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이번 지진의 원인으로 지하에 있는 유체도 꼽힌다. 유체의 정체에 대해서는 자세히 알려지지 않았으며 지하에서 직접 기체나 액체를 관측하진 않았지만 노토반도 부근에 화산이 없고 지각변동의 관측 등으로 볼 때 마그마가 아닌 그냥 물일 가능성이 높다. 물은 화산이 존재하지 않는 곳에서도 갑자기 상승할 가능성이 있다. 노토반도 지하 300 km 밑에 가라앉아 있는 태평양판을 형성하고 있는 광물에는 수분이 많이 포함되어 있다. 이 광물은 고온, 고압 환경에서 탈수 반응을 일으켜 물을 포함하지 않는 광물과 물로 분해된다. 이렇게 생성된 대량의 물이 2020년 11월 이후 태평양판 내부에서 서서히 스며들어 점차 상승해 29,000,000 m3 부피의 물이 지하 16 km 안쪽까지 올라왔다. 이런 현상이 발생한 원인으로는 도호쿠 지방 태평양 해역 지진 이후 동서 방향으로 판이 서로 밀어내는 힘이 약해졌기 때문으로 추정된다. 이 물은 암석의 녹는점을 낮춰 마그마 형성을 도울 정도의 양은 아니었지만 노토반도 주변의 활단층에 흘러들어 단층을 압박해 군발지진을 유발하고, 원래 변형이 쌓여있던 단층까지 물이 닿아 이번 규모 Mj7.6의 지진을 일으켰다고 추정된다. 즉 노토반도 지하의 특이한 물층이 단층을 쉽게 움직이게 하는 윤활유 같은 역할을 했다. 다만 이전의 군발지진을 통해 물로 발생했던 왜곡은 해소되었으며, 이번에 발생한 지진은 물이 적은 지역에서 발생했다는 반론도 있다. 이번 지진 이후 유체가 어떻게 되었는지, 활단층의 왜곡이 어떻게 바뀌었는지는 아직 밝혀지지 않았다. 또한 동일한 지반 내에서 작은 규모의 지진과 큰 규모의 지진이 발생하는 비율이 정해져 있기 때문에 군발지진으로 소규모 지진이 매우 많아졌다는 것은 대지진이 발생할 확률도 높아진 것이라고 도다 교수가 말했다.
위에서 설명한 지반 구조 때문에 군발지진에서는 지반의 융기가 발생하는 시기와 지진이 발생하는 시기가 다르고, 시간이 지날수록 지진의 진원 깊이가 얕아진다는 점이 밝혀졌다. 하지만 유체 때문에 발생한 왜곡에 해당하는 힘의 모멘트가 1.10×1018 N·m로 본진으로 해소된 왜곡의 1/200밖에 되지 않기 때문에 유체의 작용만으로 이번 지진을 설명하기는 어렵다.
타 지진 및 화산에 미치는 영향.
이 지진의 규모가 커 1월 11일 열린 난카이 해곡 지진 평가검토회의 회의에서 이 지진이 난카이 해곡 연안의 미소지진 및 지각변동에 미친 영향을 분석했으나 그 결과 난카이 해곡 거대지진의 발생으로 이어질 만한 변화는 확인되지 않았다고 파악했다. 교토 대학 방재연구소의 니시무라 다쿠야는 한신대진재 이후 2000년 돗토리현 서부 지진, 2016년 구마모토 지진 등 내륙의 대지진이 잇다르고 있는 서일본은 난카이 해곡 거대지진의 약 50년 전부터 시작되는 지진활동기에 접어들었다고 주장한 후 노토반도 지진 자체는 진원이 난카이 해곡에서 매우 멀리 떨어져 있고 필리핀해판이 유라시아판 아래로 가라앉는 방향이 남쪽에서 북쪽 방향이란 점을 고려해도 이 활동기와 직접적인 관련은 없어 보인다고 주장했다. 한편 이번 지진으로 발생한 쓰나미의 특징인 제1파가 빠르게 도달해 장시간 지속되고 최대파가 오는 시각은 늦어진 점은 난카이 해곡에서 발생되는 거대지진의 특성과도 유사하다. 또한 이번 지진으로 인한 작업 지연과 여러 교훈을 살려 2024년 봄으로 예정되어 있던 난카이 해곡 거대지진의 방재 계획을 연기하기로 결정했다.
이번 지진이 발생한 1월 1일부터 1월 4일 전후와 1월 8일부터 11일까지 다테야마 연봉과 다테야마 화산(미다가하라 화산)의 지고쿠다니 남쪽에서 화산성 지진 활동이 일시적으로 증가했지만 다테야마의 화구로 추정되는 지역에서는 지진 활동이나 화산 활동이 활발해지지 않았으며 이후 지고쿠다니 남쪽의 화산성 지진도 진정되었다. 이런 지진 활동의 증가에 대해 도야마 지방 기상대에서는 노토반도 지진의 영향이라고 단정할 수 없다고 말한다.
과거 지진과 비교.
미국 지질조사국(USGS)은 이번 지진의 진원 반경 250 km 안에서는 1990년 이후 본진 직전까지 규모 M6 이상의 지진이 총 30차례 발생했으며, 그 중 1993년 노토반도 해역 지진, 2007년 노토반도 지진, 2023년 오쿠노토 지진 3회가 노토반도 및 그 부근에서 발생했다. 하지만 원래 지진이 많은 일본에서 진원 주변에서 발생한 지진의 횟수는 태평양 방면에 비해 적었다.
이시카와현 노토 지방을 진원으로 하는 지진 중에서 규모 Mj7.6이라는 이번 지진의 규모는 기록이 남아 있는 1885년 이후 최대 규모이며, 1995년 효고현 남부 지진(한신·아와지 대진재)과 2016년 구마모토 지진의 본진 규모인 Mj7.3과 비교해도 약 2.8배의 에너지인 반면 해구형지진이자 일본 관측 사상 최대 규모의 지진인 도호쿠 지방 태평양 해역 지진의 Mw9.0과 비교하면 약 1/128에 불과하다. 활단층에서 일어난 지진으로는 Mj7.6의 규모가 일본 국내에서 지난 100년간 최대 규모이며, 내륙이 진원인 지진으로는 1923년 간토 대지진 이후 최대 규모이다. 또한 서남일본으로 한정할 경우 1946년 쇼와 난카이 지진 이후 최대 규모이며 서남일본의 지각 내에서 발생한 지진은 1891년 노비 지진 이후 최대 규모이다. 일본 국내에서 진도1 이상의 진도를 관측한 모든 지진 활동과 비교해도 심발지진을 제외하고 혼슈 지역에 피해를 준 지진으로는 2011년 동일본대진재를 일으킨 규모 Mw9.0(Mj8.4)를 기록한 도호쿠 지방 태평양 해역 지진과 이어진 여진 이후 최대 규모이다. 노토반도에서 발생한 일련의 지진 중 가장 큰 규모였던 2023년 5월 발생한 오쿠노토 지진의 규모 Mj6.5와 비교하면 에너지가 40배에서 50배에 달하는 차이가 난다. 2020년 이후 2023년 말까지 발생한 군발지진의 모든 에너지를 합쳐도 본진의 에너지와 비교하면 약 35배, 2007년 노토반도 지진과 비교하면 약 11배에 달한다.
