東北地方太平洋沖地震
{地震
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|image name =地震後に発生した津波によって浸水した宮城県仙台市宮城野区沿岸(2011年3月12日)。津波火災も発生した。
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東北地方太平洋沖地震(とうほくちほうたいへいようおきじしん、The 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake)は、2011年3月11日(金)14時46分18.1秒に日本の三陸沖の太平洋を震源として発生した超巨大地震である。気象庁による正式名称は「平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震」。
地震の規模はMw9.0(気象庁)で、国内の観測史上最大規模だった。また宮城県栗原市で最大震度7が観測された。震度7が記録されたのは、1995年の兵庫県南部地震(阪神・淡路大震災)・2004年の新潟県中越地震以来、観測史上3回目である。
この地震による災害を総称して「東日本大震災」と呼ばれる。本震とそれに伴う大津波、その後の余震は東北から関東にかけての東日本一帯に甚大な被害をもたらした。人的被害は災害関連死を含め死者19,759人・行方不明者2,553人(計約2万2千人)・負傷者6,242人となっており、日本における第二次世界大戦後最悪の自然災害といわれている。また、国際原子力事象評価尺度で最も深刻なレベル7と評価された福島第一原子力発電所事故も併せて発生した。
この地震は、2011年3月11日14時46分18.1秒、牡鹿半島の東南東約130 kmの太平洋(三陸沖)の海底(北緯38度06.2分、東経142度51.6分)、深さ約24 kmを震源として発生した。太平洋プレートと北アメリカプレートの境界域(日本海溝付近)における海溝型地震で、震源域は岩手県沖から茨城県沖にかけての南北約500 km、東西約200 km、およそ10万平方キロの広範囲にわたった。地震の規模を示すマグニチュードはMw9.0 - 9.1(気象庁は9.0、アメリカ地質調査所は9.1。Mj8.4)で、大正関東地震(1923年)のMj7.9, Mw8.2を上回る日本観測史上最大であるとともに、世界でもスマトラ島沖地震(2004年)以来の規模で、1900年以降でも4番目に大きな超巨大地震であった。
地震によって大規模な津波が発生した。最大で海岸から6 km内陸まで浸水、岩手県三陸南部、宮城県、福島県浜通り北部では津波の高さが8 - 9 mに達し、明治三陸地震(1896年)の津波を上回る最大溯上高40.1 m(岩手県大船渡市)を記録するなど、震源域に近い東北地方の太平洋岸では、その急峻な地形もあいまって高い津波が甚大な被害をもたらした。津波は関東地方の太平洋岸でも被害をもたらしたほか、環太平洋地域を中心に世界の海岸に達した。また、宮城県北部で最大震度7、岩手県から千葉県にかけて震度6弱以上を観測するなど広範囲で強い揺れとなり、関東地方の埋立地で大規模な液状化現象が発生した。一方東北太平洋岸では、地盤沈下により浸水被害が長期的に続いている。余震も過去例に無いペースで発生したうえ、通常の余震域外でも地震活動が活発化している。
津波、液状化、建造物倒壊など、東北の岩手県、宮城県、福島県の3県、関東の茨城県、千葉県の2県を中心とした被害は大きく、この地震による死者・行方不明者計約1万8,500人の大半は東北の3県が占めた。また、発電施設被害による大規模停電や一連の震災により、日本全国および世界に経済的な二次被害がもたらされた。
一方、地震と津波を要因とする人災により福島第一原子力発電所事故が発生し、10万人を超える被災者が屋内退避や警戒区域外への避難を余儀なくされた。警戒区域外でも、放射性物質漏れによる汚染が起きているほか、日本の原子力発電所の再稼働問題、電力危機なども発生した。
