Очаг землетрясения расположен в глубокой подводной впадине под названием Японский желоб, где сходятся Тихоокеанская и Охотская литосферные плиты. Первая из них более легкая и поэтому постепенно погружается под 2-ю.
С 9 марта наблюдалась целая серия подземных толчков, из которых самый сильный произошел около 6 ч. утра по местному времени 11-го числа. Причем сила толчков для некоторых сейсмологов оказалась сюрпризом, поскольку особенности расположения эпицентра не позволяли предполагать землетрясение выше 8,5 магнитуды. За минуту до начала землетрясения система раннего оповещения в Токио передала соответствующее сообщение по телевидению. На самом деле никаким даром предвидения эта система не обладает — просто сейсмическим волнам, распространявшимся со скоростью 4 км/с, понадобилось 90 с, чтобы достичь столицы Японии. Предполагают, что благодаря этому удалось спасти многие жизни.
По сведениям американцев, максимальное ускорение земли на поверхности в зоне подземных толчков в моменты тряски достигало почти 3,5 м/с, а японцы зафиксировали ускорение около 5 м/с. В общем-то ущерб от собственно землетрясения не был значительным, однако оно породило разрушительное цунами. К тому же следует учитывать, что основная разрушительная сила осталась незаметной — если бы на поверхность планеты вырвалась вся энергия землетрясения, то мало бы не показалось никому в Азиатско-Тихоокеанском регионе, а может, и во всем мире, поскольку под землей энергия в 205 000 раз превосходила таковую на поверхности.
По данным геофизиков, в частности Р. Штейна из Геологической службы США, в результате землетрясения северная часть японских островов сдвинулась в сторону Северной Америки почти на 2,5 м. Таким образом Япония несколько увеличилась в ширину. По оценкам ученых, Тихоокеанская плита сдвинулась на 20 или даже 40 м на восток. В последнем случае смещение можно считать рекордным.
Итальянский национальный институт геофизики и вулканологии установил, что землетрясение также сместило земную ось на 25 см (17 см — по информации НАС А). Подобные микроизменения являются характерными для землетрясений. Вот и в этот раз немного изменились длина дня (он стал короче почти на 2 мкс), наклон и скорость вращения планеты.
Цунами высотой в среднем 3 м, образовавшееся в результате землетрясения, оказалось разрушительным для северных островов Японии. В префектуре Мияки волны достигали высоты 10 м. Около 4 ч. дня по местному времени они затопили расположенный здесь аэропорт Сендай, сметая со своего пути автомобили, самолеты, разрушая здания. Особенно плачевными оказались последствия для префектур Мияги, Фукусима, Иватэ.
