Ralat Lua pada baris 54 di Modul:Location_map/multi: bad argument #1 to 'insert' (table expected, got nil).Gempa bumi tujahan mega dasar laut bermagnitud 9.0 ini berlaku pada 11 Mac 2011, jam 14:46 JST (05:46 UTC) di rantau barat laut Lautan Pasifik pada paras kedalaman laut yang agak cetek iaitu 32 km (19.9 batu),[25] dengan pusat gempa yang terletak kira-kira 72 km (45 bt) di timur Semenanjung Oshika di Tōhoku, Jepun, selama kira-kira 6 minit.[1][2] Gempa ini asalnya dilaporkan bermagnitud 7.9 MW oleh USGS, kemudian ditingkatkan kepada 8.8  MW, kemudian 8.9  MW,[26] dan akhirnya 9.0  MW.[3][27] Sendai merupakan bandaraya utama yang paling dekat dengan gempa, iaitu 130 km (81 batu) dari pusat gempa yang terletak 373 km (232 batu) dari ibu kota Tokyo.[2]

Gempa bumi terbesar ini didahului oleh beberapa kejutan depan yang kuat, dan disusuli oleh ratusan kejutan lanjur. Kejutan depan besar yang pertama berlaku pada 9 Mac dengan 7.2 MW, kira-kira 40 km (25 batu) dari pusat gempa 11 Mac, diikuti oleh tiga lagi pada hari yang sama dengan melebihi 6.0 MW.[2][28] Selepas gempa bumi terbesar pada 11 Mac, kejutan lanjur 7.0 MW dilaporkan pada jam 15:06 JST (6:06 UTC), diikuti oleh gegaran 7.4  MW pada jam 15:15 JST (6:16 UTC) dan 7.2  MW pada 15:26 JST (6:26 UTC).[29] Lebih 800 kejutan lanjur bermagnitud 4.5  MW ke atas telah berlaku sejak gempa bumi terbesar ini.[30]

Seminit sebelum gempa dirasai di Tokyo, sistem Amaran Awal Gempa Bumi yang dilengkapi dengan lebih 1,000 seismometer di Jepun, menghantar amaran akan datangnya gegaran kuat kepada jutaan penduduk. Adalah dipercayai bahawa amaran awal oleh Agensi Meteorologi Jepun ini telah menyelamatkan banyak nyawa.[31][32] Amaran kepada orang awam disampaikan kira-kira lapan saat selepas dikesannya gelombang P yang pertama, atau kira-kira 31 saat selepas berlakunya gempa bumi. Bagaimanapun, keamatan yang dianggarkan itu adalah lebih kecil daripada yang berlaku di sesetengah tempat di kawasan-kawasan Kanto dan Tohoku. Ini disangka adalah disebabkan oleh anggaran magnitud gempa yang lebih rendah, anggaran satah sesar yang lebih kecil, anggaran kepanjangan sesar yang lebih pendek, tidak diambil kiranya bentuk sesar, dan sebagainya.[33] Juga adanya kes-kes yang mana perbezaan besar antara anggaran keamatan oleh sistem Amaran Awal Gempa Bumi dengan keamatan sebenar yang berlaku ketika kejutan lanjur dan gempa bumi yang tercetus.[34]

Geologi

Peta gempa bumi Tōhoku dan kejutan-kejutan lanjurnya pada 11–14 MacSempadan kawasan hipopusat (Sumber: Ibu Pejabat Pemupukan Penyelidikan Gempa Bumi Jepun)

Gempa bumi ini berlaku di mana Plat Pasifik membenam di bawah plat di bawah Honshu utara; para saintis tidak sepakat tentang plat yang mana di bawah Honshu itu yang dimaksudkan.[13][35] Plat Pasifik yang bergerak pada kadar 8–9 cm (3.1–3.5 inci) setahun, mencondong ke bawah plat di bawah Honshu dan melepaskan sejumlah tenaga yang hebat. Gerakan ini menarik plat yang atas ke bawah hingga tekanan yang terkumpul cukup untuk mencetuskan kejadian seismik. Rekahan ini menyebabkan dasar laut naik beberapa meter.[35] Gempa bumi sekuat ini lazimnya berpecah sepanjang tidak kurang 480 km (300 batu) dan umumnya memerlukan permukaan sesar yang panjang dan cukup lurus. Oleh sebab sempadan plat dan zon benam di kawasan pecahan tidak lurus, maka adalah luar biasa bagi magnitud gempa bumi mencecah magntiud 8.5; kekuatan gempa yang sedemikian memeranjatkan ramai ahli seismologi.[36] Kawasan hipopusat gempa ini menjangkau dari luar pesisir Wilayah Iwate ke luar pesisir Wilayah Ibaraki.[37] Agensi Meteorologi Jepun berkata bahawa gempa bumi ini mungkin meletus dari Iwate ke Ibaraki dengan kepanjangan 500 km (310 batu) dan lebar 200 km (120 batu).[38][39] Analisa menunjukkan bahawa gempa bumi ini terdiri daripada serantaian tiga peristiwa.[40] Gempa bumi ini mungkin mempunyai mekanisme yang serupa dengan sebuah lagi gempa bumi raksasa pada tahun 869 yang dianggatkan bermagnitud gelombang permukaan (Ms) 8.6 dan juga menyebabkan tsunami besar.[41] Pernah juga berlakunya gempa bumi dan tsunami yang melanda kawasan Pantai Sanriku pada tahun-tahun 1896 dan 1933.

Tenaga

Kerosakan pada Menara Tokyo.

