stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
도호쿠 지방 태평양 해역 지진
지진 예측 및 전조 현상 > 전진 활동

주요 전진 기록에 대해서는도호쿠 지방 태평양 해역 지진의 전진, 본진, 여진 목록  문서를 참고하십시오.
전진 활동의 원리에 대해서는도호쿠 지방 태평양 해역 지진과 쓰나미의 발생 구조 § 전진 활동으로 보이는 지진  문서를 참고하십시오.
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 Mw7.3의 산리쿠 해역 지진이 일어났다. 전진으로 미야기현 구리하라시, 도메시, 미사토정에서 최대진도 5약의 진동을 관측하였으며 아오모리현-후쿠시마현을 잇는 지역 태평양 연안에 쓰나미 주의보가 발표되어 오후나토시에서 최대 높이 55cm의 지진해일이 닥쳤다. 다음날인 3월 10일 오전 6시 23분에는 그 근처에서 당시에는 최대 여진이라고 생각하던 규모 M6.8, 최대 진도 4의 지진이 일어났다. 3월 11일 본진이 오기 전 당일에도 진도 1 이상의 여진이 계속 관측되었다. 본진 이후 일본 기상청은 3월 9일-11일의 지진 활동이 "전진 활동"이었을 가능성이 있다고 발표했다. 또한, 2011년 2월 13일서부터 3월 9일 전진 진원지와 거의 같은 곳에서 최대규모 M5.5의, 규모 M5대 지진이 산발적으로 계속 일어났던 것으로 밝혀졌다.
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. 한편 본진 10년 전인 2004년경부터 본진의 단층파괴 시작점 서쪽에서 느린 지진이 일어나고 있었고, 이 "장기간의 느린 지진이 2011년의 본진 발생을 앞당겼다"는 연구도 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.
지진 예측 및 전조 현상 > 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. 이를 지표면에 대입하면 지진 발생 20분 전부터는 진원지를 확실하게 알 수 있었고, 1994년 쿠릴 열도 지진과 2010년 칠레 지진에서도 이와 비슷한 현상이 있었음이 드러라면서 "거대지진이 일어나기 직전 발생을 예측할 수 있는 방법"으로 연구가 되고 있다. 또한 일본 전기통신대학 명예교수 하야카와 마사시(早川正士)는 미국 워싱턴주에서 짐 크릭의 250kW로 송출하는 24.8kHz 초장파 방송 신호를 도쿄도 조후시에서 야간 관측을 계속한 결과, 지진 발생 약 5일 전인 3월 5일과 6일 사이 전리층의 크기가 급격하게 작아지는 이상이 있었다는 연구 결과를 내보냈다.
지진 예측 및 전조 현상 > 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. 또한 해구 부근에서는 미끄러진 거리가 50m를 넘었는데, 마쓰자와 박사는 판 사이에서 움직이는 속도가 연간 8cm인 것을 생각하면 대략 600년분의 미끄러짐 손실량이 한번의 지진으로 방출한 것이라고 주장하고 있다.
여진 및 유발지진 활동

주요 여진 및 유발지진 기록에 대해서는도호쿠 지방 태평양 해역 지진의 전진, 본진, 여진 목록  문서를 참고하십시오.
여진 및 유발지진 활동의 구조에 대해서는도호쿠 지방 태평양 해역 지진과 쓰나미의 발생 구조 § 여진 및 유발지진  문서를 참고하십시오.
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. 이 여진 중 본진 30분 후인 15시 15분 이바리키현 앞바다에서 발생한 M7.6의 강진은 이바라키현 호코타시에서 진도 6강을 관측하는 등 강력한 지진이었다. 본진 이후 도호쿠 대학 지진 및 화산분화 예측 연구관측센터가 설치했던 지진계의 30%가 파괴되거나, 통신이 불가능해지는 등으로 여진 관측 데이터를 받을 수 없는 사태까지 이르렀고 일본 기상청이 보도하는 긴급지진속보에도 제대로 반영이 되지 않는 등 영향을 주었다.
