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戴維斯峽核電站：華夏公益教科書/2011年日本地震

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來自華夏公益教科書
黑暗圈（反核電影） 戴維斯峽核電站：華夏公益教科書
2011年日本地震 		2011年日本地震2

2011年東北地震，也稱為日本大地震，[1][2][fn 1]) 是發生在2011年3月11日星期五日本標準時間14:46（UTC時間05:46）日本海岸附近海域的一次矩震級9.0級（Mw）海底巨型逆衝地震，[3]

[4][5]震中位於日本東北地區牡鹿半島東約70公里處，震源深度約為32公里。 [3][6] 這是已知襲擊日本的最強烈的地震，也是自1900年現代記錄開始以來全球五次最強烈地震之一。 [5] [7][8] 地震引發的巨大海嘯高達38.9米[9]，襲擊了日本，在某些情況下甚至深入內陸10公里。[10] 除了人員傷亡和基礎設施破壞外，海嘯還引發了2011年日本核事故，其中最嚴重的是發生在福島第一核電站的持續性國際核事件等級7級事件和公里疏散區。 總成本可能超過3000億美元，使其成為歷史上最昂貴的自然災害。[11][12][13] 日本國家警察廳確認了日本18個縣的地震和海嘯傷亡人數，以及超過12.5萬棟損壞或倒塌的建築物。 地震和海嘯對日本造成了廣泛而嚴重的結構性破壞，包括道路和鐵路嚴重損壞，以及許多地區的火災，以及水壩坍塌。[10][14] 日本東北地區約有440萬戶家庭斷電，150萬戶家庭斷水。 [15] 許多發電機被毀壞，至少有三個核反應堆發生了爆炸，因為冷卻系統故障後，它們的外圍安全殼內部積聚了氫氣。 福島第一核電站方圓20公里和福島第二核電站方圓10公里內的居民被疏散。 此外，美國建議其公民從該工廠80公里範圍內撤離。[16]

日本首相菅直人說：“二戰結束後的65年裡，這是日本最艱難、最嚴峻的危機。”[17] 地震使本州島向東移動了2.4米，並將地球的自轉軸偏移了10釐米。 [18][19] 初步估計，僅地震造成的保險損失就達到145億至346億美元。

[20] 日本銀行於3月14日向銀行系統提供了15萬億日元（1830億美元），以努力恢復市場正常秩序。 [21]

地震

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9.0級矩震級（MW）海底地震發生在2011年3月11日日本標準時間14:46（UTC時間05:46），地點是西太平洋，深度約為32公里（19.9英里）[22]，震中位於日本東北地區牡鹿半島東約72公里（45英里）處，持續時間約為6分鐘。 [23][3] 最接近地震的城市是仙台，位於本州島，距離震中130公里（81英里）。 地震發生在東京以東373公里（232英里）處。 [3] 主震前發生了多次大型前震，並報告了數百次餘震。 第一次重大前震發生在3月9日，震級為7.2級MW，距離3月11日地震震中約40公里（25英里），當天還發生了另外三次超過6.0級MW的地震。 [3][24] 地震發生後，日本標準時間15:06報告了7.0級MW的餘震，隨後是15:15的7.4級餘震和15:26的7.2級餘震。 [25] 自主震以來，已經發生了超過800次震級4.5級或以上的地震。 [26] 美國地質調查局局長馬西亞·麥克努特解釋說，餘震遵循大森定律，可能會持續幾年，並隨著時間的推移逐漸消失。 [27]

在地震在東京感受到前一分鐘，包括日本 1000 多個地震儀的日本地震預警系統向數百萬民眾發出即將發生強烈震動的預警。日本氣象廳 (JMA) 相信早期預警拯救了許多人的生命。[28][29]

美國地質調查局 (USGS) 最初報告為 7.9 MW，震級很快被升級到 8.8，然後再次升級到 8.9，[30] 最後升級到 9.0。[4][31]

