Das Tōhoku-Erdbeben 2011 (japanisch 平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震, Heisei 23-nen (2011-nen) Tōhoku-chihō taiheiyō-oki jishin, dt. „Erdbeben an der Pazifik-Küste vor der Tōhoku-Region 2011“ bzw. 東日本大震災, Higashi-Nihon daishinsai, dt. „Große Erdbebenkatastrophe Ost-Japans“) war ein großes Seebeben vor der Sanriku-Küste der japanischen Region Tōhoku. Es ereignete sich am 11. März 2011 um 14:46:23 Uhr Ortszeit (06:46:23 Uhr MEZ). Das Epizentrum lag vor der Küste der Präfektur Miyagi etwa 370 Kilometer nordöstlich von Tokio und 130 km östlich von Sendai und löste Tsunami-Flutwellen aus, die eine Fläche von über 500 km² der japanischen Pazifikküste überfluteten und an einigen Stellen 10 km weit ins Landesinnere vorgedrungen sein sollen. In Bezug auf die Ausdehnung der betroffenen Fläche handelt es sich um das größte bekannte Tsunami-Ereignis der japanischen Geschichte. Von den rund 600.000 durch den Tsunami betroffenen Einwohnern wurden etwa 3,5 % getötet.
Die Anzahl der menschlichen Opfer betrug 22.318 (Stand: 1. März 2023). Laut Statistik der Brand- und Katastrophenschutzbehörde vom 8. März 2024 erhöhte sich die Zahl der Opfer weiter auf 22.325, von denen 19.775 bei den Katastrophen ums Leben kamen, während 2.550 vermisst blieben. Nach Polizeiangaben wurden in Folge der beiden Naturkatastrophen 15.900 Menschen als tot gemeldet, während 2.520 vermisst blieben (Stand: Ende Februar 2024).
Circa 470.000 Menschen mussten in den folgenden Tagen evakuiert und in Notunterkünften untergebracht werden. Rund 400.000 Gebäude sind vollständig oder teilweise eingestürzt.
Die Stärke des Erdbebens wird vom United States Geological Survey (USGS) mit der Momenten-Magnitude 9,1 Mw angegeben. Das Hypozentrum des Erdbebens lag nach diesen Angaben in etwa 32 Kilometer Tiefe. Nach Angaben der Japan Meteorological Agency hatte das Beben eine Stärke von 9,0 Mw bzw. 8,4 Mjma; das Hypozentrum verorteten sie in einer Tiefe von 24 Kilometern. In Kurihara im Norden der Präfektur Miyagi erreichte das Beben die maximale Intensität von 7 auf der JMA-Skala. Es gilt als stärkstes Beben in Japan seit Beginn der dortigen Erdbebenaufzeichnungen und löste in der Region neben dem Tsunami (lokal wurden bis zu 40 Meter Auflaufhöhe erreicht) mittelbar oder unmittelbar Unfälle in mehreren Kernkraftwerken Ostjapans aus, insbesondere am Standort Fukushima-Daiichi, der von einem 14 Meter hohen Tsunami getroffen wurde. Erdbeben, Tsunami und die Nuklearkatastrophe von Fukushima werden zusammen auch als Dreifachkatastrophe bezeichnet.
Das Erdbeben in der Nähe der Ostküste von Honshū ereignete sich als Ergebnis einer Überschiebung an der komplexen Plattengrenze zwischen der Pazifischen Platte und der Nordamerikanischen Platte. In diesem Bereich bewegt sich die Pazifische Platte mit einer Geschwindigkeit von durchschnittlich 83 mm pro Jahr in Bezug auf die Nordamerikanische Platte westwärts.
Diese Geschwindigkeit der Kontinentaldrift ist indes ein Durchschnittswert, der bei normaler seismischer Aktivität deutlich niedriger liegt, bis die sich aufbauende Spannung durch ein Erdbeben plötzlich entspannt. Im Zusammenhang mit dem Tōhoku-Erdbeben kam es nach ersten Schätzungen zu einer ruckartigen Bewegung von mindestens fünf Metern.
Beim Japangraben schiebt sich die Pazifische Platte unter den südlichsten Ausläufer der Nordamerikanischen Platte und subduziert zusammen mit ihr weiter nach Westen unter die Eurasische Platte. Manche Seismologen unterteilen diese Region in mehrere Mikroplatten, die in der Kombination zu den Bewegungen zwischen der Pazifischen, Nordamerikanischen und Eurasischen Platte führen – insbesondere werden die Ochotsk-Platte und die Amur-Mikroplatte im jeweiligen Teil Nordamerikas und Eurasiens benannt.
Seit 1973 ereigneten sich beim Japangraben neun Erdbebenereignisse mit einer Magnitude größer als 7. Das stärkste davon ereignete sich im März 2011 mit einer Stärke von 9,1. Ein Erdbeben mit einer Magnitude von 7,7 mit Epizentrum 75 km weiter westlich führte zum Tod von 22 Personen und mehr als 400 Verletzten. Im Dezember 2008 ereigneten sich vier mäßige Erdbeben (Magnitude 5,3–5,8) in einem Umkreis von 20 km zum Zentrum des Tōhoku-Erdbebens.