지진계를 통한 관측이 시작되기 이전의 역사지진, 더 나아가 문헌이 남아 있지 않은 선사 시대에 발생한 고지진을 포함해 2024년 지진의 진원 인근인 노토반도 북부에서 이번 지진과 같은 규모의 지진이 어느 정도 발생했는지는 불분명하다. 노토반도에서 2024년 이전에 규모 Mj7 이상의 규모였을 가능성이 있는 대지진은 1729년 노토·사도 지진(교호 노토 지진)이 마지막이다. 노토·사도 지진에서도 2024년과 같은 단층이 움직였다고 추정하고 있지만 이 단층이 다시 움직이는 일은 1000년에 한번 꼴로 추정되었기 때문에 300년만에 다시 비슷한 규모의 대지진이 일어난 것은 이해할 수 없는 일이라는 주장도 있다. 2024년 지진은 노토·사도 지진과 비교하면 8배에서 32배가 넘는 에너지 차이를 보이며 진원 단층의 길이는 7배이고 주조 신사에서의 사례처럼 피해도 사도섬을 제외하고는 훨씬 컸다. 진원 인근의 해안단구 연구를 통해 홀로세 해진이 절정을 맞은 기원전 4000년경, 혹은 노토반도 부근의 해수면 상승이 절정을 맞이한 기원전 1500년경부터 2024년 지진 직전까지 총 3차례의 대지진이 일어났다고 파악하고 있으며 빈도로 따지면 기원전 4000년경을 기준으로 삼을시 2천년에 한 번 정도, 후자를 기준으로 삼을시 1천년에 한 번 꼴로 발생한다. 해수면 변화의 영향을 고려해야 하지만 이전 대지진으로 발생한 융기의 규모는 2024년 지진으로 발생한 융기보다 작기 때문에 시사쿠라는 이번 지진이 노토반도에서 발생할 수 있는 최대 규모의 지진이라고 분석했다. 이시카와현과 도야마현의 지진해일 퇴적물 절개 조사에서 기원전 500년경 이번과 거의 같은 지역에서 대지진이 발생한 흔적이 확인되어 이번과 같은 진원에서 대지진이 발생했을 가능성이 있고 이보다 규모는 작아 다른 지역에서 발생했을 가능성도 있지만 스즈시에서는 서기 1년에서 300년경, 9세기~10세기 사이경까지 총 3차례 지진이 발생했음이 확인되었으며, 도야마만 연안에서는 기원전 5900년부터 5800년 사이, 기원전 2700년부터 2500년경, 그리고 13세기까지 총 4번의 쓰나미 퇴적물이 확인되었다. 이 퇴적물 자체는 2015년 발견되었으나 이번 지진이 발생하기 전까진 어떤 지진으로 발생한 퇴적물이었는지 확인하지 못했다. 시시쿠라와 오카무라는 융기 흔적을 바탕으로 노토반도 지역에서는 여러 세그먼트가 연동해서 발생하는 규모 Mj7 이상의 지진과 하나의 세그먼트에서만 발생하는 규모 Mj7 이하의 지진이 모두 발생하고 있으며 전자는 1 m 이상의 융기를 일으키지만 후자는 융기가 일어나더라도 1 m 미만으로 관측되기 힘들다고 분석했다.
일본 기상청은 이번 본진으로 관측한 지진의 최대진도가 일본 기상청 진도 계급 기준 가장 높은 수치인 진도7이 이시카와현 노토 지방에서 관측된 것을 비롯해 혼슈, 시코쿠 거의 전역과 규슈 및 홋카이도 일부 등 홋카이도 구시로시 구로가네마치(진도1)서부터 가고시마현 가고시마시 사쿠라지마카미즈초 신지마섬(진도2)까지 나가사키현과 오키나와현을 제외한 일본 45개 도도부현에서 진도1 이상의 흔들림을 관측했다. 일본 전역의 4,375개 관측소 중 진도1 이상을 관측한 관측소는 약 65%인 2,829개소에 달해 2013년 이후 일본에서 가장 많은 관측소에서 지진파를 관측한 지진이다.
이시카와현 와지마시와 하쿠이군 시카정에서 진도7을 관측했으며, 이시카와현 나나오시, 스즈시, 호스군(아나미즈정, 노토정)에서 진도6강을, 이시카와현 가시마군 나카노토정과 니가타현 나가오카시에서 진도6약을 관측했다. 일본 내에서 공식적으로 진도7을 관측한 지진은 2018년 홋카이도 이부리 동부 지진 이후 처음이며 7번째 관측이다. 이시카와현에서는 처음으로 진도7을 관측했다. 한 지진에서 여러 관측 지점에 진도7을 관측한 것은 2016년 4월 16일 구마모토 지진의 본진 이후 두 번째이다. 진원보다 서쪽에 있는 시카정에서 진도7을 관측한 이유는 단층이 미끄러지는 방향에 진원 서쪽에서 더 컸기 때문으로 추정된다. 와지마시 후게시마치와 스즈시 미사키마치에서는 50초간 진도5강 이상의 흔들림이 이어졌다. 또한 도야마현에서는 진도 관측 방법이 계측진도로 전환되어 진도5와 6이 각각 약과 강으로 나뉜 1996년 이후 처음으로 진도5강을 관측했다. 이는 2007년 노토반도 지진에서 관측했던 진도5약보다 높으며 1996년 이후 도야마현에서 관측된 진도 중 최대이다. 진원으로부터 약 300 km 떨어진 도쿄도 구부 지역에서도 최대진도 3을 관측했다.
그 외에 아이치현 나고야시, 오사카부 오사카시에서 진도4를, 미야기현 센다이시, 오카야마현 오카야마시에서 진도3을, 아오모리현 아오모리시, 히로시마현 히로시마시, 가가와현 다카마쓰시에서 진도2를, 홋카이도 삿포로시, 구마모토현 구마모토시에서 진도1을 관측해 일본 전국 주요 도시에서 진도1 이상을 관측했다. 또한 USGS에 따르면 대한민국의 경상남도 창원시 진해구와 대만 신베이시 중허구에서 수정 메르칼리 진도 계급 기준 II를, 대한민국 경상북도 경주시, 경기도 오산시와 시흥시, 허난성 핑딩산시 등에서 수정 메르칼리 진도 계급 진도I급의 흔들림을 느꼈다고 대답한 사람이 있다.
아래는 일본 기상청이 발표한 최대진도 5약 이상을 관측한 지역이다.
지진 발생 직후에는 진도 정보가 입력되지 않은 관측 지점이 여러 군데 있었으며, 일본 기상청은 처음에는 관측된 최대진도를 와지마시에서 6강, 노토정에서 6약이라고 발표했다. 이후 1월 25일까지 와지마시 몬젠마치 하시리데에서 진도7(계측진도 6.5, 추계진도분포도 상 진도6강으로 추정), 노토정 마쓰나미에서 진도6강(계측진도 6.2, 추계진도분포도 상 진도6강으로 추정), 노토정 야나기다에서 진도6약(계측진도 5.8, 추계진도분포도 상 진도6약으로 추정)을 각각 관측한 것으로 밝혀졌다. 이 3곳의 지진계는 모두 이시카와현이 관리하고 있었다. 게이오 대학 SFC 연구소의 상임연구원 고케쓰 가즈키는 와지마시의 진도7이 지진 직후에 확인되지 않은 것은 실책이며 일본 기상청이 관리하는 진도계처럼 비상용 전원을 설치하는 등의 대책이 필요하다고 주장했다. 한편 모리 기상청장은 기자회견에서 이번 사건의 대책에 관한 기자의 질문에서 한신·아와지 대진재를 계기로 (헤이세이 대합병 이전) 당시의 각 시구정촌에 진도계가 모두 설치되었다며 2024년 현재는 한 시구정촌에 여러 개의 진도계가 설치되어 있는 경우가 많기 때문에 진도를 전혀 알 수 없는 시구정촌이 나올 가능성은 매우 적다는 의견을 밝혔다.