이후 일어난 여진들은 이와테현 앞바다에서 이바라키현 앞바다까지 가로 약 200km, 세로 약 500km를 하는 진원역에 일어났다. 규모 M5 이상의 여진은 3월 한 달간 466번 일어났다. 2016년 3월 9일까지 규모 M5 이상의 여진이 869회, M6 이상이 118회, M7 이상이 9회, 최대 진도 4 이상의 지진이 360회, 최대 진도 1 이상의 지진이 12,080회 일어났다. 규모 M5 이상 여진 횟수는 이전까지 일본 관측 사상 최다였던 1994년 홋카이도 동쪽 해역 지진의 4-5배였으며, 기록적인 속도로 여진 횟수가 늘어났다. 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. 본진 1년 후에도 활발한 지진 활동이 이어져, 2012년 3월 14일에는 지바현 동쪽 앞바다에 규모 M6.1, 최대 진도 5강의 여진이 일어나 1명이 사망했다. 2012년 12월 7일에는 산리쿠 앞바다에 규모 M7.3, 최대 진도 5약의 여진이 일어나 최대 98cm의 지진해일이 일어나고 1명이 사망했다. 2016년 11월 22일에는 후쿠시마현 앞바다에 규모 M7.4, 최대 진도 5 미만의 여진이 일어나 최대 높이 1.4m의 지진 해일이 일어났다. 그 밖에도 2011년 7월 10일, 2013년 10월 26일,, 2014년 7월 12일에 규모 M7 이상의 여진이 일어났다.
이 부분의 본문은 도호쿠 지방 태평양 해역 지진의 전진, 본진, 여진 목록 § 여진 발생 확률입니다.
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. 그 후 4월 28일에는 확률이 크게 낮아지면서 여진 발생 확률을 더 이상 발표하지 않기로 하였고, "가끔 매우 드물게 강한 여진이 발생할 수 있다"고만 발표하게 되었다. 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. 또한 2011년 11월 18일 기상청의 지진예지연락회에서 11월 15일부터 12월 24일까지 1개월간 본진의 진원역이나 그 주변 지역에서 규모 M7 이상의 여진이 일어날 확률이 15%라고 발표했다. 이 결과는 규모 M5 이상의 여진 발생 경향을 통해 나왔다. 또한, 여진 발생은 점차 감소하는 추세이나 3월 11일 이전 확률의 7배이며, 큰 여진이 일어날 가능성이 있다고 말했다. 2016년 3월 일본 정부의 지진조사위원회의 혼쿠라 요시모리 위원장은 "(본진이 일어난지 5년이 지난) 지금도 규모 M8을 넘는 여진이 일어나도 이상하지 않다"고 말했다.
여진 및 유발지진 활동 > 여진 활동 > 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 지진(내륙 직하형 지진, 대륙판 내 지진)이 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.
여진 및 유발지진 활동 > 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. 여러 전문가들은 이번 동일본대지진이 도호쿠 지방을 중심으로 지각 변동이나 응력 변화를 일으켜 다른 곳에도 지진을 일으켰을 가능성이 있다고 밝히고 있다.
여진 및 유발지진 활동 > 유발지진 > 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 지진이 일어나기 쉬운 곳에서 유발지진이 많이 일어난 것으로 보이며, 이러한 유발지진은 '동적 유발지진'으로 보인다고 추정했다. 동적 유발지진이 퍼저나가면서 일어난 과정을 실제로 본 것은 이 동일본대지진이 처음이었다.
여진 및 유발지진 활동 > 유발지진 > 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. 일본 기상청 정밀관측실에서는 2011년 6월 30일 나가노현 중부에 일어난 지진(M5.4, 최대 진도 5강)가 일어난 진원지 주변 부근이 동일본대지진 본진이 지나간 이후부터 진도 1 이상의 유감지진이 증가하고 있었다며, 본진으로 일어난 지각변동이  영향을 주어 지진을 일으켰을 가능성이 있다고 발표했다. 진원지 근처에 있는 고푸쿠지 단층(牛伏寺断層)은 본진 이후 지진 발생 확률이 올랐다고 추측하고 있으나, "진원지를 볼 때 이 단층과는 다른 단층이 영향을 받을 수도 있다"라고 추측하고도 있다. 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. 이런 지진들은 특별한 지진은 아니며, 과거에도 해구형 지진이 일어난 후 여진역 주변과 진원역에서 멀리 떨어진 곳에서 지각이 자극을 받아 수 년간 유발지진이 일어나는 경우가 있다.