地質

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3 月 11 日至 14 日東北地震及餘震地圖。

這次地震發生在太平洋板塊俯衝到日本本州北部下方板塊之處的，具體是哪個板塊仍在科學家之間爭論。[19][32] 太平洋板塊以每年 8 到 9 釐米 (3.1 到 3.5 英寸) 的速度移動，向下俯衝到本州下方板塊，釋放出巨大的能量。這種運動將上方的板塊往下拉，直到壓力積累到足以引起地震。斷裂導致海底上升數米。[32] 這種規模的地震通常會有至少 480 公里 (300 英里) 的斷裂長度，通常需要一個長而相對筆直的斷層表面。由於斷裂區域的板塊邊界和俯衝帶並不十分筆直，因此地震震級超過 8.5 並不常見；這次地震的震級讓一些地震學家感到驚訝。[33] 這次地震的震源區從巖手縣近海延伸到茨城縣近海。[34] 日本氣象廳表示，此次地震可能從巖手縣到茨城縣斷裂了長 500 公里 (310 英里)，寬 200 公里 (120 英里) 的斷層帶。[35][36] 分析表明，這次地震由一組三個事件組成。[37] 這次地震的機制可能與 869 年三陸地震和海嘯相似，即 869 年另一場估計表面波震級 (Ms) 為 8.6 的大地震，也引發了巨大的海嘯。[38] 其他發生海嘯的大地震發生在 1896 年明治三陸地震和 1933 年三陸地震。[38]

在宮城縣栗原市的日本氣象廳地震烈度等級上，強烈的震動記錄到了 7 級。另外三個縣—— 福島縣、茨城縣和栃木縣——在日本氣象廳等級上記錄到了 6 級以上。巖手縣、群馬縣、埼玉縣和千葉縣的地震臺站測到了 6 級以下，東京記錄到了 5 級以上。

能量

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對東京鐵塔的損壞

這次地震釋放了 1.9±0.5×1017 焦耳的表面能量 (Me)，[39] 作為震動和海嘯能量消散，幾乎是 2004 年造成 23 萬人死亡的 9.1 級 2004 年印度洋地震和海嘯的兩倍。麥納特在一次採訪中說：“如果我們能利用這次地震的 [表面] 能量，它將能為洛杉磯大小的城市供電整整一年。”[27] 釋放的總能量，也稱為地震矩 (M0)，是表面能量的 20 萬倍以上，美國地質調查局計算為 3.9×1022 焦耳，[40] 略低於 2004 年印度洋地震。這相當於 9,320 千兆噸 TNT，或大約是廣島和長崎原子彈爆炸能量的 6 億倍。

日本國家防災科學技術研究所 (NIED) 計算出的峰值地面加速度為 2.99g (29.33 米/秒²)。[41][fn 2] 日本最大的單次記錄為 2.7g，位於宮城縣，距離震中 75 公里；東京都市區的最高讀數為 0.16g。[44]

地球物理影響

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地震使日本東北部部分地區向北美移動了 2.4 米 (7.9 英尺)，[18][19] 使日本部分陸地比以前更寬。[19] 最靠近震中的日本部分地區經歷了最大的變化。[19] 一段長 400 公里 (250 英里) 的海岸線垂直下降了 0.6 米 (2.0 英尺)，使海嘯能夠更快地向陸地推進。[span>19] 一項早期估計表明，太平洋板塊可能向西移動了高達 20 米 (66 英尺)，[45] 另一項早期估計將滑移量定為高達 40 米 (130 英尺)。[46] 4 月 6 日，日本海岸警衛隊表示，地震使震中附近的海底移動了 24 米 (79 英尺)，並將宮城縣海岸外的海底抬升了 3 米。[47]

東京江東區

地震使地球繞固定軸的自轉軸移動了 25 釐米 (9.8 英寸)。這種偏差導致了一系列小的行星變化，包括地球的自轉時間和地球的傾斜。[48] 由於地球質量的重新分佈，地球自轉速度加快，縮短了 1.8 微秒的一天。[49] 軸向偏移是由於地球表面質量重新分佈造成的，這改變了地球的慣性矩。由於角動量守恆，這種慣性變化會導致地球自轉速度發生微小變化。[50] 這些是這種規模地震的預期變化。[48][18][49]

東京周圍的填海地區，尤其是千葉縣浦安市，[51] 千葉市、船橋市、成田市（均位於千葉縣）以及東京江東區、江戶川區、港區、中央區和大田區，都出現了土壤液化現象。大約 30 戶人家或建築物被毀，另外 1,046 棟建築物受到不同程度的損壞。[52] 附近主要建在填海土地上的羽田機場沒有受到損壞。臺場也出現了液化現象，但損壞很小。[53]