방재과학기술연구소가 1월 27일 발표한 지역별 추계진도 정식판에 따르면 기상청의 공식 기록으로 진도7을 관측한 와지마시, 시카정 외에도 나나오시, 스즈시, 노토정, 아나미즈정에서 진도7에 해당하는 흔들림이 발생했다고 추정되는 지역이 있다. 또한 나카노토정에서도 진도6강 정도의 흔들림이 발생했다고 추정되는 지역이 있으며 이시카와현 하쿠이시, 고마쓰시, 노미시, 도야마현 히미시, 다카오카시, 도야마시, 이미즈시, 가미이치정, 후나하시촌, 니가타현 조에쓰시, 묘코시, 니가타시 니시구, 사도시에서 진도6약의 흔들림이 발생했다고 추정되는 지역이 있다. 일본 기상청이 발표한 추계진도분포도에서도 시카정, 와지마시 외에 나나오시, 노토정에서 진도7로 추정되는 지역이 있으며 하쿠이시, 호다쓰시미즈정, 히미시, 조에쓰시에서도 진도6약으로 추정되는 지역이 있다.
흔들림과 피해의 관계.
일본 강진관측망(K-NET)의 관측 결과에 따르면 이번 본진에서 가장 큰 지반 가속도를 관측한 곳은 시카정의 K-NET도기 관측점으로 최대 2,828 gal의 가속도를 관측했다. 일본 기상청은 같은 지점의 최대 지반 가속도를 2825.8 gal로 측정했다. 그 외에도 노토반도 북부의 많은 관측점에서 최대 가속도가 1 g, 최대 지반 속도는 1 m/s를 넘어 2007년 노토반도 지진이나 2023년 오쿠노토 지진 당시 관측값을 넘어선 곳이 많았다.
이번 지진으로 일본 기상청에서 진도7을 관측한 시카정 가노(K-NET 도기, 계측진도 6.69)와 와지마시 몬젠정 하시리데(와지마시청 몬젠종합지소, 계측진도 6.5) 외에도 기상청의 지진 정보에 발표되는 지점은 아니지만 K-NET 아나미즈(계측진도 6.58) 관측지점은 진도7에 해당하는 심한 흔들림을 감지했다. 관측 지점끼리 비교할 경우 K-NET 아나미즈 주변은 목조건축물의 완전붕괴율이 22.8%로 피해가 매우 컸던 반면 K-NET 도기 0%(잠정)으로 피해가 거의 없었다. 시카정 아카사키 지역은 피해가 적어 "기적의 마을"이라 불리기도 한다.
교토 대학 방재연구소 연구진은 같은 진도에서 피해 차이가 발생한 이유가 K-NET 아나미즈에서는 건축물에 영향을 크게 미치는 주기 1~2초의 탄성가속도 응답 스펙트럼이 컸던 반면, K-NET 도기에서는 주기 0.5초 이하의 극단주기 탄성가속도 응답 스펙트럼이 두드러저 가속도가 컸고, 비공식적이지만 주기 1~2초의 탄성가속도 응답 스펙트럼이 작아 가속도 성분이 차이가 있었기 때문이라고 밝혔다. 이런 주기 1초에서 2초 사이의 지진동은 "킬러 펄스"라고도 부르며 목조 주택에 피해를 입히기 매우 쉬운 진동으로 알려져 있다. 한편 K-NET 도기에서 관측된 초단주기 지진동은 묘비나 등롱이 붕괴되기 쉬운 지진동으로 알려져 있으며 실제로 K-NET 도기 주변에서는 많은 묘비나 등롱 피해가 확인되었다. 그리스의 크레테 기술대학 에안옐리아 가리니 교수는 이러한 매우 짧은 주기의 지진동은 보통 규모 M5.5 이하의 지진에서 발생하는 것으로 규모 M7.6 규모의 큰 지진에서 이런 것은 전례가 없는 일로 매우 놀라운 일이라고 주장했다. 또한 K-NET 아나미즈는 2007년 노토반도 지진 당시 역시 주기 1~2초에 해당하는 탄성가속도 응답 스펙트럼이 커 주변 주택의 완전붕괴율이 19%로 큰 피해를 입었다. 다만 이후 재건되거나 당시 무너지지 않고 남았던 주택 등 건물이 내진성이 높아진 상황에서 발생한 피해라는 점을 고려해야 하며 이번 상황도 마찬가지로 주기 1~2초의 탄성가속도 응답 스펙트럼이 컸던 1995년 효고현 남부 지진 당시 JR 산요 본선(JR 고베선) 다카토리역(현 효고현 고베시 스마구) 주변이나 2016년 구마모토 지진 당시 구마모토현 마시키정에 버금가는 피해가 발생했다.
진도6강으로 발표된 와지마시 후게시정(구 와지마 측후소의 가나자와 지방 기상대 와지마 특별지역기상관측소에 병설)과 와지마시 가와이정(K-NET 와지마) 주변도 목조 건축물의 완전붕괴율이 30% 정도로 진도7의 시카정 가노보다도 훨씬 큰 피해를 입었다. 이는 K-NET 와지마의 지진동 주기 1~2초에 해당하는 탄성가속도 응답 스펙트럼이 K-NET 도기(시카정 가노)에서보다 훨씬 컸기 때문이다. 도다 교수는 시카정에서 지진동의 주기가 짧아진 이유는 와지마시나 스즈시보다 지반이 더 단단하기 때문이라고 밝혔다. 주식회사 Be-do가 실시한 상시미동(지진이 없는 경우에도 항상 발생하는 미세한 지반의 진동) 조사 결과 지진 발생 당시 지반이 흔들리는 정도를 나타내는 표층지반증폭률은 우치나다정 니시아라야가 2.29, 와지마시 몬젠마치도게 1.24, 시카정 도기 1.69 등에 비해 시카정 아카사키에서는 도기 지역의 60%에 미치지 못하는 0.98로 매우 낮게 나왔으며 재해방재과학기술연구소의 지진헤자드스테이션에 따른 5단계 평가에서는 가장 덜 흔들리는 A등급으로 집계되어 이런 차이 때문에 피해 지역마다 상황 차이가 발생했다고 추정된다. 지진동이 가장 크게 측정된 주기인 지진의 우수주기 또한 아카사키가 0.294초로 위의 4개 지점 중 가장 주기가 짧았다. 지반이 단단할수록 더 빠르게 전파되는 S파를 이용한 연구에서 S파의 속도가 300 m/s에 도달하는 깊이는 니시아라야에서 65 m 이상, 도기에서 22.5 m, 도게에서 14 m인 반면 아카사키에서는 2.5 m였으며 다른 3개 지점에서 확인된 역전층(지반이 깊을수록 S파의 전달 속도가 오히러 느려지는 층)도 확인되지 않았다. 와지마시 중심부에서 위와 같은 방법으로 조사한 결과 피해가 컸던 가와이정에서는 표층지반증폭률이 2.68로 지진헤자드스테이션의 평가에서 가장 흔들리기 쉬운 E등급을 받았고, 지진의 우수주기도 0.84초로 길고 S파 속도가 100 m/s에 도달하는 깊이는 약 10 m, 300 m/s에 도달하는 깊이는 약 50 m로 매우 깊어 지반이 연약하고 흔들리기 쉬울 뿐 아니라 액상화도 일어나기 쉬운 곳이라고 추정되었다. 이렇게 가와이정의 측정 결과를 일본 건축기준법에 적용한다면 가장 연약한 지반으로 분류되는 제3종 지반, 즉 벽체 두께를 보통의 1.5배(제3기층 등 견고한 지반 지역과 비교하면 2배)로 시공해야 하는 지반에 속한다. 옹벽 붕괴 등이 발생한 산간지역인 와지마시 호리마치에서도 표층지반증폭률이 1.56, 우수주기 0.53초, S파 속도가 300 m/s에 달하는 깊이가 25 m로 산간지역 중에서는 연약한 지반이었다. 이 지역은 지진헤자드스테이션의 헤저드맵에 개제된 표층지반증폭률에 비해 실측값이 1.5배 이상 크게 측정되었기 때문에 연구소는 실측을 통해 지반의 단단함을 조사하는 것이 필수적이라고 결론내렸다.
