Már az első elemzések is azt sejtetik, hogy ez lesz a legalaposabban tanulmányozott földrengés, amióta csak műszerekkel mérik e jelenségeket.
Az egyesült államokbeli Memphisben április 14-én tartott szeizmológiai konferencián, melyről a New Scientist közölt tudósítást, a világ négy sarkából érkezett geológusok számoltak be legfrissebb kutatási eredményeikről. Az esemény példátlan alaposságú, és még korántsem teljes leírása arra utal, hogy sok korábbi elméleti megfontolást kell alaposan újragondolni.

Mi is történik valójában? Japán keleti partvidékén egy ún. szubdukciós zóna húzódik, melynek mentén a csendes-óceáni lemez az észak-amerikai (kontinentális) lemez alá bukik. Ez a folyamat a maga természetes módján, mint minden hasonló helyen a világon, időről időre földrengéseket vált ki és élénk vulkáni tevékenységet tart életben. A kutatók a Tohoku-földrengés (Tohokunak nevezik Honsu-sziget északi régióját) elemzésekor azt találták, hogy a többi hasonló helyhez képest a törészóna furcsábban viselkedett, mint eddig bárhol bármilyen hasonló struktúra. Egy alábukási övezetben a törészóna szinte mindig két irányban nyílik fel. Ha pl. egy ilyen zóna észak–déli irányú, akkor vagy dél, vagy észak felé, vagy egyidejűleg mindkét irányban. Eric Kiser és munkatársai (Harvard Egyetem) viszont a Tohoku régióban azt találták, hogy a törészóna minden irányban felszakadt, akárcsak egy csillagot formázó tűzijátékbomba. Ez a magyarázata annak, hogy a földrengés ennyire nagy hatású és pusztító volt. Némely törészóna erősen heterogén felépítésű, melyben egyes szakaszok – Matt Prichard (Cornell Egyetem) leegyszerűsített magyarázta szerint – tépőzárhoz hasonlóan viselkednek, mások pedig úgy, mintha be lennének olajozva. A tépőzáras szakaszok összetartják a kőzetlemezeket és elnyelik az alábukás során keletkező feszültségeket, az „olajos” szakaszok viszont lehetővé teszik, hogy a lemezek elcsússzanak egymáshoz képest. A Tohoku régióban e kétféle viselkedésminta nagyon összetett és veszélyes keverékét feltételezik, s ezért történhetett e hihetetlen mértékű energiafelszabadulás. Március 11-én, Kiser szerint, az energiafelszabadulás négy önálló zónában egyszerre történt meg, s e zónák mindegyikében volt már korábban erős földrengés. Még különösebb, hogy a csillag alakú felszakadások nagyjából 40 ezer km²-es területen történtek, ami sokkal kisebb, mint amit egy 9-es magnitúdójú földrengés esetében várnánk. Ha viszont a számtalan erős utórengés epicentrumait is figyelembe veszik, már 100 ezer km²-es területről beszélhetünk.

A memphisi konferencián Hiroo Kanamori, a Caltech (Pasadena) kutatója, arról számolt be, hogy a viszonylag kis zóna, ami március 11-én felszakadt, két részre osztható. Az egyik sekélyebb mélységben, a Japán-árok mentén húzódik és főként ennek a felszakadása váltotta ki a cunamit. A másik mélyebben fekszik a törészónában és közelebb a partvidékhez; ez okozhatta magát a földrengést, mely a szárazföldet sújtotta. Ehhez hasonlót, elmondása szerint, eddig még soha sehol nem tapasztaltak. Ugyancsak példa nélkülinek tartják, hogy a két kőzetlemez néhány percig tartó rengés során 60 métert (!) mozdult el egymáshoz képest. E szám még a sokat látott-hallott jelenlévő szakembereket is annyira meglepte, hogy rákérdeztek, jól értették-e. Lehetségesnek tartják azt is, hogy a két lemez hosszú időn át azért nem tudott elmozdulni egymáshoz képest, mert egy ún. fenékhegy akasztotta meg őket és hatalmas feszültség halmozódott fel. A fenékhegyek hajdani vulkánok, melyek akár a felszínre emelkedtek egykoron, akár nem, hatalmas méretűek, és az alábukó lemez hátán, mint óriási szállítószalagon utazva felemésztődnek a szubdukciós zónákban. Konkrétan a mostani esemény zónájában elenyészően ritkák az ilyen erejű rengések. Az úgynevezett megaföldrengések szinte mindig fiatal, még forró, gyorsan alábukó óceáni lemezek mentén pattannak ki, a szóban forgó lemezszakasz pedig, Japán északkeleti partvidékén, nagyjából 140 millió éves. Ezért Japánnál nem volt várható 7-esnél erősebb földrengés. Ebből az a következtetés, hogy gyakorlatilag bármilyen korú alábukási zónában történhetnek rendkívüli erejű földmozgások.

Nem véletlen, hogy amióta szeizmikus mérések folynak, az összes megarengést ilyen övezetekben, konkrétan a Csendes-óceánt övező tűzgyűrű területén regisztrálták. Egy másik cikkben a kutatók arról értekeztek, lehet-e kapcsolat a megaföldrengések között. E kérdésfelvetésre többek közt az a tény adott okot, hogy 2004 óta több óriási földrengés történt, mint a szeizmikus mérések történetében bármikor ennyi év alatt. Van, aki szerint a Tohoku-földrengés a 2004-es szumátrai esemény egy nagyon erős utórengése volt. „Páros” földrengések, ha ritkán is, de előfordulnak. Példának a 2006. novemberi Kuril-szigeteki 8,3-asmagnitúdójú rengést hozzák fel, amit két hónappal később ugyanott egy 8,1-es követett. Aligha kétséges, hogy a kettő között volt összefüggés, ám az utóbbi harminc év statisztikai elemzése nem mutatott szignifikáns bizonyítékot arra, hogy több éves különbséggel, egymástól több ezer kilométerre történő földrengések is kapcsolatba hozhatók egymással.