地震發生兩天後，九州的活火山新燃嶽火山噴發。該火山曾在 2011 年 1 月噴發過；目前尚不清楚後來的噴發是否與地震有關。[span>54] 在南極洲，據報道地震產生的地震波導致威蘭斯冰流滑動了約 0.5 米 (1.6 英尺)。[55]

[[File:Shindomap 2011-03-11 Tohoku earthquake.png|thumb|225px|根據地震的日本氣象廳地震烈度等級繪製的地圖

國際研究人員首次發現地震對地球自轉造成如此巨大影響的跡象，來自於美國地質調查局，該機構負責監測全球定位系統（GPS）在世界各地的站臺。調查小組在震中附近安裝了多個GPS監測器，其中一個位於震中。位於震中的GPS站證明，由於地球分裂，日本至少擴大了13英尺。這促使政府研究人員著手探究地震對地球造成其他大規模影響的方式。美國宇航局噴氣推進實驗室的科學家進行了一些計算，並確定地震改變了地球的自轉，導致現在每天縮短了1.8微秒。實際上，這段時間基本可以忽略不計。沒有人能感覺到自己的白天縮短了不到2微秒。然而，科學家對這一發現感到著迷，並認為它在其他方面可能很重要。

[56]

美國宇航局首席研究人員之一理查德·格羅斯博士解釋了地震及其對地球自轉和一天時間的影響為何很重要。格羅斯解釋說，即使是1.8微秒的差異對他的團隊來說也很重要，因為它影響著飛往火星的航天器的導航方式。如果這些變化沒有被注意到並考慮在內，太空任務很可能失敗，數百萬美元的尖端技術將被浪費。格羅斯指出，地球的自轉並不平穩；他將地球的運動比作一輛在軸上搖晃的老車。地震就像有人用錘子敲擊汽車的軸，導致其發生偏移，汽車行駛方式發生變化。這就是日本地震發生的情況。強烈地震就像錘子擊打地球的軸，導致其以略微不同的方式旋轉。[57]

餘震

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自地震發生以來，日本經歷了超過900次餘震，其中約60次超過6.0級，3次超過7.0級。3月11日發生7.7級和7.9級地震[58]，以及2011年4月7日的宮城地震|第三次地震，震級存在爭議。震中位於水下，距離仙台海岸66公里（41英里）。日本氣象廳測定的震級為7.4級，而美國地質調查局將其下調至7.1級。[59] 至少有4人喪生，日本北部大部分地區斷電，包括東通核電站和六ヶ所再處理廠的外部電源中斷。[60][61][62]

截至|2011|5|19餘震仍在繼續；一張定期更新的地圖顯示了過去七天內所有震級4.5級及以上的餘震[63]，顯示了超過20個事件。


DART站，距離東京東南方向690海里

地震發生於日本標準時間14:46，距離日本海岸最近點約67公里（42英里），初步估計表明海嘯需要10到30分鐘才能到達首先受到影響的地區，然後根據海岸線的地理位置到達更北和更南的地區。[64][65] 地震發生後一個多小時，即日本標準時間15:55，觀測到海嘯淹沒仙台機場，該機場位於宮城縣海岸附近，[66][67] 海浪席捲汽車和飛機，並淹沒各種建築物，然後向內陸移動。[68][69] 日本放送協會（NHK）新聞直升機拍攝了海嘯對仙台機場及周邊地區的影響，畫面顯示當地道路上許多車輛試圖逃離逼近的海浪，最終被海浪吞噬。[70] 4米高的海嘯襲擊了巖手縣。[71] 仙台|仙台市的若林區也遭受了特別嚴重的打擊。[72] 至少有101個指定的防海嘯疏散點被海浪襲擊。[73]

與2004年印度洋地震和海嘯類似，儘管這次海嘯造成的破壞範圍要小得多，但其造成的死亡和破壞要遠超地震本身。有報道稱日本海嘯襲擊的地區出現了整個城鎮被摧毀的情況，其中包括宮城縣|南三陸町失蹤的9500人；[74] 到2011年3月14日，該鎮已經找到了1000具屍體。[75]

