Thảm họa này mạnh 7,8 độ theo thang Mercalli, 9 độ theo thang đo riêng của Cơ quan Khí tượng Nhật Bản và thang Moment của Mỹ và 9,1 độ theo thang Richter. Đây là trận động đất mạnh nhất trong lịch sử nước Nhật.
Khi một mảng kiến tạo trượt hoặc hút chìm bên dưới mảng khác, các đường nối rải rác trên bề mặt của nó sẽ cọ sát vào đáy của mảng bên trên. Tuy nhiên, một nghiên cứu năm 2008 cho rằng ma sát này không đủ gây ra các chấn động mà Nhật Bản phải hứng chịu.
Nhưng dữ liệu mới cho thấy điều ngược lại.
Thông tin địa chấn thu thập được dưới đáy đại dương gần Nhật Bản cho thấy các núi lửa ngầm gặp phải lực cản rất lớn khi chúng cưỡi trên một mảng hút chìm, đôi khi còn bị mắc kẹt.
Lực ma sát mà riêng phần có núi lửa phải hứng chịu rất mạnh. Ứng suất tích tụ ở cạnh đầu của núi lửa theo thời gian, khi phần có núi lửa kẹt lại, các phần xung quanh lại tiếp tục di chuyển.
Sự tích tụ này không thể tiếp tục vô tận. Sẽ đến lúc ứng suất này đủ lớn để kéo trượt vật thể bị mắc kẹt vào trong.
Sức căng giải phóng đột ngột tạo nên một lực bùng nổ, làm rung chuyển các mảng kiến tạo đang chồng lên nhau, gây ra một loạt động đất mới.
Theo TS Lee, núi lửa này có thể là nguyên nhân của các trận động đất cổ xưa hơn, bao gồm trận động đất gây ra thảm họa sóng thần năm 1677 ở Nhật Bản.
Điều này sẽ còn tiếp tục vì các mảng kiến tạo vẫn di chuyển.
Các mảng kiến tạo có thể hiểu nôm na là các mảnh vỏ của Trái Đất, chúng liên tục di chuyển, trượt đè lên nhau, cõng theo các mảng đại dương và lục địa. Đó là lý do đất đai Trái Đất nhiều lần tập hợp thành siêu lục địa rồi lại phân rã.