慶長三陸地震
津波の波源域は1933年(昭和8年)の昭和三陸地震とほぼ重なると考えられてきた(例えば羽鳥 (1975)など)が、21世紀以降津波堆積物の研究が進んだことや、2011年東北地方太平洋沖地震以降の歴史地震の見直しにより、それとは違った諸説が出ている。
この地震において、現在の三陸海岸一帯は強震に見舞われたが、太平洋側沿岸における震度は4 - 5程度と推定され、地震による被害はほとんどなく、津波による被害が大きかったことから津波地震と推定されている。この地震による津波被害は「慶長三陸地震津波」あるいは「慶長三陸津波」とも呼ばれている。この地震の7年前には日本の太平洋沿岸で大津波が発生していた(慶長地震)。
なお、地震が発生した慶長期は「三陸」という地域名称は存在しなかった。また、被災地域は阿武隈川以北の三陸海岸の他にも相馬藩(現福島県)も含まれている。このため、蝦名 (2014)はこの地震イベント名に「三陸」を用いるのは不適とし、慶長「奥州」地震とするべきとした。
今村明恒は、被害が北海道にも及ぶこと、三陸海岸に伝わる口碑などから、慶長三陸地震は貞観地震と並び、その津波の規模において最も激烈なるもので明治三陸地震を凌ぐものであるとしている。津波遡上高の比較では田老村海浜(現:宮古市)において、慶長三陸津波20m、明治三陸津波14.5m、昭和三陸津波6mと推定している。また船越村小谷鳥(現:山田町)では波が同村大浦へ至る峠を越したことから25mに達したと推定され、ここでは明治三陸津波17.2m、昭和三陸津波12mであった。さらに織笠村(現:山田町)においては慶長三陸津波は海岸から2100mの距離まで浸水させ、対して明治三陸津波1100m、昭和三陸津波700mであった。
北海道西部の沙流川中流域の場所で「津波が押し寄せた」と証言した人の記録がアイヌ民族の伝説に残っている。都司嘉宣の分析によると、津波の遡上高は63mに達し、2か所で50mを超えたとみられる。これらは日本国内観測史上最大の東北地方太平洋沖地震での43.3mを超える。発生した年代は17世紀以降と推定され、慶長三陸地震による津波の可能性が高い。
津波が昭和三陸地震より南部で高い事実から昭和三陸地震の断層モデルを南側に60km延長して長さ245kmとした断層モデルの推定により、地震モーメントM0 = 6.