東北大学教授また、波源域から発せられた直接波だけでなく、太平洋の対岸にあたる南米で反射した長周期（30分から60分）の津波を約50時間後に岩手県北部沖から宮城県北部沖のGPS波浪計では、潮位は最大波の数分前に小さく上昇し、その直後に高く鋭い波形が現れた。また女川町沖の波高計は15時16分に+5.77 mだったが、15時23分には-5.05 mとなり落差約11 mの引き波となっている一方で、この二つの異なる波長の津波は異なる波源から生じたものとする推定があり、海底電位磁力計による観測結果から長波長の緩やかな海面上昇は宮城県沖の広範囲の断層滑りが原因であるのに対し、短波長のパルス波は震源から約100 km北東の海溝付近が波源と考えられ、この位置は明治三陸津波の波源域に近く、何らかの関連が示唆されるとしているプレート同士の摩擦で500度以上の熱が生じ、内部の水が膨張した結果、隙間を押し広げる力が働いて滑りやすくなった。宮城県女川町では、鉄筋コンクリート製のビルが基礎部分ごと地面から抜けて横倒しになった。このような例は世界的にも稀。町はビルを被害資料として保存する方針東北大学の今村文彦によるとNHKが仙台市若林区で撮影した津波の映像を分析し、津波の速さは沿岸から1 km内陸の地点では秒速約6 m・時速20 km以上であったと明らかにしたまた、今村の話によれば千葉県仙台平野では岩手県の宮古市その後の余震によっても、たびたび津波警報や津波注意報が出された日本から太平洋を隔てて遠く離れた中南米沿岸にも津波が押し寄せる恐れがあるとして、各国は市民に注意を呼び掛けた。沿岸地域や島嶼部では、津波を警戒して避難命令が出された南極津波は太平洋を越え、チリのタルマワノ観測所では2 mの津波を観測した (NOAA)。その津波の反射波が日本に戻ってきて47 - 48時間後に30 - 60 cmの津波が、小名浜、尾鷲、串本の各検潮所で観測されたと見られる本震に対し、気象庁は石巻大瓜観測点で気象庁また本震後に、緊急地震速報が過大に予測されたり、強い地震でも発表されないなど、適切に発表できなくなる問題が発生した。気象庁は原因として、異なる場所でほぼ同時に発生した複数の地震を1つの地震として処理してしまうため、また「津波と原発事故の影響を連続して受けた福島県津波警報の発表があった沿岸地域では、国内の多数の企業・団体も震災後に物資提供や金銭などの支援を表明している。また通信・報道企業が地震直後より、諸外国政府による公式な対応、支援以外にも、日本国内外を問わず様々な組織・団体または有志が、この地震に対しての支援を表明・実行している。 この地震に対する救援・支援の輪が広がったことから、復興方針の骨格を決めるこの地震では、政府が東北地方沖で従来想定していたものとはかけ離れた規模の地震が発生した。そのため政府の地震調査委員会は、東海地震、東南海地震、南海地震などの海溝型地震の長期評価の見直しを行なった。2011年11月に、三陸沖から房総沖までの長期評価を見直したものを発表し、今回のような地震 (Mw8.4 - 9.0) が平均600年間隔で発生していると認定した。また、三陸沖から房総沖までの海溝寄りで、津波マグニチュード (Mt) 8.6 - 9.0（明治三陸地震並み国の中央防災会議の専門調査会は、この地震を教訓とした津波対策について検討した。そのうえで、これまでは過去の文献などから確実に地震の全体像が分かった切迫性のある地震だけを考慮して想定を行ってきたが、これからは確度の低いものでも考えうる最大のものを想定することを求めた。また、この地震による津波が防潮堤を超えて甚大な被害をもたらしたことから、津波のレベルとして、住民の避難を柱にした総合的な対策を取るべき最大規模の津波と、防潮堤などで浸水を防げる比較的頻度の高い津波の、2つを想定する必要があるとしたこの地震では最初に発表された津波警報の予想高さが実際より低く、避難の遅れに繋がった面があった。これは、地震発生直後に算出できる気象庁マグニチュードが、モーメントマグニチュード8を超える巨大地震では過小評価となってしまうからである。そのため気象庁は津波警報の改善を検討し、マグニチュード8を超える可能性がある場合には、その海域で想定される最大マグニチュードに基づいて津波警報の第一報を出す方針を決めた。津波警報の発表には、通常の場合、3分程度で算出できる気象庁マグニチュードを基にする。しかし、強い揺れの範囲が明らかに広い場合やまた、原発事故に関連する事故状況や拡散予測の開示、計画停電の発表などに関して、政府や東京電力などが公表が遅い、公表をすべきとの批判を浴びるような例が多数見られた。これに対して地震発生後の停電地域や津波の被災地を中心に、情報不足が発生した。