여진 및 유발지진 활동 > 유발지진 > 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 4월 16일(M5.9)과 7월 15일(M5.4)의 지진은 필리핀해판 아래에 가라앉은 태평양판과의 판 경계에서 일어났으며 진원지인 판 경계가 서로 달랐다. 모두 진원지는 내륙 쪽이였으나, 이 여진들은 전부 판 경계에서 일어난 해구형 지진으로 분류되었다.
이 외에도 본진의 단층 미파괴 영역였던 남북으로 긴 일본 해구 지역과, 지진역 남쪽에 있는 보소 해역, 지바현 동쪽 해역과, 지진역 북쪽에 있는 산리쿠 해역 북부, 1994년 산리쿠 먼바다 지진의 진원지였던 곳에서도 유발지진이 일어날 가능성이 있다. 또한, 일본 해구 북쪽에 있는 쿠릴-캄차카 해구에 끼인 도카치 앞바다, 네무로 반도 앞바다, 북아메리카 판과 접하고 있는 또 다른 지역인 이토이가와-시즈오카 구조선, 동해 동연 변동대에서도 지진이 일어날 가능성이 있다.
일본 산업기술종합연구소의 이시카와 유조(石川有三) 초빙연구원은 간토 남쪽에 있는 필리핀해판과의 경계에서 지진 활동이 활발해지고 있다고 말했다. 2011년 9월 이후 미나미칸토 직하지진이 일어날 확률이 높아졌다는 신문 보도가 나오고 있으며, 조사 결과 간토 지방 아래에 있는 필리핀해판의 깊이가 기존에 예상했던 지점보다 더 얉은 곳에 있었다는 결과가 나오면서 2012년 3월에는 미나미칸토 직하지진에 대한 예측도 다시 검증을 시작하는 등 간토 지방에서도 유발지진이 일어날 수 있다는 우려가 나왔다.
2011년 4월 중에는 빠르면 2011년 4-5월 안에 도호쿠 지방 태평양 연안 지역에 다시 규모 M8급의 지진이 일어날 수 있다는 추측이 언론에서 보도된 바있다. 당시 도쿄 대학 방재연구소의 도다 신지(遠田晋次) 교수는 규모 M8급 유발지진이 일어날 경우 센다이시에 최소 10m의 지진해일이 닥칠 것이라고 추측했다. 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. 또한, 같은 규모의 2004년 남아시아 대지진처럼 몇년에 걸쳐 주변에 대지진이 일어날 가능성이 있다는 연구도 있다.
여진 및 유발지진 활동 > 유발지진 > 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. 이 활동으로 방출한 총 에너지량을 합치면 모멘트 규모 Mw6.5의 지진과 맞먹을 것으로 추측하고 있다.
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. 두번째로는 보통 판 사이의 접합력은 매우 크기 때문에 본진이 일어난 이후 판 사이가 바로 붙어버려 움직이지 않을 것이라는 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.
지각변동 > 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.
일본 국토지리원 추정에 따른 수직 방향의 최대 이동 지점은 미야기현 이시노마키시 아유카마하마(鮎川浜)의 전자기준점이 있는 "오시카 봉"(牡鹿)으로 1.14m 침강하였다.
일본 국토지리원 추정에 따른 수평 방향의 최대 이동 지점은 미야기현 오나가와정 에지마의 이등삼각점이 있는 에노섬 지역으로 남동쪽으로 5.85m 이동했다. 또한 이와테현 리쿠젠타카타시는 4.473m, 도쿄도 아다치구는 0.41m 이동했다. 이보다 더 멀리 떨어진 니가타현 무라카미시는 1.41m, 이시카와현 와지마시는 0.58m, 후쿠이현 가쓰야마시는 0.26m, 기후현 히다시는 0.33m 이동했다. 또한, 3월 12일 나가노현 북부 지진이 일어난 곳에서는 0.92m 정도 더 움직였다.
일본 국토지리원 추정에 따르면 일본 좌표계의 기준이 되는 원점인 도쿄도 미나토구 아자부다이(아자부마미아나초)에 있는 일본경위도원점이 동쪽으로 약 27.67cm 이동했다. 일본 국회 앞마당에 있는 일본수준원점은 24mm 침강하였다.
일본 우주항공연구개발기구의 육지 관측 기술 위성(ALOS) ‘다이치’ 레이다를 통하여 2010년 10월 28일의 지질과, 본진 4일 후인 2011년 3월 15일 촬영한 L대역 합성개구레이다 비교 연구에서도 일본 본토에 광범위한 지각 변동이 있었던 것이 확인되었다.
