千島海溝
根室半島沖地震と十勝沖地震が連動することでM8からM9クラスに迫る巨大地震となる可能性があることも指摘されている。津波堆積物などから過去6500年間に最大18回、約340〜380年間隔で連動型地震による巨大地震に伴う大津波が発生したと推測されており、最新のものは17世紀 (1611年から1637年の間)に発生したとみられ、仮に1611年だった場合、前回から既に410年ほどが経過しているため、切迫性が高いとして今後30年以内に7%〜40%の確率で超巨大地震が発生するとしている。北海道大学の平川一臣(自然地理学)によると1611年の慶長三陸地震がこれに該当し、北海道東部でこの地震によるとみられる15 - 20mの津波が到達した痕跡があることなどから、これまで定説となっていた三陸沖を震源とする日本海溝沿いの地震でなく、千島海溝沿いにあたる北方領土の色丹島沖から襟裳岬沖までの範囲による最大M9の超巨大地震であった可能性が高いという新説を発表している。
なお、将来起こる連動型地震の具体的な地震の規模については千島海溝沿いで最大M9.3、日本海溝北部 (日高沖)でM9.1になると推定しており、北海道や岩手県の沿岸部では30m近い大津波が襲来する可能性があるとしている 。また、東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)の発生前に北陸で内陸型地震の発生が頻発していた例を挙げ、北海道胆振東部地震が将来起きる千島海溝沿いの巨大地震の先駆的な地震だった可能性を指摘する研究があり、現在の北海道は内陸型地震が起きやすい環境にあると分析している。
千島海溝を形成するプレート沈み込み帯やその周辺では、周期的にマグニチュード8クラスのプレート間地震やアウターライズ地震、スラブ内地震が発生する。北海道や東北地方を中心に特に津波による被害が予想されるため、日本政府などにより研究・警戒地域の対象とされている。
19世紀以降の主な地震として、以下のものが挙げられる。
プレート間巨大地震 十勝沖地震 1843年、1915年、1952年、2003年ほか 根室半島沖地震 1894年、1973年 択捉島沖地震 1918年、1963年 1918年ウルップ島沖 - M 8.0 (9月7日) 1952年カムチャツカ地震 - M 9.0 2006年千島列島沖地震、 - Mw 8.3
スラブ内地震 1915年千島列島沖地震(シムシル島沖) - M 8.0 1958年択捉島沖地震 1993年釧路沖地震 - Mj 7.5 1994年北海道東方沖地震 - Mj 8.2
アウターライズ地震 1918年ウルップ島沖 - M 7.7 (11月8日) 2007年千島列島沖地震 - Mw 8.1