Das Erdbeben und die Auswirkungen des Tsunamis wurden mit dem Jōgan-Erdbeben 869 verglichen, welches eine Magnitude von MW 8,1 bis 8,4 hatte. Andere starke Erdbeben in dieser Gegend waren das Meiji-Sanriku-Erdbeben 1896 und das Shōwa-Sanriku-Erdbeben 1933.
Dem Erdbeben gingen eine Reihe signifikanter Vorbeben voraus, beginnend am 9. März mit einem Erdbeben der Magnitude 7,2 Mw (das Epizentrum lag hier etwa 40 km entfernt vom Epizentrum des Tōhoku-Erdbebens), gefolgt von drei weiteren Erdbeben mit einer Magnitude größer als 6,0 Mw in der folgenden Nacht.
Das Beben begann relativ langsam mit recht starken Auf- und Abwärtsbewegungen, auch als P-Wellen bekannt. Nach nicht genau genannter Zeit (ca. 20 bis 30 Sekunden) kamen sehr viel heftigere Horizontalbewegungen oder S-Wellen hinzu, die aber eine recht geringe Frequenz, also langsame Bewegung aufwiesen. Anschließend bewegte sich der Boden in einer rollenden Bewegung vergleichbar der Bewegung eines Bootes bei mittlerem Seegang. Zu diesem Rollen kamen anfangs im Minutentakt die Erschütterungen der Nachbeben. Das Hauptbeben hatte insgesamt eine Dauer von ungefähr 5 Minuten.
Nach Angaben des Geoforschungszentrums Potsdam riss bei dem Beben die Erdkruste innerhalb von dreieinhalb Minuten auf einer Länge von 400 km bis in 60 km Tiefe auf. Es kam zu Plattenbewegungen von bis zu 27 m horizontal und 7 m vertikal. Das Erdbeben verursachte in einigen Gebieten ausgedehnte Absenkungen (Subsidenz). In der Stadt Rikuzentakata kam es beispielsweise zu Absenkungen von 84 Zentimetern. In Onahama, Iwaki, wurde die Küste durch das Erdbeben um 40 cm abgesenkt, an der Oshika-Halbinsel um bis zu 120 cm. Dadurch wurde die Überflutungsgefahr der Küsten erhöht. Die Absenkungen führten bei Hochwasser zu Überflutungen von Küstengebieten und Straßen und beeinträchtigten oftmals die lokalen Bemühungen um Erholung und Wiederaufbau. In der Sendai-Ebene erhöhte sich die Gefährdung durch Sturmfluten und Überschwemmungen signifikant. Die Fläche des Gebietes, das unter dem mittleren Meeresspiegel lag, hat sich nach dem Erdbeben laut Laserprofilermittlung des MLIT von 3 auf 16 Quadratkilometern mehr als verfünffacht.
Das Erdbeben verschob die Hauptinsel Honshū um 2,4 Meter nach Osten und die Figurenachse der Erde um 16 Zentimeter. Zudem verringerte sich durch die Änderung der Massenverteilung das Trägheitsmoment der Erde, so dass sich die Erde seitdem etwas schneller dreht. Die Tageslänge verkürzte sich um 1,8 Mikrosekunden.
Das Gebiet, in dem das Erdbeben spürbar war – mit Intensität shindo: auf der JMA-Skala von 1 oder höher – umfasste alle vier Hauptinseln Japans. Das Erdbeben hatte bis in den Nordosten des Großraums Tokio schwerste Auswirkungen mit shindo von 6-jaku („schwache 6“) oder höher in den folgenden Gebieten:
Beim Hauptbeben wurde eine Energie von 1,9 × 1017 Joule freigesetzt. Anschaulich entspricht dies umgerechnet dem TNT-Äquivalent von 45 Megatonnen oder etwa der Energie der größten Kernwaffe, welche bisher gezündet wurde.
Laut Daten des United States Geological Survey (USGS) folgten dem Hauptbeben zahlreiche Nachbeben. Das schwerste mit einer Magnitude von 7,9 Mw ereignete sich eine halbe Stunde später um 15:15 Uhr (Ortszeit); ihm waren zwei kräftige Erdstöße der Stärke 6,4 Mw gegen 15:06 Uhr (Ortszeit) vorausgegangen.
Am 7. April trat in 66 km Entfernung von Sendai bzw. 40 km vor der Oshika-Halbinsel ein weiteres starkes Nachbeben der Magnitude 7,1 auf, gefolgt von einem Beben mit einer Stärke von 7,0 am 11. April (JMA, 6,6 nach USGS), diesmal jedoch nur 6 km vor der Küste von Iwaki in der Präfektur Fukushima.
Bis zum 20. Mai hat das Meteorologische Amt Japans (JMA) 539 Nachbeben mit einer Magnitude von 5,0 oder mehr, 72 Nachbeben mit einer Magnitude von 6,0 oder mehr und fünf Nachbeben mit einer Magnitude von 7,0 oder mehr gemessen.