이번 지진의 흔들림에 대해 가리니 교수는 스즈시 내 진앙과 매우 가까운 지점에서는 처음에는 0.35 g~0.45 g 정도의 가속도는 약하지만 아주 가까운 곳에서 전해지는 흔들림이 처음으로 왔고, 약 10초 후 진앙에서 5~50 km 정도 서남쪽에 위치한 가장 단층이 크게 파괴된 지역에서 온 가속도가 0.76~0.86 g 정도의 강한 흔들림이 전파되었다. 이후 첫 번째 흔들림이 전해진 후 약 35초 후 진앙에서 동북쪽으로 약 50 km 떨어진 깊은 단층에서 이보다는 덜 격렬한 흔들림과 서남쪽으로 약 70 km 떨어진 매우 얕은 단층에서 온 흔들림이 한 데 전달되어 60초 이상 매우 긴 흔들림이 지속되었다. 위와 같이 총 3개 지진동으로 구분할 수 있으나 진앙에서 서남쪽으로 30~35 km 떨어진 와지마시 중부까지 오면 이 3개의 흔들림은 겉으로 보기에 거의 구별할 수 없고 대부분의 지진동 성분이 서남쪽에서 온 성분으로 되었다고 주장했다.
일본 기상청은 이시카와현 노토 지방에서 장주기 지진동 계급 기준 최고진도인 장주기 지진동 계급4를 관측했다고 발표했다. 계급4를 관측한 것은 2013년 장주기 지진동 관측 정보 공개 이후 2022년 후쿠시마현 해역 지진을 마지막으로 6번째이다. 또한 계급1 이상의 장주기 지진동은 아오모리현서부터 도쿠시마현, 시마네현까지 넓은 범위에서 관측되었다. 도쿄도와 효고현 등 10개 현에서는 긴급지진속보에서 예측된 장주기 지진동 계급보다 실제 관측된 장주기 지진동이 더 컸다.
아래 표는 장주기 지진동 계급2 이상을 관측한 지역의 목록이다.
이번 지진에서는 16시 10분 10.0초에 처음으로 지진파를 감지한 후, 6.0초 후 발표한 긴급지진속보 제1보에서 이시카와현 노토 지방에서 진도5약에서 5강 정도의 흔들림을 관측한다고 예측하고 긴급지진속보(경보)를 발표했다. 감지 후 33.1초 후 발표한 제20보와 57.1초 후 발표한 제30보에서도 경보가 발표되었으며 제30보의 경보 발표 범위는 이시카와현, 도야마현, 니가타현, 나가노현, 나가노현, 후쿠이현, 기후현, 후쿠시마현, 군마현, 사이타마현, 도치기현, 이바라키현, 야마가타현, 지바현, 효고현, 시가현, 아이치현, 미에현, 미에현, 미야기현, 나라현으로 총 19개 현이었으며 제46보(감지 248.5초 후) 예보 발표 범위는 도쿄도, 교토부, 오사카부, 가가와현, 돗토리현, 가나가와현, 야마나시현, 아키타현, 시마네현, 아오모리현, 와카야마현, 도쿠시마현, 고치현이 추가된 총 32개 도도부현으로 확대되었다. 진원으로부터 반경 20~30 km 범위 내에서는 긴급지진속보 발표가 주요동 도달 시점보다 늦었지만 그래도 흔들리기 시작한 지 얼마 되지 않은 단계에서 속보가 도착했기 때문에 흔들림에 대한 대비가 어느 정도 도움이 되었다고 기대할 수 있었다고 교토 대학 방재연구소의 야마다 마스미 교수가 말했다.
이번 지진의 긴급지진속보 유예시간은 본진에 앞서 16시 10분 9.5초에 발생한 지진을 기점으로 계산했다.
2024년 1월 1일 16시 6분 첫 지진, 그리고 최대 진도7을 관측한 같은 날 16시 10분의 지진 이후 수 분 간격으로 여진이 빈번히 발생했으며, 최대진도 5약을 넘는 지진도 자주 관측되었다.
본 문서에서는 다음 조건 중 하나를 만족하는 지진에 대해 서술한다.
아래는 이번 2024년 노토반도 지진 당시 발생한 주요 전진과 여진 등 지진 목록이다.
2023년 오쿠노토 지진 이후 지진 활동.
2023년 5월 5일 오쿠노토 지진 발생 직후 노토반도의 지진 발생 횟수는 급격히 증가했으나 이후 감소세를 보이며 7월에는 오쿠노토 지진 이전 수준으로 되돌아갔다. 9월 28일 이후에는 노토반도에서 최대진도 3 이상의 지진이 발생하지 않았으며, 일본 기상청이 발표하던 최대진도별 지진 횟수표도 10월 16일 10시를 기점으로 업데이트를 중단했다. 하지만 12월 들어서도 지진 활동 자체는 계속 이어졌기 때문에 계속 지진으로 발생할 수 있는 강한 흔들림에는 경계했다. 12월에는 스즈시 인근에서 8차례 유감지진이 발생했으며, 12월 29일 0시 13분에 발생한 최대진도1, Mj2.6의 지진이 2023년 마지막이자 2024년 1월 1일 16시 6분에 발생한 지진 이전에 발생한 마지막 유감지진으로 기록되었다. 한편 지진 이전에는 진원 인근에서 슬로우 슬립이 관측되었다.
일본 통계수리연구소의 오가타 요시히코와 구마사와 다카오는 2023년 오쿠노토 지진 이후 발생한 지진을 탈경향 변동 분석(Detrended, DFA) 시간 분포로 분석하면 진원지가 점차 확산되고 있으며 본진 직전에는 이전의 지진 발생 횟수 경향에서 예측되는 지진보다 지진 활동이 거의 없어진 상태였다고 주장했다. 또한 이런 활동에는 비정상적 ETAS 모델이 적합해 유체의 침투 상황이 변화되었다고 추정해다.
본진 발생 당일의 미소지진.
도쿄공업대학의 나카지마 준이치 교수는 본진 발생 2시간 전부터 이전까지 거의 발생하지 않던 지진 횟수가 급격하게 증가했다고 주장했다. 기상청의 진원 목록에 따르면 지진 당일 14시 17분에 노토 지방에서 발생한 지진(규모 Mj1.6)이 처음으로 진원지명이 "이시카와현 노토 지방" 혹은 "노토반도 해역"으로 기록된 지진이며 이후 16시 6분 지진 이전까지 14시 46분 노토반도 해역에서 발생한 지진(Mj1.9)를 시작으로 총 10차례 "이시카와현 노토 지방" 혹은 "노토반도 해역"에서 지진이 발생했다.
1월 1일 16시 6분 지진.
2024년 1월 1일 16시 6분에 발생한 이 지진은 일본 기상청 진도 데이터베이스 검색에 따르면 본진 발생 당일 본진 전 이시카와현 노토 지방 혹은 노토반도 해역에서 관측된 최대진도 1 이상의 전진 중 유일한 지진이다. 이 지진 발생 당시 16시 8분에 발표한 지진정보에서는 "쓰나미 우려 없음"이라고 표기되었으며 쓰나미 관련 정보도 발표되지 않았다. 또한 이 지진에서는 최대진도 5강을 관측했으나 원래 최대진도 5약 이상을 관측했을 때 발표되는 추정 진도 분포가 발표되지 않았다.