本地震の特徴として、いくつかが挙げられる。
北アメリカプレートと、その下に沈み込む太平洋プレートの境界部、日本海溝と呼ばれる海域で発生した海溝型地震であった。
数十年 - 百数十年間隔で発生する海溝型のM8前後の大地震ではなく、それらが複数同時に発生する連動型地震であった。日本では19世紀終盤の近代観測開始以来初めて明瞭に連動型地震と断定されるものであった(スーパーサイクル参照)。
東北太平洋沖でこのような連動型地震が発生する事態は「想定外」であったといわれている
地質調査や文献調査では、南海トラフ沿いにおいて20世紀中盤から、関東地域において20世紀終盤から広く認識されていた一方、東北太平洋沖、北海道や千島列島の太平洋沖、九州や南西諸島の太平洋沖ではそれぞれ21世紀に入ってから(特に2004年のスマトラ島沖地震以降)その可能性を示す知見が得られつつあった程度で、地震学界でも強く認識されていなかった。そのため、被害想定でもM8前後の海溝型地震までしか想定されていなかった。本地震後、新たな知見の集約や地震想定を見直す動きが活発化している(#教訓参照)。
Mw9.0は「超巨大地震」に分類され、19世紀終盤からの世界観測史上数回しか発生していない未曾有の規模であり、日本国内では観測史上最大の規模であった。
規模が大きく震源域が南北に長かったため平行する本州・東日本の広範囲で強く揺れた。また、減衰しにくい長周期地震動によって名古屋、大阪など遠方でも揺れを観測し建物が損壊した。
本震の地震動は東日本全域で6分間以上継続し、長い揺れとして体感された。長周期地震動は10分間以上、地球を自由振動させる超長周期地震動に至っては数十時間にわたって観測された。断層が滑る過程で、強い地震波を放出する破壊が数回に分けて断続的に発生したことが原因だとする説が発表されている。
地震の規模に比して長周期の揺れは小さく、短周期の揺れが主体であったため、地震による直接の家屋被害は比較的起きにくかったといえる。ただし、家屋被害は宮城県と福島県を中心に広範囲に渡って発生している。
東北・関東・北海道などの太平洋岸に数m以上の巨大津波が到達、内陸の浸水が広範囲に及んだ。津波地震でみられるような海溝寄りにおけるゆっくりとした断層の滑りや、津波が高さを増すような複数回にわたる滑りが生じていたことなどが原因だとする説が発表されている。
東日本全域にわたる東方向への地殻変動や東北太平洋岸の地盤沈下などが、本震により急激に発生、その後も速度を緩めながらゆっくりと進行している。
関東地方の津波の影響を受けなかった埋立地を筆頭に液状化が顕著に現れた。
本地震発生2日前の3月9日、前震とみられるM7.3、最大震度5弱の地震が三陸沖で発生した。その地震による震度1以上の余震は、本地震発生当日の3月11日午前まで発生している。
その規模の大きさに比例して余震の回数・規模ともに大きく、地震学で通常「余震域」とされる地域の外で「誘発地震」が発生した。研究者・行政双方から、東日本では本地震による地殻変動の影響などで、被害をもたらすような地震の発生が促されているとの発表がなされており、警戒が強められている。
地震が発生した3月11日、気象庁はこの地震の現象を「平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震」と命名した。
公式の名称、「The 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake」 - 気象庁、平成23年(2011年)3月11日命名。
「Tohoku Region Pacific Coast Earthquake」 - 日本政府、首相官邸。
「Tohoku - Pacific Ocean Earthquake」 - 防衛省、外務省、国土交通省、経済産業省など。
「The Tohoku earthquake」 - アメリカ地質調査所 (USGS)、2011年3月16日時点。
