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=== 지반 이동 및 지반 침하 ===
[[파일:Subsidence in Shin-Urayasu Sta after 2011 Sendai earthquake.JPG|250px|섬네일|지반 침하 현상으로 땅이 꺼져버린 [[지바현]] [[우라야스시]]의 [[신우라야스 역]] 엘리베이터.]]
본진과 여진을 포함한 느린 미끄러짐 현상으로 큰 [[지각변동]]이 일어났다. 도호쿠 지방 전역이 동쪽으로 10cm 이상 이동 하는 등 그 영향은 매우 컸다. 도호쿠 지방부터 간토 지방까지 동북일본 지각은 원래는 태평양판이 아래로 섭입하면서 서쪽으로 지각변동을 받고 있었으나, 동일본대지진 이후에는 지각이 반대로 동쪽으로 응력을 받고 있으며, 이로 인해 지진 활동이 바뀔 수 있다는 우려가 나오고 있다. 또한 태평양판이 가라앉아 있는 곳 위의 육지에서 진원역 부근은 융기하고 있으며, 진원역 서쪽에서는 침강하고 있어 도호쿠에서 관동에 걸친 태평양 연안 전 지역이 일제히 [[지반 침하]] 현상이 일어나 2차 피해를 일으키고 있다. 진원에 가까운 지역일수록 이 지각변동 현상이 크게 일어나고 있는데, 연구에 따라서 진원 근처의 해저 지역은 동쪽으로 50m 이상 이동했다는, 세계 지진 관측 사상 유례없는 급격한 이동도 일어났다.
* 일본 국토지리원 추정에 따른 수직 방향의 최대 이동 지점은 미야기현 [[이시노마키시]] 아유카마하마(鮎川浜)의 [[전자기준점]]이 있는 "오시카 봉"(牡鹿)으로 1.14m 침강하였다.<ref name="침강" />
* 일본 국토지리원 추정에 따른 수평 방향의 최대 이동 지점은 미야기현 [[오나가와정]] 에지마의 이등[[삼각점]]이 있는 [[에노섬]] 지역으로 남동쪽으로 5.85m 이동했다.<ref name="침강">{{웹 인용 |url = http://www.gsi.go.jp/common/000062920.pdf |제목 = 県別の水平方向及び上下方向の最大変動量 |출판사 = 일본 국토지리원 |언어 = 일본어 |날짜 = 2011년 10월 28일 |확인날짜 = 2017년 7월 20일 |보존url = https://web.archive.org/web/20160717030358/http://www.gsi.go.jp/common/000062920.pdf |보존날짜 = 2016년 7월 17일 |깨진링크 = 아니오 }}</ref> 또한 이와테현 [[리쿠젠타카타시]]는 4.473m, [[도쿄도]] [[아다치구]]는 0.41m 이동했다. 이보다 더 멀리 떨어진 [[니가타현]] [[무라카미시]]는 1.41m, [[이시카와현]] [[와지마시]]는 0.58m, [[후쿠이현]] [[가쓰야마시]]는 0.26m, [[기후현]] [[히다시]]는 0.33m 이동했다. 또한, 3월 12일 [[나가노현 북부 지진 (2011년)|나가노현 북부 지진]]이 일어난 곳에서는 0.92m 정도 더 움직였다.<ref group="내용주">도호쿠 지방 태평양 해역 지진 본진만으로 인한 이동은 약 70cm인 것으로 추측하고 있다.</ref>
* 일본 국토지리원 추정에 따르면 일본 좌표계의 기준이 되는 원점인 도쿄도 [[미나토구 (도쿄도)|미나토구]] 아자부다이([[아자부마미아나초]])에 있는 [[일본경위도원점]]이 동쪽으로 약 27.67cm 이동했다. 일본 국회 앞마당에 있는 [[일본수심원점]]은 24mm 침강하였다.<ref group="내용주">[[쓰쿠바시]]에서의 [[초장기선 간섭 관측법]](VLBI) 측정과 [[GPS]] 측정값 비교를 통해 얻은 결과이다.</ref>