전진 발생 당시 일본 기상청은 지진 감지 6.0초 후인 16시 6분 14.1초에 긴급지진속보(경보)를 발표했다. 또한 와지마시와 스즈시에서 장주기 지진동 계급 1을 관측했다. 이시카와현과 일본 소방청은 전진 단계에서 이미 지진대책본부를 설치했으며, 16시 8분에는 지진대책본부가 이시카와현에 적절한 대응과 피해 보고를 요청했다.
본진 직전 지진.
앞서 언급한 지진 이외에도 2024년 1월 10일 16시 10분부터 1분간 총 2차례 발생했으나 발생 시각이나 진앙이 본진과 가까워 본진과의 진도 분리가 불가능하다. 이 외에도 16시 8분에는 16시 6분의 지진이 발생한 진앙에서 약간 서쪽으로 벗어난 지역에서 규모 M4.6의 지진이 발생했다. 이처럼 1월 1일 15시 이후 본진까지 여러 차례의 지진이 발생해 평소에는 한 번의 지진으로만 볼 수 있는 지진 활동이 활발하게 일어났는데 이는 마치 본진의 진행을 슬로 모션으로 진행한 것과 같다는 연구도 있다. 이런 본진 당일의 군발지진 때문에 단층이 불안정해서 본진을 유발했을 가능성이 있다. 또한 16시 8분 지진으로 이시카와현 노토 지방에서 진도3이 예보되었기 때문에 지진파 감지 2.3초 후인 16시 8분 33.3초에 긴급지진속보(예보)가 발표되었다.
위 자료는 일본 기상청의 분석 정보이지만 이와는 별도로 교토 대학 방재연구소 부교수인 아사노 기미유키 등의 연구진이 실시한 분석에 따르면 먼저 16시 10분 9초에 이시카와현 스즈시 부근에서 와지마시 부근까지 서남쪽 방향으로 뻗은 단층이 움직여 규모 M7.3의 지진이 발생했고, 이 때문에 노토반도 해안부에서 융기가 발생했을 가능성이 있다. 이 지진으로 발생한 흔들림이 계속되는 상태에서 13초 후 이번에는 스즈시 부근에서 동해 방향으로 동북쪽 방향으로 뻗은 단층이 움직여 다시 규모 M7.3의 지진이 발생했고, 이 때문에 쓰나미가 발생했을 가능성이 있다. 이 가설이 맞다면 노토반도 지진은 도호쿠 지방 태평양 해역 지진과 같은 연동형지진으로 두 지진의 규모를 합치면 M7.6인 복합지진이라는 주장이다. 한편 USGS 이외에 유럽-지중해 지진학 센터(EMSC), GFZ 독일 지구과학 연구 센터 등 일본 외 지진학 기관에서는 16시 10분 9초에서 10초대를 규모 M7.5의 지진이 발생한 시간대로 분류하고 있다.
지진 발생 횟수.
전체 지진 발생 횟수.
1월 1일 16시 10분 이후부터 본진을 포함해 1월 2일 10시까지 규모 Mj3.5 이상의 지진은 총 219회 발생했다. 이 횟수는 1993년 노토반도 해역 지진, 1995년 효고현 남부 지진(한신·아와지 대진재을 일으킴), 2007년 노토반도 지진, 2008년 이와테·미야기 내륙지진, 2004년 니가타현 주에쓰 지진, 2016년 구마모토 지진, 1983년 동해 중부 지진등 과거의 주요 지진 사례를 뛰어넘어 1993년 홋카이도 남서쪽 해역 지진에 버금가는 규모이다. 지진 발생 후 3일차까지 대륙판 내에서 발생한 지진으로는 근대 관측 역사상 가장 많은 규모 Mj3.5 이상의 여진 횟수를 기록했다. 이렇게 많은 여진이 발생한 이유로는 본진의 규모가 컸을 뿐 아니라, 진원 단층이 길었고 노토반도 주변이 크고 작은 단층이 밀집되어 있는 복잡한 구조이기 때문이다. 또한 이전까지 노토반도의 군발지진과는 달리 본진의 규모가 다른 지진에 비해 뚜렷하게 큰 "본진-여진형"이라는 다른 지역의 지진과 유사한 형태를 보인다. 한편 진원 서쪽 지역을 중심으로 여진 횟수의 감소가 지진학의 오모리 공식보다 더욱 빠르게 진행되었는데 그 원인으로 이전에 파괴되지 않고 유지되는 활단층이 존재할 가능성이 있다는 주장이 나오고 있다. 오가타와 구마자와는 본진 직후에는 매우 많은 지진이 발생해 지진 목록에서 감지하지 못하고 다 싣지 못한 지진이 있다고 가정하고 그 감지율을 모델을 통해 추정해서 여진 횟수의 변화를 조사했다. 그 결과 본진 직후에는 진원 서남부에서 동북부보다 훨씬 더 많은 밀도로 지진이 발생했고, 지진 발생 후 일정 시간이 지나면 진원 양 끝단에는 지진 활동이 계속 활발하지만 진원 중앙부의 지진 발생 횟수 밀도가 감소했다고 주장했다. 또한 본진의 여진 활동은 본진 이전의 활동과 달리 정상상태 ETAS 모델 계산 결과가 실제 지진 활동과 잘 들어맞는다고 설명했다. 방재과학기술연구소의 추정에 따르면 본진으로부터 15시간 내에 발생한 여진으로 방출된 에너지는 본진으로 방출된 에너지의 3.4%에 이른다.
한편 사도섬 서쪽 해역에는 아직 파괴되지 않은 2개 활단층이 남아 있어 이 단층이 연동되서 지진이 발생하면 규모 M7급으로 발생해 니가타현 연안에 3 m 정도의 쓰나미가 올 가능성이 있다. 동해 중부 지진이나 홋카이도 서남부 해역 지진, 1964년 6월 16일 니가타 지진과 같이 동해 쪽에서 발생한 대지진은 본진으로부터 1개월이 지난 정도에 큰 여진이 발생한 사례가 많아 여진에 대한 주의가 필요하다는 주장이 있다. 또한 가나자와시의 모리모토·도가시 단층대, 가호쿠시에서 나나오시에 이르는 오치가타 단층대 등 주변의 활단층에서도 지진이 발생하기 쉽다는 주장이 있다. 도다는 본진 이후 가나자와시를 포함한 본진의 진원에서 반경 100 km 내에서 지진 활동이 활발해지고 있으며, 최대진도7을 관측하는 지진이 발생할 가능성도 있다고 주장했다. 이런 지역에서는 정적 쿨룽 인력이 0.1 bar 이상 강해지고 있지만 도야마만 내에서는 정적 쿨룽 인력이 약해지는 영역도 확인되어 활발한 지진 활동과 모순되는 결과를 보였다. 다만 노토반도 동남쪽에 있는 활단층은 얕은 부분만 존재하는 구조이기 때문에 규모 M7급 지진을 일으킬 가능성은 적다고 알려졌다. 하지만 가나자와 대학의 히라마쓰 요시히로 교수는 이번 지진 이전 2020년 군발지진과 이후 계속된 지각 변동이 수그러드는 것을 근거로 1월 1일 지진은 마지막으로 크게 일어난 지진이며 앞으로 노토반도에서 군발지진 활동은 끝날 가능성이 높다고 주장했다.