「The Sendai (earth)quake」 - 英語圏メディア。
「The Japan (earth)quake」 - 英語圏メディア。
「The Great East Japan Earthquake」- 東日本大震災
などがある。
地震発生後、しばらくの間は各メディアや組織・団体において震災としての名称は統一されておらず、「東日本大震災」や「東北関東大震災」などの呼称が用いられていたが、日本政府は2011年4月1日の持ち回り閣議で、この地震による災害およびこれに伴う原子力発電所事故による災害を「東日本大震災」とすることを了解、発表し、それ以降は各メディアでの呼称も「東日本大震災」に収束した。なお、気象庁は、地震現象の名称と地震災害の名称との違いに注意を喚起している。(震災#現象の名称と震災の名称を参照)
その後、略称として月日より取られた「3.11」という記述(読みはさんてんいちいち、もしくはさんいちいち)も、メディアではしばしば見られる。なお、「3.11」は2011年新語・流行語大賞トップテンに選出された。
気象庁や防災科学技術研究所などによると、この地震の要素は以下の通り。なお、発生時刻や震源は既知の地下構造モデルによって算出された理論上の精密値であり、実際の要素と多少のずれが生じている可能性がある。
発生時刻: 2011年(平成23年)3月11日 金曜日 14時46分18.12秒(日本標準時)
震源: 三陸沖(牡鹿半島の東南東約130 km付近、北緯38度6分12.6秒 東経142度51分39.6秒)
震源の深さ: 23.74 km
モーメントマグニチュード (Mw) 9.0
気象庁マグニチュード (Mj) 8.4
最大震度: 震度7(宮城県栗原市築館、計測震度6.67)
最大加速度 (PGA): 2,933.7ガル(宮城県栗原市築館)
発震機構: 西北西-東南東方向に圧力軸を持つ逆断層型(CMT解)
地震の種類: 太平洋プレートが北アメリカプレート(オホーツクプレート)の下に沈み込んでいる沈み込み帯(海溝)である日本海溝で起きたプレート境界型地震
この地震により震度5弱以上を観測した地点は以下の通り。3月30日、4月25日、6月23日に一部の震度データが修正されている。この地震では発生から約3分後(14時49分)の震度速報で震度7が発表された。速報の段階で震度7が発表されたのはこの地震が初めてである。ちなみにこの地震における計測震度6.67は観測当時、史上最大のものである。また、仙台市で震度6強を観測したが、政令指定都市で震度6弱以上の揺れを観測したのは2005年の福岡県西方沖地震以来6年ぶりである。
宮城県栗原市で最大震度7を観測し、激しい揺れは2分間続いた。震度7を観測したのは、2004年の新潟県中越地震以来7年ぶり、観測史上3回目。仙台市内では震度6強を観測した。このほかにも宮城県、福島県、茨城県、栃木県の一部で震度6強を観測するなど、震源域が広かったことから強震が広範囲にわたった。東京都内でも震度5強や5弱の強い揺れに見舞われた。関東地方において震度6弱以上の揺れを観測したのは火山性地震を除けば関東大震災以来88年ぶりである。
また、気象庁の推計震度分布図によると、福島県いわき市で局地的に震度7相当の揺れがあったと推計されたほか、防災科学技術研究所の強震観測網によると、栃木県芳賀町にある観測点で震度7相当の揺れ(計測震度6.51)を観測していたことも分かっている。ただし、前者は震度計による観測ではない推計値であり、後日精査した震度および震源データを用いて再作成した推計震度分布では震度6強以下に更新されている。また後者も気象庁が発表する地震情報で使用する震度観測点ではない。
このほかに北海道・東海・甲信越などの一部地域で震度4、近畿でも震度3を観測した。遠く鹿児島市でも震度1を観測しており、震源から1,300 km以上離れていることから、地震波はS波だけでも5分以上かけて到達している。東京大学地震研究所の解析によると、本震の揺れは東日本全体で約6分間続いた。