導致海嘯死亡人數居高不下的幾個因素之一是，海嘯的規模遠遠超出了預期。幾個受災城市的海嘯防護牆都是根據較小的海嘯高度設計的。此外，許多被海嘯捲走的人認為他們所處的位置足夠高，可以安全無虞。[76]

仙台機場跑道上的海嘯洪水

久慈和大船渡幾乎完全被摧毀。[77][78] 巖手縣|陸前高田也被摧毀，據報道海嘯在那裡高達三層樓。[79][80][81]據報道，其他被海嘯摧毀或嚴重損害的城市包括巖手縣|釜石市、巖手縣|宮古市、巖手縣|大槌町和巖手縣|山田町（巖手縣）、福島縣|浪江町、福島縣|相馬市和福島縣|南相馬市（福島縣），以及宮城縣|七濱町、宮城縣|東松島市、宮城縣|女川町、宮城縣|名取市、宮城縣|石卷市和宮城縣|氣仙沼市（宮城縣）。[82][83][84][85][86][87][88] 海嘯造成的最嚴重影響出現在從北海道|襟裳岬北部到茨城縣|大洗町南部的670公里（420英里）長的海岸線上，該地區大部分破壞發生在地震發生後的一個小時內。[89] 在大洗町附近，人們拍攝了海嘯產生的巨大漩渦的畫面。[90] 海嘯沖走了通往宮島的唯一一座橋樑，使島上的900名居民與外界隔絕。[91] 在地震發生後約2個半小時，千葉縣|旭市等城市遭受了2米高的海嘯襲擊，造成嚴重破壞。[92]

2011年3月13日，日本氣象廳（JMA）公佈了地震後日本沿海地區觀測到的海嘯資料。這些觀測資料包括以下地點和時間於2011年3月11日地震發生後（日本標準時間14:46）記錄到的海嘯最大高度：[93]

  • 日本標準時間15:12 - 巖手縣|釜石市附近 - 6.8米（22英尺）
  • 日本標準時間15:15 - 大船渡 - 3.2米（10英尺）或更高
  • 日本標準時間15:20 - 宮城縣|石卷市鯰川 - 3.3米（11英尺）或更高
  • 日本標準時間15:21 - 巖手縣|宮古市 - 4.0米（13.1英尺）或更高
  • 日本標準時間15:21 - 釜石 - 4.1米（13英尺）或更高
  • 日本標準時間15:44 - 北海道|襟裳町昭屋 - 3.5米（11英尺）
  • 15:50 JST - 福島縣相馬市|相馬市 - 7.3 米（24 英尺）或更高
  • 16:52 JST - 茨城縣大洗町 - 4.2 米（14 英尺）

這些讀數來自日本氣象廳（JMA）在日本海岸線周圍維護的記錄站。許多地區也受到 1 到 3 米（3.3 到 9.8 英尺）高浪的影響，JMA 公告還包含以下警告：“在部分海岸，海嘯高度可能超過觀測站記錄的數值。”最早記錄的海嘯最大值讀數的時間範圍從 15:12 到 15:21，在地震發生後 26 到 35 分鐘之間。公告還包括初始海嘯觀測細節，以及受海嘯波影響的海岸線更詳細的地圖。[94][95]

2011 年 3 月 23 日，港口和機場研究所在訪問港口地點或透過海上遙測後報告了海嘯高度，如下：[96][97]

檔案：20110311Houshu.ogg|thumb|NOAA 海嘯傳播動畫

  • 八戶港 - 5-6 米（16-19 英尺）
  • 八戶港地區 - 8-9 米（26-29 英尺）
  • 巖手縣久慈市|久慈市 - 8-9 米（26-29 英尺）
  • 繫泊（船舶）|巖手縣中部近海繫泊 GPS 波高計|巖手縣（宮古市|宮古） - 6 米（20 英尺）
  • 巖手縣釜石市|釜石市 - 7-9 米（23-30 英尺）
  • 巖手縣南部近海繫泊 GPS 波高計|巖手縣（釜石市|釜石） - 6.5 米（22 英尺）
  • 巖手縣大船渡市|大船渡市 - 9.5 米（31 英尺）
  • 大船渡市地區湧浪高度|大船渡地區 - 24 米（79 英尺）
  • 宮城縣北部近海繫泊 GPS 波高計|宮城縣 - 5.6 米（18 英尺）
  • 宮城縣女川町漁港|女川町 - 15 米（50 英尺）
  • 宮城縣石卷市|石卷市 - 5 米（16 英尺）
  • 宮城縣中部近海繫泊 GPS 波高計|宮城縣 - 無法測量
  • 宮城縣鹽釜市|鹽釜 - 仙台港鹽釜區 - 4 米（13 英尺）
  • 鹽釜 - 仙台港仙台區 - 8 米（26 英尺）
  • 仙台機場地區 - 12 米（39 英尺）