1월 말까지 진도1 이상을 관측한 지진은 총 1,558회 발생했다. 본진이 발생한 1월 1일부터 진도4 이상의 흔들림을 관측한 지진은 1월 7일까지 7일 연속으로, 진도3 이상의 흔들림을 관측한 지진은 1월 14일까지 14일 연속, 진도2 이상의 흔들림을 관측한 지진은 1월 27일까지 27일간 연속으로 발생했다. 2월 23일이 본진 발생 이후 처음으로 진도1 이상의 여진이 한 번도 발생하지 않은 첫 날이다. 2월에 진도1 이상의 진도를 관측한 지진은 총 144회이며 같은 달에 발생한 최대 지진 규모는 Mj5.2에 그쳤다. 또한 2024년 1월에는 긴급지진속보(경보)가 발표된 지진이 20차례 발생했으나 진원지는 모두 이시카와현 노토 지방, 노토반도 해역, 사도 부근 3곳 중 하나였다. 또한 2024년 1월에 긴급지진속보(예보)를 발표한 지진은 본진을 포함해 총 376차례 발생했으며 이는 2023년 12월의 62회에서 크게 증가한 수치이다. 2024년 1월 첫 일주일 간 노토반도 이외 일본의 다른 지역에서 지진 활동은 저조했으며 전 세계적으로도 일본 표준시 기준 1월 1일 0시부터 7일 10시까지 M6.0 이상 지진이 노토반도 인근 외에는 발생하지 않아 이 시기엔 전 세계적으로도 노토반도가 가장 지진활동이 활발했다고 말할 수 있다.
본진 발생 후 1월 1일부터 1월 21일까지 3주간 일별, 최대진도별 최대진도1 이상의 여진 발생 횟수는 아래와 같다.
또한 최대진도 1 미만의 지진을 포함해 일본 기상청의 진원 목록에 기재된 모든 지진의 규모 및 진원지명별 발생 횟수는 다음과 같다. 지진 발생 횟수는 이전에 비해 노토반도와 그 서쪽 해역에서는 약 100배, 도야마현에서 수십 배, 가나자와시와 도야마시에서 약 10배, 사도섬에서 수 배로 진원에서 다소 떨어진 지역에서도 지진 활동이 활발하게 일어났다.
각 현의 지진 발생 횟수.
일본 기상청은 위의 통계 외에도 이시카와현 노토 지방, 이시카와현 가가 지방, 니가타현, 도야마현, 후쿠이현의 각 현 및 지역에 대해서 진도1 이상의 지진을 관측한 횟수를 홈페이지를 통해 공개하고 있다. 기상청장 모리 다카시는 2월 21일 기자회견에서 이렇게 지역별 지진 발생 횟수를 공개하는 이유가 호쿠리쿠 지방 전역에서 대지진이 계속 발생하고 있다는 오해를 불식시키고 이런 소문으로 인한 피해(풍문피해)를 줄이기 위해서라고 밝혔다.
2024년 1월 이시카와현에서 진도1 이상을 관측한 지진 1,547회 중 1월 16일 가가 지방에서 발생한 지진 1회를 제외한 나머지 1,546회는 본진의 진원역 내에서 발생했다. 같은 달에 각 현에서 진도1 이상의 지진을 관측한 횟수로는 도야마현에서 182회 중 180차례, 니가타현 143회 중 136차례, 기후현 88회 중 82차례, 나가노현에서 53회 중 47차례, 시가현에서 17회 중 16차례, 시즈오카현에서 10차례 중 9차례, 교토부에서 10회 중 8차례, 효고현에서 9차례 모두, 야마가타현에서 12차례 모두, 아이치현에서 9차례 모두, 돗토리현에서 6차례 모두 본진 진원역에서 발생한 지진이며 시마네현, 야마구치현, 사가현 등에서는 이번 지진의 본진이 2024년 1월 발생한 지진 중 현 내에서 진도1 이상을 관측한 유일한 지진으로 기록되며 일본에 광범위한 영향을 미치고 있다.
다음 달인 2월에도 이시카와현에서 진도1 이상을 관측한 146회 중 144회, 후쿠이현에서 7회 중 5회, 니가타현에서 9회 중 7회가 이번 노토반도 지진의 진원역에서 발생하는 등 그 영향이 계속 이어지고 있다.
일본 기상청은 지진 발생 후 차후 지진 발생 확률을 발표했는데 1월 8일 0시 기준 3일 이내에 최대진도 5강 정도의 지진이 발생할 확률은 지진 발생 직후에 비해 1/2 정도로 감소했지만 평상시에 비해서는 100배가 넘었다. 1월 15일 0시 기준에서는 이 확률이 지진 발생 직후에 비해 1/5 정도로 감소했지만 평상시와 비교하면 여전히 100배 이상이었으며 1월 22일 0시 시점에서는 각각 1/8, 100배 정도로 줄어들었다. 1월 29일 0시 기준으로는 각각 1/10, 60배 정도로 줄어들었으며 3일 이내에 최대진도 5약 정도의 지진이 발생할 확률은 지진 발생 직후에 비해서는 1/6정도, 평소에 비해서는 50배 정도라고 발표했다. 2월 5일 0시 기준으로는 3일 이내에 최대진도 5약 정도의 지진이 발생할 확률은 지진 발생 직후에 비해 1/7 정도, 평상시에 비해 40배 정도라고 발표했다. 2월 9일 0시, 2월 16일 0시 시점에서는 각각 1/8, 40배 정도이며 2월 22일 0시 시점엔 각각 1/10, 30배 정도라고 발표했다. 2월 29일 0시 기준으로는 2월 22일 기준과 3일 이내 최대진도 5약 정도의 지진이 발생할 확률은 비슷했지만 기상청이 지진 발생 확률을 종료하는 기준으로 판단하는 1달에 1번 정도의 발생 빈도에 해당하는 확률 아래로 내려갔다고 발표했다. 또한 기존에 써져 있던 "지진 발생 가능성은 여전히 높은 상태", "향후 7일 정도 최대진도 5약 이상의 지진에 주의"라는 표현도 빠졌다. 하지만 지진 활동 자체는 본진 이전보다 여전히 활발한 상태라고 표현하고 있다.
이 다음주부터 일본 기상청에서 지진 발생 확률에 대한 정보는 발표하지 않고 있으며, 3월 11일 지진조사위원회의 발표에 따르면 같은 날 0시부터 3일 이내에 최대진도 5약 정도의 지진이 발생할 확률은 지진 발생 직후와 비교하면 1/15 정도, 평상시와 비교하면 20배 정도라고 계산해 계속해서 한 달에 한번 꼴로 발생하는 빈도 아래라고 조사했다.
국토지리원의 조사.
범지구 위성 항법 시스템(GNSS)을 통한 관측에 따르면 이번 지진으로 와지마 관측점에서 서남서 방향으로 1.2 m 변동, 상하 방향으로 1.1 m 융기(모두 잠정치, 기준점은 시마네현 하마다시 미스미정)가 확인되는 등 큰 지각변동이 일어났다. 수평 방향의 지각변동은 대체로 서쪽 성분이 강했지만, 스즈시 북부에서는 북쪽 성분이 강했다. 또한 ALOS-2 인공위성의 관측 데이터 분석에 따르면 와지마시 서부에서 최대 약 4 m의 융기와 약 2 m의 서쪽 방향 변동이, 스즈시 북부에서 최대 약 2 m의 융기와 약 3 m의 서쪽 방향 변동(모두 잠정치)이 관측되었다. 약 4 m의 융기는 1923년 간토 대지진(간토대진재를 일으킴)과 2016년 구마모토 지진에서 발생한 약 2 m의 상하 움직임보다도 크다. 근대적인 지진 관측을 시작한 이후 발생한 수직 변위중 이보다 더 큰 사례로는 1891년 10월 28일 노비지진 당시 단층의 이동으로 발생한 최대 6 m 높이의 수직 변동이 있으며 이후 일본 각지에 지진계가 설치되어 지진학적 정보 수집이 용이해진 20세기 이후 최대 규모의 수직 변위이다. 도다 교수는 일본 열도에서 이런 융기가 발생하는 일은 수백 년에 한 번 꼴로 발생하는 빈도이며 일본 국내에서 이번 지진과 비슷하거나 더 큰 융기가 발생한 경우는 단층 자체가 이동해 발생한 수직 변위를 제외하면 1703년 겐로쿠 지진 당시 보소반도에서 발생한 약 6 m의 융기 정도라고 말했다. 이런 대규모 지각변동은 지진단층 이동량 분포 모델 분석 결과 진원 동북쪽에서 최대 10 m에 달하는 단층 이동이 발생했기 때문이라고 추정된다.