日本国内で震度1以上を観測した地点がなかったのは宮崎県・沖縄県の全域と兵庫県・広島県・山口県・高知県・佐賀県・長崎県・熊本県・大分県・鹿児島県の一部地域のみ。長野市松代町の気象庁精密地震観測室(現・気象庁松代地震観測所)は、地震発生から2時間半おきに、この地震によると見られる5回の表面波を確認。地震波は時速14,000 km(大気中のマッハ11相当)で地球上を5周したと見られる。
気象庁は当初マグニチュードを、気象庁マグニチュードで7.9と速報値を発表したが、16時00分に8.4という暫定値を発表した。その後、新たにモーメントマグニチュードで17時30分に8.8と発表し、1900年以降で最大だった1933年昭和三陸地震のMw8.4や1963年択捉島沖地震のMw8.5を上回って、日本の近代地震観測史上最大となった。さらに、3月13日には外国の安定した遠地波形データと50分間の観測データを用いて9.0と発表した。通常、日本の地震で使用されるマグニチュードは「気象庁マグニチュード (Mj)」と呼ばれるもので、発表されたM7.9、8.4は気象庁マグニチュードの値であったが、M8.8、9.0は「モーメントマグニチュード (Mw)」の値であった。M9.0は、大正関東地震(Mw 8.2,1923年)の約16倍、兵庫県南部地震(Mw 6.9,1995年)の約1450倍のエネルギーに相当する。
気象庁は、地震発生3分後にMj7.9と推定した時点ではマグニチュードの「頭打ち」が起こっているとは認識できず、従来から想定されていた宮城県沖地震が発生したものと判断した。しかし実際には地震があまりに巨大だったため、地震発生から約1時間14分後(16時)に発表された暫定値の気象庁マグニチュード8.4でも正確な規模の把握はできなかった。通常15分程度で算出できるモーメントマグニチュードも、国内の広帯域地震計がほぼ振り切れたため対応できず、国外の地震波形データを用いMw8.8と算出したのは約54分後(15時40分)と時間が掛かった(報道発表は精査後の17時30分、地震発生から約2時間44分後)。しかし、気象庁松代地震観測所では、アメリカ地質調査所 (USGS) が運営するライブ・インターネット地震サーバー (LISS:Live Internet Seismic Server) などのデータを解析し地震から約10分後にはM9を算出していたがこの計算結果は警報に使用されなかった。また、アメリカ地質調査所は当初、モーメントマグニチュードを8.8と発表、地震発生から約34分後に8.9、約6時間後に9.0と速報値、同15日に確定値を発表し、1900年以降に世界で発生した地震の中で4番目の規模と発表した。
14時49分 速報値 7.9、変位M
16時00分 暫定値 8.4、変位M
17時30分 暫定値 Mw 8.8
13日12時55分 暫定値 Mw 9.0
気象庁や東京大学地震研究所などによると、この地震は、断層面が水平に対して10度と傾きが浅く、西北西-東南東方向(ほぼ東西方向に近い)に圧縮される、低角逆断層(衝上断層)型のずれであった。水平方向の変位量が大きく、東北地方の太平洋沖地域に特徴的なタイプの海溝型地震である。断層の破壊が始まった震源地は三陸沖だが、断層破壊があった震源域は日本海溝下のプレート境界面に沿って南北に長く、最終的に、岩手県沖から茨城県沖までの南北約500 km、東西約200 km、深さ約5 km - 40 kmの範囲で、合計約10万 km2の広範囲に及ぶ。一方、スマトラ島沖地震 (2004年)では破壊域が長さ1,000 kmを越えたが、東北地方太平洋沖地震ではその半分程度の500 kmの破壊域でM9の規模であり、これは宮城県沖の震央付近での変位量が極めて大きかったことを意味している。