橫濱國立大學和東京大學的聯合研究小組還報告說，大船渡市綾裡白浜的海嘯高達約 30 米。他們在海灣上方的高懸崖上發現了散落的漁具。[98] 在巖手縣太郎地區，東京大學的一位研究人員報告稱，估計的海嘯高度為 37.9 米（124 英尺），到達了距離海岸線約 200 米（656 英尺）的山坡。[99] 此外，在巖手縣宮古市重茂半島姉吉漁港距離海岸線 400 米（1,312 英尺）的附近山坡上，東京海洋大學發現估計的海嘯湧浪高度為 38.9 米（127 英尺）。[9] 截至報告日期，這一高度被認為是日本歷史上超過 1896 年明治三陸地震 38.2 米（125 英尺）的記錄高度。[100]

照片

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一隻被海嘯困在中途島沙灘上的黑腹海燕，在獲救前。


為迎接海嘯的到來，智利皮奇萊穆的漁船被轉移到高地。

I

地面沉降

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檔案：Subsidence in Shin-Urayasu Sta after 2011 Sendai earthquake.JPG|thumb|right|新浦安站電梯井附近的地面沉降和土壤液化

日本國土地理院報告了 2011 年 4 月 14 日透過全球定位系統（GPS）測量到的三角測量站高度相對於先前值的土地沉降。[101]

  • 巖手縣宮古市 - 0.50 米（1.64 英尺）
  • 巖手縣山田町 - 0.53 米（1.73 英尺）
  • 巖手縣大槌町 - 0.35 米（1.14 英尺）[102]
  • 巖手縣釜石市 - 0.66 米（2.16 英尺）
  • 巖手縣大船渡市 - 0.73 米（2.39 英尺）
  • 巖手縣陸前高田市 - 0.84 米（2.75 英尺）
  • 宮城縣気仙沼市 - 0.74 米（2.42 英尺）
  • 宮城縣南三陸町 - 0.69 米（2.26 英尺）
  • 宮城縣牡鹿半島|宮城縣 - 1.2 米（3.93 英尺）[102]
  • 宮城縣石卷市 - 0.78 米（2.55 英尺）
  • 宮城縣東松島市 - 0.43 米（1.41 英尺）
  • 宮城縣巖沼市 - 0.47 米（1.54 英尺）
  • 福島県相馬市 - 0.29 米（0.95 英尺）


科學家們表示，這種沉降是永久性的。因此，相關社群現在更容易受到高潮期間洪水的影響。[103]

傷亡

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在名取市的廢墟中設立的紀念碑。

日本國家警察廳證實地震影響了日本的 18 個縣。縣官員和共同社援引當地官員的話說，在地震後的第二天，宮城縣南三陸町|南三陸町約有 9500 人下落不明，約佔該鎮人口的一半。[104] 同一天，NHK 報道稱，僅巖手縣的死亡人數可能達到 10,000。[68] 3 月 14 日，共同社報道稱，在宮城縣的兩處海岸發現了約 2000 具屍體。[105] 截至 2011 年 4 月 12 日，《讀賣新聞》報道稱，有 282 人死於地震後相關因素，例如暴露於寒冷和潮溼的天氣、傳染病和感染、不衛生的環境，或無法獲得對先前病情的適當醫療護理。[106]

截至 2011 年 4 月 11 日，在 13,135 名遇難者中，有 12,143 人（即 92.5%）死於溺水。60 歲及以上遇難者佔死亡人數的 65.2%，總遇難者中 24% 在 70 多歲。[107]