일본 국토지리원은 1월 5일부터 큰 지각변동으로 지리 좌표계와 표고가 크게 변화한 군마현, 니가타현, 도야마현, 이시카와현, 나가노현의 전자기준점 60개소, 삼각점 4,349개소, 수준점 157개소의 측량 결과 공개를 중단했다. 이후 2월 들어 점차 지진 이후 새로운 측량 결과를 발표하기 시작했으며 2월 29일 기준 이시카와현 내 헤구라섬, 도기, 노토섬 등 11곳을 제외한 모든 기준점의 새로운 측량 결과를 발표했다. 헤구라섬은 동남쪽으로 0.3 m 정도 변동이 일어났으며 간토 지방과 주부 지방의 광범위한 지역에서 북쪽에서 서북쪽 방향 변동이 관측되었다. 이후의 여효변동에서는 1월 2일의 측정 결과와 2월 22일에서 24일까지 측정한 결과를 비교하면 수평방향으로 서쪽에서 서북쪽 방향으로 노토에서 2.6 cm, 스즈와 뉴젠에서 2.1 cm, 아나미즈에서 2.0 cm, 이토이가와에서 1.9 cm, 와지마에서 1.8 cm의 변동이 있었으며 수직방향으로 와지마 4.0 cm, 스즈 뉴젠에서 3.7 cm, 아나미즈에서 2.1 cm의 지반 침하와 이토이가와에서 1.4 cm, 도기에서 0.1 cm의 융기가 관측되었다. 이 패턴은 노토반도 북부의 침강과 진원역 서남부 일부의 동남쪽 방향 수평 변위를 제외하고는 본진으로 발생한 변동과 거의 같다. 이렇게 여효변동이 발생한 이유는 여효 단층 미끄러짐 분포 모델과 점성한화 모델 중 어느 방향으로 계산해도 실제 발생한 현상을 설명할 수 있다는 결과를 얻었다. 국토지리원 지리지각활동총괄연구관인 야라이 히로시는 3월 8일 기자회견에서 침강이 발생한 곳도 그 크기는 지진으로 발생한 융기와 비교했을 때 훨씬 작으며 향후 침강이 점차 줄어들 것으로 예측되므로 침강 현상이 항만 복구 작업 등에 영향을 줄 가능성은 낮다고 전망했다.
노토반도 서해안에서 큰 융기가 발생한 이유로는 헤구라에서 지진의 횡방향 운동에 따라 단층이 굴곡진 부분에 강한 힘이 작용했기 때문으로 보이며 해상단구를 통해 남아 있는 과거의 융기도 이번 지진과 유사하기 때문에 동일한 활단층이 여러번 움직였을 가능성이 높다고 말했다. 이 지각변동 자체는 3천년에서 4천년 분의 융기에 해당하는 크기이다. 또한 이러한 지형의 상하 변동이 지진에 따른 해수면 변동에 따라 발생했을 가능성은 본진 다음날까지 조위가 천문학을 통해 계산한 평소의 조위에서 상하 10 cm 내 오차 수준으로 돌아갔기 때문에 배제되었다.
도쿄 대학 지진연구소의 조사.
1월 2일 도쿄 대학 지진 연구소가 실시한 현지 조사에서도 와지마시 서해안에서 매우 큰 융기 현상이 관측되었다. 이기스 어항에서 4.1 m, 가이소 어항에서 약 3.9 m의 융기가 발견되는 등 가이소 어항 기준 남북으로 4 km 범위에서 3 m 이상의 융기를 확인했으며 가이소 어항 동쪽의 모래 해안에서는 해안선이 약 250 m 바다 쪽으로 이동했다. 또한 같은 조사에서 시카정 아카사키 어항에서 약 0.25 m의 융기량이 관측되었다(속보치). 지진 발생 당시 낚시를 하고 있던 현지 주민의 증언에 따르면 이 융기는 지진과 동시에 발생했으며 융기가 심한 항구에는 쓰나미가 올라오지 않을 정도였다. 와지마시 류가사키 주변의 가모가우라 바다웅덩이도 모두 육지로 변했다.
1월 27일 도쿄 대학 지진 연구소가 실시한 조사에서 스즈시 와카야마정의 와카야마강 유역에서 동서 2 km, 높이 2 m에 이르는 절벽이 확인되어 지진을 일으킨 단층이 지표에 나타났다고 추정했다. 하지만 도다 교수는 지상에 나타난 단층으로 추정되는 절벽은 사실 표층 지반이 지표면을 밀어올러 융기된 것으로 실제로는 단층이 아니라고 주장한다.
일본지리학회의 조사.
일본지리학회가 국토지리원 및 액셀스페이스의 항공사진과 위성사진을 바탕으로 노토반도 해안 전체의 총연장 약 300 km 해안선을 대상으로 조사한 결과 1월 8일 기준 이시카와현 시카정에서 스즈시에 이르는 노토반도 북부 해안선 총 90 km 구간에서 해안선이 바다 쪽으로 향해 전진한 것이 확인되었다. 조사 범위 내 육지화된 바다의 면적은 약 4.4 km2이며 최대 전진한 길이는 와지마시 몬젠마치쿠로시마마치 부근의 240 m이다. 또한 융기가 발생한 장소의 남쪽 끝은 동해안에서는 스즈시 노로시마치의 로코사키에서 남쪽으로 약 5 km 지점, 서해안에서는 와지마시 몬젠정 후카미에 있는 사루야마곶에서 남쪽으로 약 22 km 떨어진 지점으로 서해안쪽이 더 남쪽까지 융기했고 해안단구 분석으로 추정할 수 있는 약 13만년 전의 마지막 간빙기와 약 1만년 전의 후빙기 지각변동과도 일치하다. 한편 아나미즈정에서는 지진 후 침하가 발생했을 가능성이 있는 지점도 발견되었다. 노토섬에서도 약 30 cm의 지반 침하가 발생했으며 아나미즈정 중심부는 2.6 cm, 노토정 우시쓰정 지구에서는 0.7 cm만 융기했다. 단층이 어긋난 양에 차이가 있었기 때문에 와지마시 중심부에서도 융기한 총 양이 적었으며 이번 지진으로 발생한 융기는 "서북쪽이 높고 동남쪽이 낮다"는 경향이 뚜렷하게 나타났다. 도다 교수는 이번과 같은 "서북고, 동남저"의 융기가 반복되어 서북쪽에 고지가 많고 동남쪽에 저지대가 많은 현재의 노토반도 지형이 형성되었다고 주장했다.