일본 우주항공연구개발기구에서는 지진 피해 지역의 지구 관측 위성 사진을 공개하고 있다. 또한 구글은 구글 어스와 구글 지도를 통해 일본 내 지진 피해 지역의 위성사진을 공개하고 있다.
일본 해상보안청이 발표한 해저기준점(해저에 설치한 전자기준점) 데이터를 분석한 결과, 본진 진원역 바로 위에 있는 "미야기현 앞바다 1" 점이 동남동쪽으로 약 24m 이동하고 최대 3m 융기했다. 그 외에도 "미야기현 앞바다 2" 점은 동쪽으로 15m 이동하고 60cm 침강하였으며 "후쿠시마현 앞바다" 점은 동쪽으로 약 5m 이동하였다. "미야기현 앞바다 1" 점은 본진만으로 약 20m 정도 이동한 것으로 보이며, 이 값을 통해 해상에서의 지각 변동 이동은 육지의 약 4배 이상인 것으로 확인되었다(본진 3주 전과 3월 28-29일의 GPS 관측 비교).
미야기현 앞바다의 태평양판 이동은 본진 전에는 연간 8.3cm 정도였으나, 2012년 9월 이후에는 연간 18cm로 증가했다.
일본 해양연구기구의 연구에 따르면 진원 인근의 해구 근처 지역이 남동-동남동쪽으로 50m, 위쪽으로 약 7-10m 정도 지각변동하였다고 발표했다.
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 561km2의 넓이 지역이다. 해안선이 수몰되면서 일부 지자체의 영역은 줄어들어 미래에 지도를 다시 그려야 한다는 주장도 나왔으나, 일본 국토지리원은 자연재해로 인한 영역 변경은 전례가 없는 일이라며, 피해 지역을 고려하여 당분간은 영역 갱신을 하지 않을 것이라고 발표했다. 일본 국토지리원은 2011년 4월 5일부터 10일까지 3개 현 13개 시정촌 28개 기준점, 삼각점, 전자기준점의 높이차를 분석하여 다음과 같은 침하 깊이를 발표하였다.
| 이와테현> 시정촌 | 이와테현> 지반 침하 깊이 | 미야기현> 시정촌 | 미야기현> 지반 침하 깊이 | 후쿠시마현> 시정촌 | 후쿠시마현> 지반 침하 깊이 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 미야코시 | 0.50m | 게센누마시 | 0.74m | 소마시 | 0.29m |
| 야마다정 | 0.53m | 미나미산리쿠정 | 0.69m |  |  |
| 오쓰치정 | 0.35m | 오시카 | 1.2m |  |  |
| 가마이시시 | 0.66m | 이시노마키시 | 0.78m |  |  |
| 오후나토시 | 0.73m | 히가시마쓰시마시 | 0.43m |  |  |
| 리쿠젠타카타시 | 0.84m | 이와누마시 | 0.47m |  |  |
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. 이 '여효변동'은 본진보다 깊은 판 경계 지역에서 일어난 미끄럼으로 일어난 것이라고 추측하고 있으나, 그 융기하는 크기는 침강한 깊이보다는 작다. 도호쿠 지방 태평양 연안은 10만년 규모의 지질 데이터에서는 평균 0.5cm 융기하였다고 추정하고 있으나, 100만년 규모 지질 데이터 분석 결과 침강하고 있음이 나오고 있으며, 이번의 거대지진으로 대규모로 침강하면서 여효변동의 융기가 이를 상쇄하기는 어렵다는 연구가 나오고 있다.
본진 4년 후인 2015년 2월 GPS를 통한 지질 조사 결과에서는 지반이 상당히 많이 융기한 것으로 밝혀졌다. 침강한 깊이 그 이상으로 융기한 곳도 있어서, 어업 종사자들은 높은 암벽 지형에 어려움을 겪고 있다. 높이 순 주요 지점의 융기 높이는 다음과 같다.