Gempa bumi ini melepaskan tenaga permukaan (Me) sebanyak 1.9 ± 0.5×1017 joule[42] yang dilesapkan sebagai tenaga gegaran dan tsunami yang hampir dua kali ganda gempa bumi dan tsunami Lautan Hindi 2004 bermagnitud 9.1 yang meragut 230,000 nyawa orang. Tenaga permukaan dari gempa bumi ini, jika dimanfaatkan, mampu menjana kuasa sebuah bandaraya sebesar Los Angeles selama setahun genap.[43] Jumlah tenaga yang dikeluarkan, juga dikenali sebagai momen seismik (M0), adalah lebih 200,000 kali ganda tenaga permukaan ini dan dihitung oleh USGS pada 3.9×1022 joule,[44] iaitu kurang sedikit berbanding gempa Lautan Hindi 2004, dan bersamaan dengan 9,320 gigaton TNT, atau kira-kira 600 juta kali tenaga bom atom yang melanda Hiroshima.

Kesan geofizik

Gempa ini menggerakkan sesetengah bahagian timur laut Jepun sebanyak 2.4 m (7.9 batu) ke arah Amerika Utara,[12][13] maka jisim bumi di bahagian-bahagian itu menjadi lebih luas daripada dahulu.[13] Bahagian-bahagian Jepun paling dekat dengan pusat gempa mengalami anjakan terbesar.[13] Regangan garis tepi pantai sepanjang 400 km (250 batu) menurun secara menegak sebanyak 0.6 m (2.0 batu), membolehkan tsunami untuk melanda daratan dengan lebih cepat dan lebih ke dalam.[13] Pada mulanya, adalah diduga bahawa plat Pasifik bergerak ke arah barat sebanyak 20 m (66 batu),[45] hingga 40 m (130 batu).[46] Pada 6 April, pasukan pengawal pinggir laut Jepun melaporkan bahawa gempa itu telah menganjakkan dasar laut sejauh 24 meter (79 batu) ke arah pusat gempa serta menaikkan dasar laut ke arah luar pesisir wilayah Miyagi sebanyak 3 meter.[47] Satu laporan oleh Agensi Sains dan Teknologi Bumi Samudera Jepun, yang diterbitkan dalam jurnal Science pada 2 Disember 2011, membuat kesimpulan bahawa dasar laut di kawasan antara pusat gempa dan Jurang Jepun bergerak 50 meter ke timur tenggara dan naik sekitar 7 meter kesan gempa ini. Laporan berkenaan juga menyatakan bahawa gempa itu turut menyebabkan beberapa kejadian tanah runtuh besar di dasar laut di kawasan yang terjejas.[48]

Pencecairan tanah di Koto, Tokyo

Gempa bumi ini memindahkan paksi bumi sebanyak sekitar 10 cm (4 in) dan 25 cm (10 in).[12][13][14] Sisihan ini telah menyebabkan beberapa perubahan kecil pada pergerakan bumi, termasuk tempoh putaran Bumi dalam sehari, kecondongan Bumi, dan fenomena kenining Chandler.[14] Kelajuan putaran Bumi meningkat, menyebabkan tempoh sehari susut 1.8 mikrosaat disebabkan pengagihan semula jisim Bumi.[49] Anjakan paksi ini disebabkan oleh pengagihan semula jisim permukaan Bumi yang mengubah momen inersia planet ini. Disebabkan keabadian momentum sudut, perubahan inersia yang sedemikian hanya menyebabkan perubahan kecil pada kadar putaran Bumi.[50] Inilah perubahan-perubahan yang diduga[14] bagi gempa bumi sekuat ini.[12][49]

Pencecairan tanah terbukti di kawasan-kawasan tanah tebus guna di sekitar Tokyo, terutamanya di Urayasu,[51] Chiba, Funabashi, Narashino (keempat-empatnya di Wilayah Chiba) dan Wad-Wad Koto, Edogawa, Minato, Chūō, dan Ōta di Tokyo. Kira-kira 30 buah rumah atau bangunan musnah dan 1,046 buah lagi bangunan menerima kerosakan.[52] Lapangan Terbang Haneda yang dibina atas tanah tebus guna berdekatan, tidak diapa-apakan. Odaiba turut mengalami pencecairan, tetapi kesannya tidak ketara.[53]

Peta pemerhatian keamatan seismik yang berpunca daripada kejutan gempa terbesar.

Gempa Susulan

Jepun mengalami lebih 1000 gempa susulan sejak gempa bumi ini berlaku, yang mana kira-kira 60 daripadanya mencatat magnitud melebihi 6.0 Mw dan tiga daripadanya melebihi 7.0 Mw. Dua gempa bermagnitud 7.7 Mw dan 7.9 Mw berlaku pada 11 Mac[54], sementara gempa yang ketiga melanda luar pesisir pada 7 April pada magnitud yang diragui. Pusat gempanya berada di dasar laut, 66 km (41 batu) jauhnya dari pantai. Agensi Meteorologi Jepun menetapkan magnitud 7.4 MJMA, tetapi USGS merendahkannya kepada 7.1 Mw.[55] Sekurang-kurangnya empat orang terkorban, dan bekalan elektrik teputus di sebahagian besar utara Jepun, termasuk terputusnya kuasa elektrik luaran kepada Loji Kuasa Nuklear Higashidōri dan Loji Pemprosesan Semula Rokkasho.[56][57][58] Empat hari kemudian iaitu pada 11 April, satu lagi kejutan lanjur bermagnitud 6.6 Mw melanda Fukushima, menyebabkan lebih banyak kemusnahan dan meragut tiga nyawa.[59][60]