shinkansen tidak mengalami kebabasan di dalam dan luar Tokyo, tetapi khidmatnya juga digantung. Tōkaidō Shinkansen memulihkan khidmat terhad di akhir hari dan kembali ke jadual bisanya pada hari keesokan, manakala Jōetsu dan Nagano Shinkansen kembali berkhdimat pada 12 Mac. Tōhoku Shinkansen mengalami kerosakan ketara pada tiang elektrik dan landasan bertingkat, apalagi keadaan landasan di kawasan yang paling teruk terjejas masih sukar dipastikan. Setelah diberhentikan lebih lama daripada khidmat Shinkansen yang lain, Tōhoku Shinkansen kembali separa berkhidmat pada 15 Mac, dengan satu perjalan pergi bali setiap jam antara Tokyo dan Nasu-Shiobara.
Perintah putus bekalan elektrik akibat krisis di loji kuasa nuklear di Fukushima mendatangkan kesan mendalam pada rangkaian rel sekitar Tokyo sejak 14 Mac. Syarikat tren besar mulai mengendali tren pada selang 10–20 minit (biasanya 3–5 minit), mengendali sesetengah aliran pada waktu puncak sahaja, sementara menutup aliran-aliran yang lain (khususnya Laluan Utama Tokaido, Laluan Yokosuka, Laluan Utama Sobu dan Laluan Chuo-Sobu kesemuanya digantung pada hari itu). Ini menyebabkan ibu kota hampir lumpuh kerana orang ramai terpaksa berbaris lama untuk menaiki tren hingga ada yang tidak dapat pergi ke tempat kerja atau pulang ke rumah. Pihak pengendali tren beransur-ansur meningkatkan kapasiti pada hari-hari berikutnya, sehingga mencapai kapasiti 80% pada 17 Mac, sekaligus meringankan kesesakan penumpang yang paling teruk.

Telekomunikasi

Perkhidmatan telefon bimbit dan talian tetap mengalami gangguan besar di kawasan yang terjejas. Bagaimanapun, kebanyakan perkhidmatan Internet masih dapat dilencongkan dari kerosakan talian; hanya sebilangan kecil tapak web yang tidak dapat dibuka pada mulanya. Beberapa pembekal hotspot Wi-Fi bertindak dengan menyediakan capaian percuma ke dalam rangkaian masing-masing.

Akibat

Bencana berganda gempa bumi dan tsunami ini mengakibatkan kemelut kemanusiaan dan juga kesan dahsyat pada ekonomi. Tsunami ini menyebabkan 300,000 orang kehilangan tempat tinggal di kawasan Tōhoku, di samping kekurangan bekalan makanan, air, tempat berteduh, ubat-ubatan dan bahan api bagi mangsa-mangsa yang terselamat. Untuk itu, kerajaan Jepun mengerahkan Pasukan Pertahanan Dirinya sementara negara-negara lain menghantar pasukan mencari dan menyelamat ke Jepun untuk membantu mencari mangsa. Pertubuhan-pertubuhan kebajikan di dalam dan luar negara Jepun turut bertindak menghulurkan bantuan, terutamanya pertubuhan Palang Merah Jepun yang melaporkan dermaan sebanyak $1 bilion. Kesan pada ekonomi termasuk masalah jangka terdekat seperti pemberhentian kegiatan di kebanyakan kilang, dan juga isu jangka panjang seperti usaha pembinaan semula yang dijangka menelan belanja ¥10 trilion ($122 bilion).

Tindak balas sains dan penyelidikan

Terkumpulnya sejumlah besar data yang menawarkan "kemungkinan memodelkan secara terperinci sekali apa yang berlaku apabila gempa bumi pecah." Kesan data ini dijangka terasa di bidang-bidang lain, dan bencana ini "akan menyediakan maklumat luar jangkaan tentang bagaimana bangunan bertahan ketika digoncang lama-lama, dan dengan itu bagaimana untuk meningkatkan mutu binaan."
Para ahli seismologi telah menduga bahawa "gempa terbesar" bakal melanda tempat yang sama dengan gempa bumi besar Kantō 1923, iaitu Jurang Sagami di barat daya Tokyo. Sejak tahun 1976, apabila seorang ahli seismologi, Katsuhiko Ishibashi berhujah akan datangnya gempa bumi gergasi di Jurang Suruga, pihak kerajaan mengesan pergerakan plat sebagai persediaan untuk sebuah gempa bumi di kawasan Tōkai. Gempa bumi Tōhoku yang berlaku 373 km (232 mi) ke timur laut Tokyo memeranjatkan para ahli seismologi kerana walaupun Jurang Jepun digeruni kerana mampu menyebabkan gempa besar, namun ia tidak dijangka menimbulkan gempa yang melebihi magnitud 8.0.