気象庁は地震発生後、この地震は単一ではなく、3つの地震が連動したもの(連動型地震)と解析した。会見で同庁地震予知情報課の課長は、「5分前後かけて連続して発生するという、複雑な起こり方をしている。極めてまれで、気象庁の観測で初めての経験」と述べた。文部科学省の地震調査委員会は13日に臨時会を開き、破壊断層は南北に400 km、東西に200 kmの広範囲で、少なくとも4つの震源領域で3つの地震が連動発生したと述べた。東京大学地震研究所は、「大きな断層破壊が、1.宮城県沖、2.宮城県のさらに沖合、3.茨城県北部沖の陸に近い部分、の順に起こった」と説明している。このうち第2の断層破壊で非常に大きな地殻変動が起きており、最大滑り量は30 m超あるいは60 mと推定されていたが、最終的にこの滑り量は平均で62 mと計算された。この最大滑り量は2004年スマトラ島沖地震など世界の他の超巨大地震よりも大きく世界最大のものである。震源域の中で強い地震波を放出した点(破壊が大きいところ、セントロイド)は大きく震源の東側付近と茨城県沖の2つに分かれており、連動型地震特有の長く複雑な破壊過程を経た。震源域が広いため広範囲で揺れを観測し、プレート境界深部が破壊したため震源域近部では強震となった。また、プレート境界浅部が2度にわたって破壊したことで2つのピークを持つ大津波を生じた。
地震波の解析により、プレート境界の海溝側の浅い部分と陸地側の深い部分で往復する形で破壊が進行したことが判明し、2011年5月20日付けのサイエンスに発表された。海溝側の浅い部分の破壊は津波地震の特徴でもあり、これにより津波が巨大化した可能性も指摘されている。
発生から3秒間は浅い(約25 km)海溝側で、3月9日に発生したM 7.3の前震よりも小さい、緩やかな初期破壊。
40秒かけて深部(約40 kmまで)に破壊が伝播し、短周期の地震波により陸上の激しい揺れをもたらす。
続いて発生60 - 75秒後にかけて浅い海溝付近でダイナミックオーバーシュート(dynamic overshoot、動的過剰滑り)により長周期の地震波と大規模な津波を発生。
その後、再び深部へ破壊が伝播し、発生90秒後にかけて短周期の地震波により再度陸上の激しい揺れをもたらす。大きな破壊は100秒後までに止む。
この蓄積された歪を超える滑りであるダイナミックオーバーシュートによる強大な津波の発生メカニズムが明らかとなり、1896年の明治三陸地震津波は海溝側の浅部の滑りにより強大な津波が発生したものと理解される。
また、海底活断層や約100万年前に日本海溝から北米プレート下に沈み込んだ海山が関与している可能性も指摘されている。この地域のプレート境界は元来摩擦が少なく固着しにくいとされ、M9規模の超巨大地震が発生した原因はこれまで不明となっていたが、この海山が留め金として働いていた可能性があるという。
小山 (2013) らは、本地震が従来連動型地震の起こりにくいとされてきた比較的高角の沈み込み帯である日本海溝で発生したこと、三陸沖中部から茨城県沖の陸側の震源域の連動に加えて海溝寄りまで震源域となり2重の地震セグメント帯 (Double Segmentation) であったことなどから、Single Segmentationと推定される1707年宝永地震や1960年チリ地震などとは異なる発生過程をたどったと考えた。従来低角でチリ型の沈み込み帯に分類されていた南海トラフやチリ海溝南部は地震前には明確な地震空白域を形成しているが、本地震の発生した日本海溝では明確な空白域は見られない、あるいはDouble Segmentationと推定される本地震や1964年アラスカ地震などでは狭い範囲に超大すべり域が存在するなどの特徴が見られ、超巨大地震にも多様性があることが示された。
本地震の本震による揺れの特徴として、広範囲で強い揺れに見舞われたこと、揺れの継続時間が長かったこと、長周期地震動が広範囲で長時間発生したこと、短周期の揺れが主体で家屋被害は比較的起きにくかったことが挙げられる。