38cm - 미야기현 이시노마키시 요리소하마
36cm - 미야기현 오나가와정 오나가와하마
32cm - 미야기현 히가시마쓰시마시 야마토
29cm - 미야기현 미나미산리쿠정 시쓰카와
21cm - 미야기현 게센누마시 사사가진
19cm - 이와테현 오후나토시 아카사키정
지각변동 > 지구 자전의 영향

동일본대지진으로 지구의 자전축이 10cm에서 25cm정도 이동했다. 이 변화로 하루의 길이, 지구의 기울기가 약간 바뀌었고, 챈들러 요동이 일어났다. 지구 자전축이 바뀌면서 질량중심이 움직이며 지구의 관성 모멘트가 바뀌어 지구의 자전 속도가 빨라져, 하루의 길이(평균태양시)가 약 1.8µs(마이크로초) 짧아졌다.
지각변동 > 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. 또한, 노르웨이 송네 피오르 가운데에 있는 레이캉에르도 이같은 현상이 관측되었으며, 캐나다 뉴펀들랜드섬에서도 같은 시기 우물의 수위가 급격하게 변동하였다.
지각변동 > 화산 활동

도호쿠 지방, 간토 지방, 주부 지방, 이즈 제도를 중심으로 일본 각지의 화산 지형에서 화산성 지진이 일어나는 것이 관측되었으나 화산이 분화한다는 징조는 보이지 않고 점차 안정을 찾아갔다. 한편 지진 3일 후인 3월 14일 신모에 봉이 분화했으나, 동일본대지진과 연관이 있는지는 확인되지 않았다. 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.
지각변동 > 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, 도쿄만에 인접한 지바시, 후나바시시, 나라시노시, 도쿄도 고토구 신키바, 에도가와구, 미나토구, 주오구, 오타구, 가나가와현 요코하마시 가나자와구, 가와사키시 외에도 하천 주변을 개발한 저지대인 지바현 가토리시, 아비코시, 이바라키현 히타치나카시, 가미스시, 이타코시, 이나시키시, 사이타마현 구키시 남부, 미야기현 오사키시가 토지 액상화 피해를 입었다.
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 42km2로, 2011년 크라이스트처치 지진 당시 토지 액상화 피해 면적 34km2를 넘는 최악의 액상화 피해가 일어났다.
지진 해일 > 일본 국내 > 쓰나미 경보

지진이 일어난 후, 일본 기상청은 초기 추측한 규모 7.9라는 추정에 근거하여 흔들림이 계속되고 있는 가운데 14시 49분 이와테현, 미야기현, 후쿠시마현에 쓰나미경보(대쓰나미)를 내리고 기타 일본 전역의 태평양 연안 지역에는 쓰나미주의보를 내리며, 예측되는 해일 높이를 미야기현 6m, 이와테현과 후쿠시마현은 3m의 지진 해일이 닥칠 것이라고 예보했다. 하지만 실제로 닥친 지진 해일의 높이는 이를 한참 넘었다. 보통 지진이 일어난 지 15분 후면 나오는 모멘트 규모값도 이번 본진은 여러 문제로 인해 정확히 측정하지 못했고 그 결과 쓰나미 예보에도 큰 타격을 주었다. 또한 15시가 되면서 이와테현 곳곳의 해저 수압계는 5m의 쓰나미가 닥친다는 보고를 해주고 있었으나, 일본 기상청은 지침엔 해저수압계를 사용한다는 메뉴얼이 없어 이 정보를 그냥 무시하였다. 이후 수압계보다 더 육지 쪽에 설치된 GPS 파랑계와 연안의 조류발전소에서 예상을 훨씬 웃돋는 쓰나미를 관측하면서 15시 14분, 15시 30분 두 차례에 걸쳐 쓰나미경보, 쓰나미주의보 영역을 확장, 대치했다. 이와테현 가마이시시 앞바다의 GPS 파랑계는 15시 12분 6.7m의 쓰나미를 관측하고 있었고 메뉴얼에 따르면 해안엔 10m 이상 높이의 쓰나미가 닥칠 수 있는 값이였지만 15시 14분 경보 업데이트에서는 미야기현에서만 10m, 이와테현과 후쿠시마현에는 6m의 쓰나미만 닥칠 것이라고 예보했다. 15시 30분에는 이와테현에서 지바현 구주쿠리 해변, 미나미보소까지 영역에 10m의 쓰나미가 닥칠 것이라 예보하였으나, 이미 그 때에는 산리쿠 지역에 쓰나미가 덮친 이후였다.