* [[일본 우주항공연구개발기구]]의 [[육지 관측 기술 위성]](ALOS) ‘[[다이치 (위성)|다이치]]’ 레이다를 통하여 2010년 10월 28일의 지질과, 본진 4일 후인 2011년 3월 15일 촬영한 L대역 [[합성개구레이다]] 비교 연구에서도 일본 본토에 광범위한 지각 변동이 있었던 것이 확인되었다.<ref>{{웹 인용 |url = http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/img_up/jdis_pal_tohokueq_110315.htm |제목 = 陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)による東北地方太平洋沖地震の緊急観測結果(6) |출판사 = 宇宙航空研究開発機構地球観測研究センター |언어 = 일본어 |확인날짜 = 2017년 7월 28일 |보존url = https://web.archive.org/web/20120107222113/http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/img_up/jdis_pal_tohokueq_110315.htm |보존날짜 = 2012년 1월 7일 |깨진링크 = 아니오 }}</ref>
* 일본 우주항공연구개발기구에서는 지진 피해 지역의 [[지구 관측 위성]] 사진을 공개하고 있다.<ref>{{웹 인용 |url = http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/gallery/lib_data/j3disaster.htm |제목 = 画像ギャラリー |출판사 = 宇宙航空研究開発機構地球観測研究センター |언어 = 일본어 |확인날짜 = 2017년 7월 28일 |보존url = https://web.archive.org/web/20170820161926/http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/gallery/lib_data/j3disaster.htm |보존날짜 = 2017년 8월 20일 |깨진링크 = 아니오 }}</ref> 또한 [[구글]] 사는 [[구글 어스]]와 [[구글 지도]]를 통해 일본 내 지진 피해 지역의 위성사진을 공개하고 있다.<ref>{{뉴스 인용 |url = http://car.jp.msn.com/news/technology/photos.aspx?cp-documentid=5027409 |제목 = 【東日本大地震】Google、被災地の衛星写真を公開 |저자 = 椿山和雄 |출판사 = レスポンス,(msnニュース配信) |언어 = 일본어 |날짜 = 2011년 3월 13일 |확인날짜 = 2017년 7월 28일 |보존url = https://web.archive.org/web/20110316233745/http://car.jp.msn.com/news/technology/photos.aspx?cp-documentid=5027409 |보존날짜 = 2011년 3월 16일}}</ref>
* [[일본 해상보안청]]이 발표한 해저기준점(해저에 설치한 전자기준점) 데이터를 분석한 결과, 본진 진원역 바로 위에 있는 "미야기 현 앞바다 1" 점이 동남동쪽으로 약 24m 이동하고 최대 3m 융기했다. 그 외에도 "미야기현 앞바다 2" 점은 동쪽으로 15m 이동하고 60cm 침강하였으며 "후쿠시마현 앞바다" 점은 동쪽으로 약 5m 이동하였다. "미야기현 앞바다 1" 점은 본진만으로 약 20m 정도 이동한 것으로 보이며, 이 값을 통해 해상에서의 지각 변동 이동은 육지의 약 4배 이상인 것으로 확인되었다(본진 3주 전과 3월 28-29일의 GPS 관측 비교<ref name="해저기준점">{{웹 인용 |url = http://mainichi.jp/select/weathernews/news/20110407k0000m040080000c.html |제목 = 東日本大震災:宮城県沖海底24メートル移動 海保が観測 - 毎日jp(毎日新聞) |출판사 = 마이니치 신문 |언어 = 일본어 |날짜 = 2011년 4월 7일 |확인날짜 = 2017년 7월 28일 |보존url = https://web.archive.org/web/20110407134136/http://mainichi.jp/select/weathernews/news/20110407k0000m040080000c.html |보존날짜 = 2011년 4월 7일}}</ref>).