本震では、地震動の発生源である断層の破壊が複雑な過程で約150秒間も続いた。この中には、1.宮城県沖3箇所、2.宮城県のさらに沖合、3.福島県沖3箇所、4.茨城県北部沖、5.茨城県中部沖での計5回の大きな断層破壊が含まれており、各地の地震波形にそれが表れている。地震波は秒速3 - 7 kmという限りある速度で伝播するため、異なる場所で発生した地震波が時間差で到達し、破壊継続時間以上の長さで強い震動が継続した。後日の詳細な震源過程解析によれば、例えば野津厚(2012)はSPGAモデルを導入し、発震からの約150秒間を9のサブイベントに分けることで地震波形を精度良く再現できるとしている。
14:46:43.5 S1-1 破壊開始(宮城県沖)、1978年宮城県沖地震のスーパーアスペリティの再活動
14:46:46.9 S1-2 (宮城県沖)
14:47:33.4 S1-3 (宮城県沖)
14:47:26.3 S2 (宮城県沖の海溝軸付近の浅い部分)
14:47:57.1 S3-1 (福島県沖)
14:48.04.4 S3-2 (福島県沖)
14:48:15.0 S3-3 (福島県沖)
14:48:25.8 S4 (茨城県沖)
14:48:30.9 S5 (茨城県沖)
青森県から神奈川県にかけての各地で、震度4以上の揺れの継続時間が軒並み2分(120秒)を超え、特に崩壊範囲の中間に位置する福島県いわき市で3分10秒(190秒)に達するなどした。また、地震動を感じ始めてから最大の震動を記録するまでの時間が長く、宮城県仙台市では約30秒後、茨城県日立市では約70秒経過後であった。仙台市や塩竈市でも3分程度揺れが継続し、数十秒間だった1995年兵庫県南部地震や1978年宮城県沖地震と比べて非常に長かった。
また日本全国で長周期主体の地震動を観測した。変位応答スペクトル波形では周期7秒付近に変位40 - 50 cmのピークがあり、7秒前後の固有振動周期をもつ建物の揺れが大きかったと分析されている。また高層建築物の高層階で片振幅最大30 - 60 cm程度の変位が観測された。それでも、M9という地震の規模の割には長周期の揺れは小さかった。
岩手・宮城・福島・茨城・栃木の各県で観測された本震の地震波の波形を速度応答スペクトル解析した結果によると、極短周期地震動・短周期地震動に当たる周期0.1 - 1秒の範囲で最も大きな揺れが見られる地点が多く、それより長い周期では相対的に揺れは小さかった。宮城県栗原市築館(震度7)、塩竈市、茨城県日立市では、「キラーパルス」(一般的な木造住宅への破壊力が最も生じやすい揺れの周期)に当たる周期1 - 2秒では100カイン (cm/s) であり、木造家屋の倒壊被害が目立った1995年の兵庫県南部地震(阪神・淡路大震災)における200 - 300カインに比べて小さく、家屋被害は起きにくい揺れだったと考えられる。震度7を観測した栗原市においても全半壊した建物は47棟で、死者は0人だった。一方で家屋被害は宮城県と福島県を中心に、茨城県にまで及んだ。震源域の中間に位置する福島県では、震源に近い浜通りだけではなく、内陸の中通り地方でも土砂の崩壊や家屋損壊が目立ち、矢吹町(震度6弱)では30%の家屋が全半壊し、郡山市(震度6弱)でも2万棟の家屋が全半壊するなど、他県の内陸市町村に比べて特に被害が集中した。
この地震の震源となった三陸沖は、フォッサマグナより東側の日本(東北日本孤)を乗せている北アメリカプレート(オホーツクプレート)に対して、太平洋の広範囲を乗せている太平洋プレートが年間約8 cmの速さで東南東から押し寄せ、青森県から千葉県にかけての沖合にある日本海溝を境にして東北地方・関東地方の下に沈み込んでいる。太平洋プレートが沈み込んでいるこの付近には、M7を超えるような海溝型地震の震源域が多数存在しており、本地震発生前の段階で地震調査委員会ではこの地域を以下の8つの領域に区切ってその発生間隔や確率を評価していた。