3월 12일 오전 3시 20분에 태평양 연안 홋카이도부터 오가사와라 제도까지, 시코쿠와 아오모리현 동해 연안에 쓰나미경보(대쓰나미)가, 홋카이도 동해 연안 남부와 도쿄만 내항, 이세만, 세토 내해 일부, 규슈, 난세이 제도는 쓰나미경보가, 일본 동해 연안과 세토 내해 연안 일부엔 쓰나미주의보가 발령되는 등, 일본 연안 전 지역이 쓰나미주의보 이상의 쓰나미 경보가 발령되었다. 센다이시 미야기노구, 다이하쿠구, 와카바야시구, 아오모리현 태평양 연안 등 일본 전국 각지에 피난지시가 내려졌다. 일본 기상청은 본진 이틀이 지난 3월 13일 17시 58분이 되어서야 모든 쓰나미 경보, 주의보를 해제했다. 일본 기상청이 쓰나미경보(대쓰나미)를 발표한 사례는 대략 1년 만의 일(아오모리현, 이와테현, 미야기현에서는 1년, 홋카이도는 18년 만의 일)이었다.
지진 해일 > 일본 국내 > 쓰나미 관측

동일본대지진으로 일본 근대 관측 사상 최대의 지진해일이 일어나면서, 홋카이도에서 지바현에 걸친 전 지역에 해일이 덮쳤다. 특히 이와테현, 미야기현, 후쿠시마현 3개 현에서는 해안 마을이 전부 해일이 덮쳐 수몰되었고, 센다이평야와 같은 해안 평야 지역은 해안선에서 수km 안쪽 내륙 지역도 광범위하게 물에 잠겼다. 또한 하천 연안 지역도 거슬러온 해일에 덮쳐 강가 주변 내륙도 물에 잠겼다. 육지를 덮친 높은 해일은 제방과 방조제를 넘어들어와 지상의 건축물과 구조물을 부수면서 밀고들어왔다. 구조물을 부수며 생긴 파편과 자동차 등의 쓰레기 더미가 내륙으로 들어오고 다시 빠져나간 후 뒤이어 덮친 해일에 다시 내륙으로 들어오는 과정이 반복되며 해안 마을을 완전히 파괴하였다. 여기에 진원지와 꽤 거리가 있고 정 반대편에 있는 동해 연안, 세토카이 내해 연안, 일본만 연안에도 지진해일이 닥쳤다. 일본 국토지리원이 항공사진 등을 통해 분석한 결과 아오모리현, 이와테현, 미야기현, 후쿠시마현, 이바라키현, 지바현 6개 현 62개 시정촌 561km2 영역이 쓰나미 피해를 입어 물에 잠겼다.
지진 해일 > 일본 국내 > 쓰나미 관측 > 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. 하지만 일본 기상청은 이후 조사에서 가마이시항, 오후나토항, 이시노마키항, 소마항 4개 지점에서 관측한 해일은 지진으로 일어난 것인지 분간하기 어렵다는 결론을 내려 잠정치를 없애고 제1파 도달 시각도 "11일 오후 2시 경"에서 "불명"으로 발표했으며 앞으로 제1파 도달 시각을 정확하게 아는 것은 어렵다고 밝혔다. 미야코항은 오후 3시 1분 제1파인 1m 24cm의 해일을 관측했다.
험조소의 해일 측정을 통한 일본 각지의 쓰나미 높이는 이와테현 미야코시에서 8.5m 이상(15시 26분), 가마이시시에서 4.2m 이상(15시 21분), 오후나토시에서 8.0m(15시 18분) 이상, 미야기현 이시노마키시 아유카와에서 8.6m(15시 26분) 이상, 후쿠시마현 소마시에서 9.3m(15시 51분) 이상의 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. 이 중 소마항의 경우에는 먼바다로 밀러나간 파도 이후 다시 닥쳐 들어온 파도의 높이도 기록되어 있으나, 일본 기상청은 이 기록 이후 해일 높이 기록이 다른 험조소처럼 측정되지 않은 채 파괴되었고 이보다 더 높은 해일이 들어닥쳤을 가능성도 있어 "9.3m 이상"이라고 표현했다. 이 밖에도 아오모리현 하치노에에서 4.2m(16시 57분, 일시적으로 높이가 출렁인 곳이 있음)를, 이바라키현 오라이에서 4.0m(16시 52분)의 해일을 기록했다. 후쿠시마현 이와키시 오나하마에서는 3.3m(15시 39분)을 기록했다. 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)는 시뮬레이션을 통해 해일 때문에 토사가 깎여 쓰나미의 유속과 높이가 높아졌다고 주장하였다. 예를 들어 게센누마시의 높이 8m 해일이 토사의 영향으로 16m로 높아졌으며, 리쿠젠타카타시에서는 들어오는 해일의 속도가 1.5배로, 빠져나가는 해일의 속도가 2배가 되었다.