仙台到仙台灣之間的海嘯破壞情況。

救助兒童會報告說，多達 10 萬名兒童流離失所，其中一些兒童與家人失散，因為地震發生在學校上課時間。[108] 截至 2011 年 4 月 10 日，日本厚生勞動省|厚生勞動省表示，他們已經知道至少有 82 名兒童在災難中成為孤兒。[109] 截至 2011 年 4 月 28 日，地震和海嘯造成 378 名小學生、中學生和高中生死亡，另有 158 人失蹤。[110] 宮城縣石卷市的一所小學，大川小學，失去了 108 名學生中的 74 人，以及 13 名教師和工作人員中的 10 人。[111][112][113]

日本外務省確認了 19 名外國人的死亡。[114] 其中包括兩名來自美國的英語教師，他們隸屬於 JET 專案|日本交換和教學專案；[115] 一名來自加拿大的傳教士，在宮城縣鹽釜市|鹽釜市；[116] 以及中國、朝鮮和韓國、臺灣、巴基斯坦和菲律賓的公民。

據報道，海嘯期間，有四列載有乘客數量不詳的客運列車在沿海地區消失。[117] 其中一列列車，在仙石線，在早上被發現脫軌；所有乘客都被警用直升機救起。[118] 《明鏡週刊》後來報道稱，在宮城縣失蹤的五列火車已經找到，所有乘客都安全，儘管這一資訊無法得到當地確認。[119]

3 月 11 日協調世界時 9:30，Google 人員搜尋器，此前曾用於 2010 年海地地震|海地、2010 年智利地震|智利和 2011 年克賴斯特徹奇地震|新西蘭克賴斯特徹奇地震，開始收集有關倖存者及其位置的資訊。[120][121] 最近親屬|最近親屬登記處 (NOKR) 正在協助日本政府查詢失蹤或死亡人員的最近親屬。[122]

日本葬禮通常是隆重的佛教儀式，包括火化。然而，成千上萬的遺體超出了現有火葬場和停屍房的容量，其中許多設施遭到破壞，[123][124] 而且也缺乏煤油（每次火化需要 50 升）和用於儲存遺體的乾冰。 [125] 例如，宮城縣東松島的唯一一家火葬場每天只能處理四具遺體，儘管那裡已經發現了數百具遺體，還有數百人失蹤。 [126] 因此，政府和軍隊被迫將許多遺體埋葬在匆忙挖掘的亂葬崗中，儀式簡陋或沒有儀式，儘管死者親屬被承諾以後會進行火化。 [127]

據報道，海嘯在日本以外地區造成了一些人員死亡。一名男子在印度尼西亞巴布亞省的查亞普拉被海浪捲走身亡。 [128] 據說一名男子試圖在加利福尼亞州克雷森特城南部的克萊馬斯河河口拍攝正在逼近的海嘯時，被海浪捲走。 [span>129][span>130][span>131] 他的屍體於 4 月 2 日在俄勒岡州福特史蒂文斯州立公園的海灘上被發現，距離發現地約 330 英里。 [132][span>133]

損壞和影響

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陸前高田地區被海嘯捲走後的全景

地震和由此引發的海嘯造成的損害程度和範圍巨大，其中大部分損害是由海嘯造成的。受災最嚴重的城鎮的影片片段顯示，幾乎只剩下瓦礫堆，幾乎沒有建築物的任何部分倖存。 [134] 損失估計高達數百億美元；災區地震前後的衛星照片顯示許多地區遭受了巨大破壞。 [135][136] 儘管日本投入了相當於數十億美元的資金用於建設防海嘯海堤，這些海堤沿其 34,751 公里（21,593 英里）海岸線至少 40% 的長度，高達 12 米（39 英尺），但海嘯還是越過了海堤，甚至還摧毀了一些海堤。 [137]

日本國家警察廳於 2011 年 4 月 3 日表示，地震和海嘯摧毀或損壞了 19 萬座建築物。其中，45,700 座建築物被摧毀。受損建築物包括宮城縣的 29,500 座建築物、巖手縣的 12,500 座建築物和福島縣的 2,400 座建築物。 [138] 地震和海嘯在日本造成了估計 2500 萬噸的瓦礫和碎屑。 [139]

核電站

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福島第一、福島第二、女川核電站和東海核電站共計 11 座反應堆在地震發生後自動關閉。 [140] 位於東北海岸的東通核電站也已關閉，進行定期檢查。反應堆關閉後需要冷卻來去除衰變熱，並保持乏燃料池的溫度。備用冷卻過程由各工廠和六所核燃料再處理廠的應急柴油發電機供電。 [141] 在福島第一和第二核電站，海嘯波浪越過海堤，摧毀了柴油備用電源系統，導致福島第一核電站出現嚴重問題，包括三次大爆炸和放射性洩漏。超過 20 萬人被疏散。 [span>142]