このうち「宮城県沖地震」の領域は30年以内にM7.4前後の地震が99%で発生するという評価がなされていた上、平成17年の地震によってそのアスペリティの一部(3つのうち1つ)が破壊された、つまり宮城県沖地震は平成17年(2005年)に部分的に再来したと考えられ、残りの2つのアスペリティは近いうちに破壊されて地震を起こすと考えられていた。
断層の破壊が最初に始まった(震源)「三陸沖南部海溝寄り」やその海溝側にあたる「三陸沖から房総沖の海溝寄り」の中部で20 mを超える非常に大きな断層運動が発生したのをはじめ、この地震の南北500 km・東西200 kmにおよぶ震源域は、「三陸沖中部」、「宮城県沖」、「福島県沖」、「茨城県沖」の計6つの領域に及んでいた。破壊は牡鹿半島沖の震源から南北へ連鎖的に進んでいったが、北米プレートの下に沈み込んだフィリピン海プレートの北東端が地殻破壊の南下を食い止め、「房総沖」の北隣の「茨城県沖」で止まった。また、北側では1994年三陸はるか沖地震あるいは1968年十勝沖地震(「三陸沖北部」に該当する)の震源域南端付近で止まっている。このような広い震源域を持つM9の巨大地震は、従来想定されていなかった。
この地震の震源域は、869年(貞観11年)に宮城から福島にかけての太平洋沖で発生したM8.4(産業技術総合研究所による)の貞観地震の推定震源域と類似しており、地震発生直後よりこの再来である可能性が指摘された。貞観地震は以前より文献記録によって知られていたものの、2000年代になって津波堆積物の調査によって石巻・東松島で海岸から3 km内陸まで遡上、仙台で同2 km、名取・岩沼で同4 km、亘理・山元で同2 kmと大規模な津波を伴う巨大地震であったことが明らかになった。堆積物の広域調査から同様の巨大地震は紀元前390年頃、430年頃、貞観11年(869年)、1500年頃と過去4回発生しており、再来間隔は450 - 800年程度と推定する報告があった。また、東北学院大学の地質調査により、約2千年前の弥生時代にも津波が発生しており、本地震で発生した津波浸水域と同程度の浸水域が仙台平野では発生していた可能性があることが地震後報道された。これらのことから、東北地方太平洋沖地震発生後に海溝型地震の長期評価見直しを進めた政府の地震調査委員会は2011年11月24日、津波堆積物の調査結果を反映して、紀元前4 - 3世紀頃、4 - 5世紀頃、869年の貞観地震、15世紀頃、今回の地震、合わせて都合5回、三陸から房総にかけて約600年周期で海溝型地震が発生していると認定し、次回の地震規模はM8.3 - 9.0としている。なお、869年貞観地震は日本海溝深部、1896年明治三陸地震は日本海溝浅部の、お互い隣接する細長い震源領域の地震と考えられており、本地震は「貞観地震と明治三陸地震が同時発生した」と見る研究者もいる。
2011年4月13日、東北大学の当地震の緊急報告会で、東北アジア研究センター教授の平川新は、江戸時代に整備された宿場町が、今回の地震で津波被害を受けていないことを指摘。「慶長16年(1611年)に発生した慶長三陸地震では、当地震と同等規模の津波浸水域が発生したとされ、その経験を基に宿場・街道などが整備された」、「明治時代以降の土地利用で津波経験の記憶を喪失した」との報告を行った。また、同報告会では、貞観地震で発生した津波よりも本地震で発生した津波の方が大規模だったとの報告も行われている。
石橋克彦は「日本三代実録」の記録を基に、今回の地震が貞観地震より大規模なもので震源域が南に延びていたかもしれないと推定している。理由は、貞観地震では京都(今回震度3)や関東(今回震度4 - 5)の地震記事がないというものである。
岩手県大槌町では岩手県や大槌町の調査により、本地震による津波の浸水範囲は、明治三陸地震による津波の浸水範囲とほぼ同程度だったことが判明している。同年5月15日にこれが発表されるまで町側は津波の規模や被害を想定外としていたが、実際には本地震から過去115年前にも同規模の津波が襲来したことが明らかになり、改めて三陸沿岸一帯が「津波常襲地帯」であることが浮き彫りになった。