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.
지진 해일 > 일본 국내 > 쓰나미 관측 > 추측되는 쓰나미 높이

일본기상협회에서는 이와테현 미야코시에서 후쿠시마현 소마시까지 연안의 쓰나미 높이(해상의 해일 높이)가 약 8-9m라고 주장했다. 한편 해안과 가까운 육상의 침수 흔적의 높이를 통해 이와테현에서 미야기현 오시카반도까지 산리쿠 연안에서 10-15m의 쓰나미가, 센다이만 지역에서 8-9m의 쓰나미가 들이닥친 것으로 추정했다. 리쿠젠타카타시, 미나미산리쿠정, 미야코시에서는 건물 4, 5층까지도 침수한 곳이 있었다. 쓰나미의 소상 높이(경사면을 거슬러 올라간 높이)는 산리쿠 연안에서 최대 30m까지도 나왔다. 일본 전국쓰나미합동조사팀의 조사에 따르면, 쓰나미의 높이가 가장 높았던 곳은 이와테현 오후나토시의 료리만으로 최대 40.1m의 쓰나미가 덮친 것으로 추정했다. 이 높이는 메이지 산리쿠 해역 지진 당시 쓰나미의 최대 높이인 38.2m(오후나토시 아야사토구)를 뛰어넘는 높이로 야에야마 지진(당시 류큐 왕국)을 제외하면 일본에서 기록된 가장 높은 쓰나미이다. 또한, 도쿄 대학 지진연구소 쓰지 요시노부 교수는 미야기현 오나가와정의 가사가이섬의 쓰나미 높이가 43m에 달했을 것이라고 주장했다. 이 외에도 미야코시 다로 지구 고보리나이 어항 근처에서 37.9m, 이와테현 노다촌에서 37.8m, 미야기현 오나가와정에서 34.7m, 오후나토시 산리쿠정 아야사토에서 30.1m의 쓰나미가 덮쳤다. 2012년 2월 도쿄 대학 대학원 교수 사토 신지(佐藤愼司)와 후쿠시마현의 합동조사에 따르면 후쿠시마현 경계 지역인 도미오카정에 20.1m의 쓰나미가 덮친 것으로 추정했다.
지진 해일 > 일본 국내 > 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 기록(TM1, TM2)에서는 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. 이중 단파장 해일은 진원에서 약 150km 떨어진 북동쪽 일본 해구에서 일어난 해저 산사태로 일어났을 수도 있으며, 이 때문에 쓰나미가 거대해졌을 수도 있다. 또한, 일본 해양연구개발기구의 조사에 따르면 지진의 단층으로 추정되던 해구 주변의 지형 변형을 조사한 결과, 해저 산사태가 있었을 가능성이 높다고 발표했다.
지진 해일 > 일본 국외

도호쿠 지방 태평양 해역 지진의 피해 § 일본 국외  문서를 참고하십시오.
지진 발생 1시간 45분 후인 하와이 현지 시각 기준 3월 10일 21시 31분에 태평양 지진해일 경보 센터가 미국 하와이에 지진해일 경보를 발령했다. 이 외에도 태평양 지진해일 경보 센터는 러시아, 뉴질랜드, 남미의 칠레를 포함한 태평양 연안의 50개 국가, 지역에 지진해일 경보를 발령했다. 러시아에서는 쿠릴 열도 해안 거주민 11,000명을 대피시켰다. 일본의 정반대편에 있는 중남미 태평양 국가들은 높은 지진해일이 덮칠 우려가 있다며 시민들에게 주의를 당부했다. 연안 지역과 도서 지역엔 지진 해일을 우려하여 피난명령이 내려지기도 했다.
