지진
지진은 지구 내부의 에너지가 축적되어 암석의 파열이 일어나는 한계를 넘어설 때 일어나는데, 그 발생 장소를 진원역(震源域)이라 한다. 대규모의 지진일수록 진원역이 확대되어 수백 km에 이르는 경우도 있다. 진원역에서의 파괴는 한순간에 전체가 파괴되는 것이 아니라 한 점에서 시작되어 일정한 속도로 퍼져 나가는데, 파괴가 최초로 시작된 점이 진원(震源, focus)이며 대개 진원역 가장자리에 있다.
도호쿠 지방 태평양 해역 지진
동일본대지진의 진원지인 산리쿠는 포사 마그나 동쪽에 있는 동북일본 지역으로, 일본 육지가 있는 북아메리카 판(오호츠크 판)이 아오모리 현에서 치바 현을 잇는 일본 해구를 경계로, 태평양 위에 있는 태평양 판을 연간 약 8cm의 속도로 동남동쪽으로 밀고 있다. 태평양 판이 가라앉아 있는 일본 해구 지역은 규모 M7을 넘는 지진을 일으킬 수 있는 진원역이 다수 있으며, 동일본대지진이 일어나기 전 일본 지진조사위원회는 산리쿠 지역을 8개로 구분하여 지진 발생 주기와 일어날 확률을 추측했다.
이 중 미야기현 해역 지진은 30년 이내 M7.4급의 지진이 일어날 확률이 99%라는 가정이 나온 이후 2005년 M7.2 지진으로 판의 돌기 3부분 중 1부분만이 파괴되었다. 즉 2005년의 지진은 일부분만 온 것이라고 추측하고 있었고, 나중에 돌기 남은 2부분도 파괴되어 본진이 올 것이라 추측했다. 2007년에는 30년 내에 M8.1-8.3급의 지진이 올 확률이 99%가 넘을 것이라고 예측했다.