4 月 7 日的地震餘震導致六所核燃料再處理廠和東通核電站失去外部供電，但備用發電機能夠正常執行。女川核電站失去了 4 條外部供電線路中的 3 條，並失去了長達 80 分鐘的冷卻功能。女川發生了幾升放射性水洩漏事件。 [span>143]

歐洲能源專員岡特·奧廷格於 3 月 15 日在歐洲議會發表講話，解釋說這場核災難是“世界末日”。 [144] 隨著核危機進入第二個月，專家們認識到，福島第一核電站並非有史以來最嚴重的核事故，但它是最複雜的。 [145]

福島第一和第二核電站

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福島核電站的破壞情況

福島第一核電站冷卻系統失效後，日本宣佈進入緊急狀態，導致附近居民撤離。 [146][147] 日本原子力安全保安院官員報告說，工廠內部的輻射水平高達正常水平的 1000 倍， [148] 而工廠外部的輻射水平高達正常水平的 8 倍。 [span>149] 後來，位於南部約 11 公里（7 英里）的福島第二核電站也宣佈進入緊急狀態。 [150] 這使得有問題的反應堆總數達到六個。 [151]

據報道，在福島、栃木、群馬、東京、千葉、埼玉和新潟的自來水中檢測到放射性碘，在福島、栃木和群馬的自來水中檢測到放射性銫。 [152][153][154] 放射性銫、碘和鍶 [155] 也在福島部分地區的土壤中被檢測到。可能需要更換受汙染的土壤。 [156] 日本多個地區的食物產品也被發現被放射性物質汙染。 [span>157] 2011 年 4 月 5 日，茨城縣政府禁止捕撈沙丁魚，因為發現該物種的放射性銫含量超過了法律限度。 [158]

女川核電站

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鬆散的牲畜在疏散區漫遊

地震發生後，女川核電站的汽輪機部分發生火災。 [141][159] 火災發生在一棟容納汽輪機的建築物內，該建築物與工廠的反應堆分開， [span>146] 並很快被撲滅。 [160] 該工廠作為預防措施被關閉。 [161]

3 月 13 日，由於對奧納加瓦核電站的輻射讀數暫時[162] 超過了該地區允許的水平，該核電站宣佈了最低級別的緊急狀態。[163][164] 東北電力公司表示，這可能是由於福島第一核電站事故造成的輻射，但並非來自奧納加瓦核電站本身。[165]

在 4 月 7 日的餘震中，奧納加瓦核電站失去了 4 條外電線路中的 3 條，冷卻功能失效長達 80 分鐘。奧納加瓦發生了幾升放射性水洩漏。[143]

東海核電站

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東海核電站 2 號反應堆自動關閉。[140] 3 月 14 日報道稱，該反應堆的冷卻系統泵已停止工作；[166] 然而，日本原子能公司表示，還有第二個冷卻系統泵在執行，但用於為冷卻系統供電的三臺柴油發電機中有兩臺已停止工作。[167]

港口

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File:Ship on the port CROP.jpg|thumb|仙台港船隻和起重機受損 File:2011despuesdeltsunami.jpg|thumb|仙台港附近受損地區 地震發生後，日本所有港口都短暫關閉，但東京及以南的港口很快重新開放。災區共有 15 個港口。八戶、仙台、石卷和小野濱的東北港口被摧毀，而千葉港（服務於碳氫化合物行業）和日本第九大集裝箱港口茨城縣鹿島也受到影響，但程度較輕。日立那珂、日立、相馬、鹽釜、氣仙沼、大船渡、釜石和宮古的港口也遭到破壞，並對船隻關閉。[168] 到 2011 年 3 月 29 日，所有 15 個港口都重新開放，但航運量有限。[169]

東京港受到輕微損壞；地震的影響包括港口建築冒出可見的煙霧，部分港口區域被淹沒，包括東京迪士尼樂園停車場發生土壤液化。[170][171]