従来の災害情報・ライフライン・伝言・復興支援・ボランティア・法律問題等へのリンクは、 3月9日（水曜日）11時45分（本震の約51時間前）に、本震震源の約50 km北東に当たる北緯38度19.7分、東経143度16.7分の深さ8 kmを震源とするMw7.3、宮城県栗原市・登米市・美里町で最大震度5弱を観測するこれより約1カ月前の2月中旬以降、3月11日の本震の破壊開始点北側で2度の短期的地震学において前震では、地震の規模と回数の関係式（ただし、3月11日の本震と震源域が重複せず隣接していることから、前震ではなく9日の地震により11日の地震が誘発された可能性を指摘する研究者もいる北海道大学教授の日置幸介によるGEONET（GPSの連続観測網）の公開データを用いた調査では、地上局とGPS局を結ぶ経路がちょうど震源域上空のプレートの相対的平均速度から期待される相対変位量から実際の相対変位量を引いた値が、余震活動は極めて活発で一連の余震は、岩手県沖から茨城県沖までの幅約200 km、長さ約500 kmの範囲を震源としているまた発生数もさることながら、単独で被害をもたらすような大きな余震が時間を経て度々発生するのも本地震の特徴である。本震から1ヶ月近く経過した4月7日には、気象庁は3月13日から4月21日にかけて、M7.0以上の地震が3日以内に発生する「余震の発生確率」を発表、当初は70%と高かったが次第に低下していった一連の余震は、本震の震源域に当たる岩手県沖から茨城県沖までの幅約200 km・長さ約500 kmの範囲と、そこに隣接する海溝軸の東側（この地震では震源域から離れたところでも被害地震（遠隔誘発地震）が発生している。これらも大きな視点では、一連の地震活動の中に含まれると考えられており、震源域で発生する余震と区別して「神奈川県箱根町のまた、3月12日未明にはこの他には、秋田県内陸北部、福島県浜通り、茨城県南部、長野県中部、栃木県北部でも震度5強以上の地震が発生している本震後には東日本全体で地殻変動が観測されていることから、これらの地震は東日本内陸部の地殻に加わっていた応力が大きく変化した事が引き金になって発生したものと考えられている関東地方南方沖では北アメリカプレートと太平洋プレートに加えてその下にその他の地域では本震における加えて、産業技術総合研究所の石川有三招聘研究員は関東南部におけるフィリピン海プレートの境界部でも地震活動が活発化していると指摘している東北太平洋沖で早ければ2011年4 - 5月中にも再びM8級の巨大地震が発生する可能性が高いと見る専門家もおり、これが4月に報道されていた千葉県房総半島沖では、明瞭な振動を伴わないスロースリップが誘発され、従来は平均6年間隔で発生していたが前回の発生から4年目で発生した本震のすべり量が大きい日本海溝の海溝軸付近では、プレート境界より深いところの海洋プレート内部では余震が多発しているものの、プレート境界のまた、震源域に近い海域での大規模な誘発地震の発生が注目されている。宮城県・福島県遠方沖、日本海溝東側の海溝外縁隆起帯にあたる太平洋プレート上に設置した海底地震計等により4月から2ヶ月間行われた、本震および、本地震による地震後は余効変動が継続し、GEONETによる観測結果から地震時に沈降した茨城県沿岸から宮城県沿岸にかけては地震2年後の調査時点で余効変動により隆起に転じ部分的に回復したが、三陸海岸北部では依然沈降が続いていることが判明した地震から約4年後の2015年2月のGPSによる観測結果では、地震直後に比べて地盤がかなり隆起したこの地震によって地球のこの地震の本震発生時から終息後数分間、東北地方、関東地方、中部地方、伊豆諸島を中心に日本各地の火山において、地震後この地震により、東日本の広範囲で地盤のこの地震による関東地方の揺れは、加速度（揺れの大きさ）自体はそれほど大きくないものの、規模に比例する形で長周期地震動が大きく、それが長時間続いたこと、大きな余震が多発したことによって、液状化の被害が拡大したとの見方がある各地の総面積は少なくとも42 この地震で気象庁は、気象庁マグニチュード7.9という推定に基づき3月12日3時20分までに太平洋沿岸の北海道から本震発生の翌日(3月12日)の未明(午前3時20分)の時点で発表されていた大津波警報・津波警報・津波注意報は次の通りこの時点で、日本における全ての沿岸部に、大津波警報・津波警報・津波注意報のいずれかが発表されていた地震によって、観測史上最大級の非常に大規模な津波が発生し、北海道津波の第一波は、震源に近い観測所では地震発生とほぼ同時刻に数十cm程度の海面変動が観測され、陸に近い分岐断層のずれによる津波が早い段階で到達した可能性も考えられていた検潮所の測定による津波の高さは、岩手県の宮古で8.5 m（15時26分）以上沖合に設置されたGPS波浪計は、岩手県北部沖〜福島県沖において15時12分から15時19分の間に最大波を観測し、このうち最大のものは岩手県南部沖（釜石沖）の6.7 mだった（沿岸ではさらに高くなる）。岩手県南部沖では少なくとも7回の津波を観測した。