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. 캘리포니아와 오리건주에선 최대 2.4m의 지진해일을 관측했으며 일부 항구가 지진 해일의 피해로 파괴되었다. 특히 미국 오리건주의 커리군은 부르킹스 항구 파괴를 포함하여 700만 달러의 피해를 입었으며 커리군은 미국 연방재난관리청(FMEA)의 백만 달러 긴급 원조금을 받았다. 밴쿠버섬에도 최대 1m의 지진해일이 덮쳐 일부 배가 떠내려가는 피해를 입었으며 긴급 피난이 이뤄졌다.
필리핀에서는 동부 해안에서 최대 0.5m의 해일이 덮쳤다. 인도네시아에서도 일부 해안에 해일이 덮쳐 자야푸라에선 19명이 집을 잃어 난민이 되었다. 파푸아뉴기니 동세픽주의 주도인 웨와크에선 보람 병원의 환자 100여명이 대피하였으며 400만 달러의 피해를 입었다. 미드웨이 환초엔 1.5m 높이의 해일이 환초 해안가를 덮쳐 미드웨이 환초 국립자연보호구역의 바닷새 11만 마리가 폐사하였다. 통가, 뉴질랜드, 미국령 사모아 및 괌 등의 지역에선 낮은 높이의 해일이 지나가 큰 피해를 입지 않았다.
유럽 우주국의 엔비셋(Envisat) 인공위성이 촬영한 사진에서 남극 설즈버거 만에 있는 설즈버거 빙붕 인근 해상(남위 77도, 서경 148도)에 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.
(왼쪽) 쓰나미의 에너지 전달 추정 지도.
(가운데) 태평양 연안 각지의 쓰나미 도달 추정 계산 시각
(오른쪽) 쓰나미의 에너지 전파 시뮬레이션 영상
(데이터는 모두 미국 해양대기청(NOAA)의 자료
| 나라, 지역 | 피난명령 | 쓰나미경보 | 쓰나미 높이 | 사상자 | 출처 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 타이완 | 예 | 예 | 0.1 m | 0명 |  |
| 뉴질랜드 | 아니오 | 예 | 0.4 m | 0명 |  |
| 미국 괌 | 예 | 예 | 0.4 m | 0명 |  |
| 미국 북마리아나 제도 | 예 | 예 | 0.4 m | 0명 |  |
| 미국 하와이 (대부분의 지역) | 예 | 예 | 2.1 m | 0명 |  |
| 미국 미드웨이섬 | 아니오 | 아니오 | 1.5 m | 0명 |  |
| 미국 하와이 마우이섬 | 예 | 예 | 2.1 m | 0명 |  |
| 미국 알래스카주 셰미아섬 | 예 | 예 | 1.5 m | 0명 |  |
| 미국 알래스카주 알류샨 열도 | 예 | 예 | 1.5 m | 0명 |  |
| 미국 하와이섬 코나 구 | 예 | 예 | 3.7 m | 0명 |  |
| 미국 웨이크섬 | 예 | 예 | 1.8 m | 0명 |  |
| 미국 캘리포니아주 | 예 | 예 | 2 m | 1명 |  |
| 필리핀 (대부분 지역) | 예 | 예 | 1 m | 0명 |  |
| 팔라우 (일부 지역) | 예 | 예 | 0.11 m | 0명 |  |
| 투발루 나누메아 환초 | 예 | 예 | 0.0/작은 파도 2회 | 0명 |  |
| 인도네시아 말루쿠 제도 북술라웨시주 | 예 | 예 | 0.1 m | 0명 |  |
| 인도네시아 파푸아주 | 예 | 예 | 1.5 m | 1명 (실종자 5명) |  |
| 러시아 오호츠크해 연안 | 불명 | 불명 | 3.3 m | 0명 |  |
| 러시아 쿠릴 열도 | 예 | 예 | 3.3 m | 0명 |  |
| 멕시코 태평양 연안 | 불명 | 예 | 0.7 m | 0명 |  |
| 캐나다 브리티시컬럼비아주 | 예 | 예 | 0.5 m | 0명 |  |
| 프랑스령 폴리네시아 타히티섬 | 예 | 예 | 0.4 m | 0명 |  |
| 프랑스령 폴리네시아 마르키즈 제도 | 예 | 예 | 3.0 m | 0명 |  |
| 페루 칼라오 | 예 | 예 | 1.66 m | 0명 |  |
| 칠레 이스터섬 | 예 | 예 | 0.3 m | 0명 |  |
| 칠레 아리카 | 예 | 예 | 0.91 m | 0명 |  |
지진 해일 > 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.