Аналогичное событие (M = 8,3) наблюдалось и раннее (25.09.2003 г.) близ о. Хоккайдо. Координаты эпицентра: φ = 41,78° с. ш., λ = 143,86° в. д. [165]. После главного удара в течение трех суток следовали повторные толчки. Главный научный сотрудник Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, предполагает [166], что в результате события 25 сентября 2003 г. на соседних плитах, возможно, произошло «склеивание» блоков и образовалась крупная геологическая структура, подобная тем, что есть в окрестности Суматры, способная накопить энергию, выделившуюся 11 марта 2011 года. Очаги расположились вдоль восточного побережья о. Хонсю в север–северо-восточном направлении. Зона, в которую проецировались эпицентры, имела длину 560–600 км и ширину до 200 км [167]. Методом спутниковой геодезии были зарегистрированы горизонтальные и вертикальные смещения поверхности о. Хонсю. В работе предполагают: в районе инструментально вычисленного эпицентра амплитуда вертикального смещения дна 5–7 м. На расстоянии 100 км от западного берега острова к восточному величина деформаций нарастала (с 5 до 70 см).
По результатам анализа данных сети GPS был обнаружен отклик ионосферы, возникший через 8,7 мин после землетрясения [168]. Над эпицентром были зарегистрированы вариации полного электронного содержания, состоящие из фаз сжатия и разряжения. Вариации полного электронного содержания определяются возмущением F-слоя. В статье предполагают, что внутренние гравитационные волны, излучаемые цунами, имеющие вертикальную компоненту скорости, способны достичь ионосферы и привести к вариациям плотности ионосферной плазмы. Кажущаяся скорость возмущения изменялась от 3 км/c (вблизи области эпицентра) до 1 км/с (вдали от него, вдоль цепочки GPS станций в юго-западном направлении). Эпицентральная зона характеризуется значительной протяженностью и шириной. Возмущения в ионосфере зарегистрированные посредством спутников GPS, распространялись не изотропно. Время запаздывания возмущений ТЕС в ионосфере составляет 14,3 секунды на ближней к эпицентру события точке изолинии, а на удаленных от нее станциях – 14,0 секунд [168, рис. 6]. Не характерную для акустического сигнала скорость возмущений, авторы работы [168] считают обусловленной тем, что очаг землетрясения не точечный. Этим же фактором объясняют высокую амплитуду вариаций TEC на значительном удалении от эпицентра в юго-восточном направлении. По мнению авторов публикации, общее свойство всех сигналов ближней зоны – достаточно резкий фронт, что свидетельствует о быстром вертикальном смещении водной поверхности и соответствующем смещении дна океана. То, что амплитуда сигнала TEC вблизи эпицентра меньше, чем на удалении, ученые связывают с зависимостью амплитуды акустического импульса от угла выхода луча (для высот ионосферного F-слоя). В статье [168] признают, что известная им информация не позволяет сделать однозначного вывода, чем было вызвано такое явление. По мнению авторов публикации, данные о косейсмических (остаточных) деформациях, свидетельствуют о бифокальной природе очагов сейсмического события 11.03.2011 г. Они представляют удаленные друг от друга центры сил, ответственных за развитие гравитационных процессов. В области литосферы, подверженной сильным деформациям, перед крупными землетрясениями наблюдаются вариации магнитного поля, ультранизкочастотные «гравитомагнитные» волновые возмущения и «сейсмогравитационные» процессы, которые, по мнению ученых, подготавливают событие.
