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
แผ่นดินไหวดังกล่าวเกิดขึ้นในมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตกที่ระดับความลึกค่อนข้างน้อยเพียง 32 กิโลเมตร โดยศูนย์กลางแผ่นดินใหญ่อยู่ห่างจากคาบสมุทรโอชิกะ ภาคโทโฮกุ ประมาณ 72 กิโลเมตร เป็นเวลาอย่างน้อยหกนาที นครใหญ่ที่ใกล้จุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวที่สุดคือเซ็นไดบนเกาะฮนชู เกาะหลักของญี่ปุ่น ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหว 130 กิโลเมตร กรุงโตเกียวอยู่ห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหว 373 กิโลเมตร แผ่นดินไหวดังกล่าวเกิดขึ้นหลังแผ่นดินไหวนำอย่างรุนแรง และมีรายงานแผ่นดินไหวตามอีกหลายร้อยครั้งตามมา ฟอร์ช็อก (แผ่นดินไหวนำ) ใหญ่ครั้งแรกเป็นเหตุแผ่นดินไหวนำความรุนแรง 7.2 แมกนิจูด เมื่อวันที่ 9 มีนาคม ห่างจากจุดที่เกิดแผ่นดินไหวเมื่อวันที่ 11 มีนาคมไปอย่างน้อย 40 กิโลเมตร ตามด้วยฟอร์ช็อกอีกสามครั้งที่เกิดขึ้นในวันเดียวกัน ซึ่งล้วนแต่ความรุนแรงมากกว่า 6 แมกนิจูด หลังเกิดแผ่นดินไหว อาฟเตอร์ช็อกความรุนแรง 7.0 แมกนิจูด ได้รับรายงานเมื่อเวลา 15.06 น. (ตามเวลาท้องถิ่น) ตามด้วย 7.4 เมื่อเวลา 15.15 น. และ 7.2 เมื่อเวลา 15.26 น. อาฟเตอร์ช็อกมากกว่าแปดร้อยครั้งมีความรุนแรงมากกว่า 4.5 แมกนิจูดตั้งแต่เกิดแผ่นดินไหวหลัก อาฟเตอร์ช็อกเป็นไปตามกฎโอโมริ ซึ่งกล่าวว่า อัตราอาฟเตอร์ช็อกลดลงแปรผันตรงกับเวลาตั้งแต่แผ่นดินไหวหลัก ดังนั้น อาฟเตอร์ช็อกจึงเกิดขึ้นน้อยลงเมื่อเวลาผ่านไป แต่อาจเกิดขึ้นเรื่อย ๆ อีกหลายปี