산케이 신문사의 분석에 따르면 와지마시에서 가장 작은 지구인 구로시마정의 면적은 지진 이전 0.88 km2에서 지진 이후 1.14 km2로 약 30%, 도쿄돔 5.5개분의 면적이 증가했다. 또한 지진으로 늘어난 토지는 일본 민법 제239조2의 "소유자가 없는 부동산은 국고에 귀속된다"는 규정에 따라 국유재산으로 귀속되었다. 한편 2023년 10월 1일 기준 국토지리원의 전국 도도부현 시구정촌별 면적 조사에 따르면 이시카와현의 면적은 4186.20 km2, 후쿠이현의 면적은 4190.54 km2로 그 차이는 4.34 km2인데 이번 지진에 따라 이시카와현의 면적이 4.4 km2 증가했다는 조사 결과를 받아들이면 이시카와현의 면적이 후쿠이현의 면적을 아주 조금 넘게 된다. 하지만 해안선은 침식을 받아 지진 이전으로 돌아가러는 힘이 작용하고 전국 도도부현 시구정촌별 면적 조사는 만조시 면적을 기준으로 하므로 단순 비교는 불가능하며 일본 지형도 등의 업데이트도 지각변동의 안정화 여부를 파악한 후 작업을 진행한다. 실제로 지진으로 융기된 부분 중에는 맨틀과 같이 지하 깊은 곳의 유동으로 5 cm 정도 지반이 침강한 부분도 확인되나 전체가 확인된 것은 아니므로 지진 전 상태로 바로 돌아가기는 어렵다고 정부가 파악하고 있다.
도호쿠 대학 재해과학국제연구소의 조사.
도호쿠 대학 재해과학국제연구소에서는 다이치 2호의 위성 데이터를 사용해 합성개구레이더(SAR)의 간섭을 이용한 조사를 진행했다. 간섭 분석에서는 지각변동이 매우 크거나 산사태나 액상화현상으로 지반이 변하고 있거나 눈이 쌓여 있는 지역에서는 전파 간섭이 잘 일어나지 않아 지각변동 분석이 불가능하지만 간섭 해석이 가능한 범위 내에서는 대체로 국토지리원의 발표 결과와 같았으며 노토반도 서북부를 중심으로 소규모 단층이 지표로 노출되었다고 추정된 곳도 확인되었다.
하쿠호마루의 조사.
해양연구개발기구(JAMSTEC)는 학술연구선 하쿠호마루를 이용해 대학 등 연구기관과 연계하여 1월 16일부터 1월 26일까지, 2월 19일부터 3월 1일까지, 3월 4일부터 3월 16일까지 총 3차례에 걸쳐 관측 장비를 설치하는 등 지진을 유발한 단층과 흔들림, 쓰나미 매커니즘 연구에 도움을 주기 위해 이번 지진의 진원역 인근에서 조사 항해를 시작했다. 그 결과 3월 11일 아침 와지마시 서북부 9 km 해역 수심 85 m 지점에서 지진에 따라 움직인 단층으로 추정되는 해저 절벽 2곳이 발견되었으며 지금까지 조사에서 노토반도 동북부 해역에서 폭 1.2 km 정도의 단층대(여러 개의 단층이 한 데 모인 대)도 발견되었다. 주오 대학의 아리카와 다로 교수는 노토반도 북부에서도 해저 산사태가 발생해 쓰나미를 일으켰을 가능성이 있다고 주장했다. 또한 해저 조사 결과 지진을 일으킨 단층 바로 위에 겹쳐 있는 사루야마 해역 단층분절, 스즈 해역 단층분절에서도 각각 4 m 정도, 3 m 정도의 융기가 확인되었다. 조사에 참여한 도쿄 대학 대기해양연구소의 박진오 교수는 얻은 데이터의 양이 매우 많은 수준이며 겨울철에 동해 조사를 통해 이 정도 정보를 얻은 것은 놀라운 일이라고 말했다.
온천에 미친 영향.
돗토리 대학의 연구에 따르면 이번 노토반도 지진으로 돗토리현 내에서도 지반의 균열이 확대되어 지하 깊은 곳의 열수가 유입돼 돗토리현 이와미정의 이와이온천에서 지진 직후 수온이 0.56 °C 상승해 2000년 관측을 시작한 이래 도호쿠 지방 태평양 해역 지진과 구마모토 지진에 이어 세번째로 큰 상승폭을 기록했다고 밝혔다. 또한 돗토리시의 돗토리온천도 수위가 30 cm 정도 상승했다.
이번 지진은 내륙에서 발생한 지진이었지만 1927년 기타탄고 지진처럼 진원역이 바다쪽까지 넓게 퍼져 있어 쓰나미가 발생했다.
쓰나미 관련 정보.
일본 기상청은 지진 발생 직후인 16시 12분 니가타현 주조기에쓰, 사도가섬, 도야마현, 이시카와현 노토, 이시카와현 가가의 각 쓰나미 예보구에 쓰나미경보를 발표했고, 홋카이도 일본해 연안 남부, 아오모리현 일본해 연안, 아키타현, 야마가타현, 후쿠이현, 교토부, 효고현 북부, 돗토리현, 시마네현 이즈모·이시미, 오키 제도, 야마구치현 일본해 연안이라는 이름의 각 쓰나미 예보구에 쓰나미주의보를 발표했으며 홋카이도 태평양 연안 중부, 홋카이도 태평양 연안 서부, 홋카이도 일본해 연안 북부, 오호츠크해 연안, 아오모리현 태평양 연안, 무쓰만, 후쿠오카현 일본해 연안, 사가현 북부, 나가사키현 서부, 이키·쓰시마라는 이름의 각 쓰나미 예보구에 쓰나미예보(약간의 해수면 변동)을 각각 발표했다. 이후 16시 22분에는 이시카와현 노토에 발표했던 쓰나미경보를 대쓰나미경보로 격상했고 야마가타현, 후쿠이현, 효고현 북부에 발표했던 쓰나미주의보를 쓰나미경보로 격상했으며 홋카이도 태평양 연안 서부, 홋카이도 일본해 연안 북부, 후쿠오카현 일본해 연안, 사가현 북부, 이키·쓰시마에 발표되었던 쓰나미예보(약간의 해수면 변동)이 쓰나미주의보로 격상되었다. 대쓰나미경보 발표는 2011년 3월 11일 일어난 도호쿠 지방 태평양 해역 지진(동일본대진재를 일으킨 초거대지진) 이후 처음이며, 1953년 보소 해역 지진 당시 처음으로 대쓰나미경보가 발표된 이래 6번째 발표이다. 또한 대쓰나미경보가 기상업무법에 따라 특별경보로 지정된 2013년 8월 30일 이후 처음으로 발표된 사례이며, 동해 쪽에 대쓰나미경보가 발표된 사례로는 1983년 동해 중부 지진, 1993년 홋카이도 서남부 해역 지진에 이어 3번째이다.
이후 20시 30분에는 이시카와현 노토에 발표되었던 대쓰나미경보가 쓰나미경보로 하향되었다. 다음 날인 2일 1시 15분에는 모든 쓰나미경보가 쓰나미주의보로 하향되었다. 2일 2시 30분에는 후쿠오카현 일본해 연안과 사가현 북부에 발표되었던 쓰나미주의보가 해제되었고 쓰나미예보(약간의 해수면 변동)으로 전환되었다. 2일 7시 30분에는 야마구치현 일본해 연안과 시마네현 오키 제도에 발표되었던 쓰나미주의보가 해제되었고 쓰나미예보(약간의 해수면 변동)으로 전환되었다. 2일 10시 정각에는 그 전까지 발표되었던 모든 쓰나미주의보가 해제되었고 쓰나미예보(약간의 해수면 변동)으로 전환되었다. 단 쓰나미주의보 해제 후 하루 정도는 바다로 들어가는 작업 등을 할 때 충분한 주의를 해 달라고 권고했다.