แผ่นดินไหว
แผ่นดินไหววัดโดยใช้การสังเกตจากไซสโมมิเตอร์ (seismometer) มาตราขนาดโมเมนต์เป็นมาตราที่ใช้มากที่สุดซึ่งทั่วโลกรายงานแผ่นดินไหวที่มีขนาดมากกว่าประมาณ 5 สำหรับแผ่นดินไหวอีกจำนวนมากที่ขนาดเล็กกว่า 5 แมกนิจูด สำนักเฝ้าระวังแผ่นดินไหวแต่ละประเทศจะวัดด้วยมาตราขนาดท้องถิ่นเป็นส่วนใหญ่ หรือเรียก มาตราริกเตอร์ สองมาตรานี้มีพิสัยความถูกต้องคล้ายกันในเชิงตัวเลข แผ่นดินไหวขนาด 3 หรือต่ำกว่าส่วนใหญ่แทบไม่รู้สึกหรือรู้สึกได้เบามาก ขณะที่แผ่นดินไหวตั้งแต่ขนาด 7 อาจก่อความเสียหายรุนแรงเป็นบริเวณกว้าง ขึ้นอยู่กับความลึก แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์มีขนาดมากกว่า 9 เล็กน้อย แม้จะไม่มีขีดจำกัดว่าขนาดจะมีได้ถึงเท่าใด แผ่นดินไหวใหญ่ล่าสุดที่มีขนาด 9.0 หรือมากกว่า คือ แผ่นดินไหวขนาด 9.0 ที่ประเทศญี่ปุ่นเมื่อปี 2554 และเป็นแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกในญี่ปุ่น ความรุนแรงของการสั่นสะเทือนวัดโดยมาตราเมร์กัลลีที่ถูกดัดแปลง หากตัวแปรอื่นคงที่ แผ่นดินไหวที่อยู่ตื้นกว่าจะสร้างความเสียหายแก่สิ่งก่อสร้างมากกว่าแผ่นดินไหวที่อยู่ลึกกว่า
แผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิในโทโฮกุ พ.ศ. 2554
แผ่นดินไหวนอกชายฝั่งแปซิฟิกโทโฮกุ พ.ศ. 2554 () เป็นแผ่นดินไหวเมกะทรัสต์เกิดใต้ทะเล ขนาด 9.0 แมกนิจูด นอกชายฝั่งญี่ปุ่น เกิดขึ้นเมื่อเวลา 14.46 น. ตามเวลามาตรฐานญี่ปุ่น (05:46 UTC) เมื่อวันที่ 11 มีนาคม พ.ศ. 2554 จุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหวมีรายงานว่า อยู่นอกชายฝั่งตะวันออกของคาบสมุทรโอชิกะ ภาคโทโฮกุ โดยมีจุดเกิดแผ่นดินไหวอยู่ลึกลงไปใต้พื้นดิน 32 กิโลเมตร นับเป็นเหตุการณ์แผ่นดินไหวครั้งรุนแรงที่สุดในประวัติศาสตร์ญี่ปุ่น และเป็นหนึ่งในห้าแผ่นดินไหวครั้งรุนแรงที่สุดของโลกเท่าที่มีการบันทึกสมัยใหม่มาตั้งแต่ พ.ศ. 2443 และก่อให้เกิดคลื่นสึนามิทำลายล้างซึ่งสูงที่สุดถึง 40.5 เมตร ในมิยาโกะ จังหวัดอิวาเตะ ภาคโทโฮกุ บางพื้นที่พบว่าคลื่นได้พัดพาลึกเข้าไปในแผ่นดินลึกถึง 14 กิโลเมตร และมีคลื่นที่เล็กกว่าพัดไปยังอีกหลายประเทศหลายชั่วโมงหลังจากนั้น ได้มีการประกาศเตือนภัยสึนามิและคำสั่งอพยพตามชายฝั่งด้านแปซิฟิกของญี่ปุ่นและอีกอย่างน้อย 20 ประเทศ รวมทั้งชายฝั่งแปซิฟิกทั้งหมดของประเทศอเมริกาเหนือและอเมริกาใต้ ซึ่งนอกเหนือไปจากการสูญเสียชีวิตและการทำลายล้างโครงสร้างพื้นฐานของญี่ปุ่นแล้ว คลื่นสึนามิดังกล่าวยังก่อให้เกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์ขึ้น ซึ่งหลัก ๆ เป็นอุบัติเหตุแกนปฏิกรณ์ปรมาณูหลอมละลายระดับ 7 ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง และการกำหนดพื้นที่อพยพได้มีผลกระทบถึงราษฎรนับหลายแสนคน แผ่นดินไหวดังกล่าวรุนแรงเสียจนทำให้เกาะฮนชูเลื่อนไปทางตะวันออก 2.4 เมตร พร้อมกับเคลื่อนแกนหมุนของโลกไปเกือบ 10 เซนติเมตร