水壩決堤

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位於須賀川的藤沼灌溉水壩決堤，[172] 造成洪水，沖走房屋。[173] 到早上，有 8 人失蹤，發現了 4 具屍體。[174][175][176] 據報道，一些當地人試圖在水壩完全決堤前修復洩漏。[177] 3 月 12 日，對 252 座水壩進行了檢查，發現 6 座土壩壩頂有淺裂縫。一座混凝土重力壩的水庫發生了輕微的、不嚴重的邊坡失穩。所有受損水壩均在執行，沒有問題。地震區內有 4 座水壩無法到達。道路暢通後，將派遣專家進行進一步調查。[span>178]

水

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災難發生後，據報道至少有 150 萬戶家庭失去了供水。[15][span>179] 到 2011 年 3 月 21 日，這一數字降至 104 萬。[180]

電力

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日本電力分配網路地圖顯示了 50 赫茲系統和 60 赫茲系統之間的地理分界線

據東北電力公司 (TEP) 稱，日本東北部約 440 萬戶家庭斷電。[181] 地震發生後，一些核電站和常規發電站離線，導致東京電力公司 (TEPCO) 的總容量減少了 21 吉瓦。[span>182] 由於地震造成的電力短缺，3 月 14 日開始輪流停電。[span>183] 通常提供約 40 吉瓦電力的東京電力公司 (TEPCO) 宣佈，目前只能提供約 30 吉瓦電力。這是因為現在大東京地區使用的電力中約 40% 來自新潟縣和福島縣的反應堆。[span>184] 第一次地震發生時，福島第一核電站和福島第二核電站的反應堆自動離線，並在地震和隨後的海嘯中遭受了重大損壞。預計持續到 4 月底的三小時輪流停電將影響東京、神奈川縣、靜岡縣東部、山梨縣、千葉縣、茨城縣、埼玉縣、栃木縣和群馬縣。 [185] 關東地區的消費者自願減少用電量，幫助減少了預計停電的頻率和持續時間。[span>186] 到 2011 年 3 月 21 日，北部斷電的家庭數量降至 242,927 戶。[180]

File:Devastation in Minamisōma after tsunami.jpg|thumb|left|電力傳輸線路損壞

東北電力公司目前無法為關東地區提供額外的電力，因為東北電力公司的發電廠在地震中也遭到了破壞。関西電力株式會社 (Kepco) 無法共享電力，因為其系統執行頻率為 60 赫茲，而東京電力公司和東北電力公司執行的系統頻率為 50 赫茲；這是由於 19 世紀 80 年代早期的工業和基礎設施發展，導致日本沒有統一的國家電網。[187] 靜岡縣和長野縣各有一個變電站，可以進行頻率轉換，並將電力從関西電力輸送到關東和東北地區，但它們的輸電能力僅限於 1 吉瓦。由於許多發電廠受損，東日本電力生產水平恢復到震前水平可能需要數年時間。[188]

為了幫助緩解電力短缺，關東地區的三家鋼鐵製造商正在將其內部常規發電站生產的電力貢獻給東京電力公司，以便將其分配給公眾。住友金屬工業可以生產高達 500 兆瓦的電力，JFE 控股/JFE 鋼鐵可以生產 400 兆瓦的電力，而日本製鋼可以生產 500 兆瓦的電力。[189]

石油、天然氣和煤炭

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File:Cosmo Oil explosion 2 20110311CROP.jpg|thumb|upright|200px|位於千葉縣市原的 Cosmo Oil 石油精煉廠發生火災 地震導致位於東京東部的千葉縣市原的 Cosmo Oil 公司一家日產量 220,000 桶的[span>190] 石油精煉廠起火，[span>191] 而其他精煉廠則因安全檢查和斷電而停止生產。[span>192][span>193] 在仙台，日本最大的煉油商日本石油/JX 日油 & 能源擁有一家日產量 145,000 桶的煉油廠也被地震點燃。[190] 工人們被疏散，[194] 但海嘯預警阻礙了滅火工作，直到 3 月 14 日，官員們才計劃滅火。[span>190]

一位分析師估計，由於燃燒化石燃料的備用發電廠試圖彌補日本11吉瓦核電容量的損失，各種型別的石油消費量可能會增加至多每天30萬桶（以及液化天然氣）。[195][196]

仙台市擁有的液化天然氣進口工廠遭到嚴重破壞，供應至少中斷一個月。[197]

交通

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File:Rokko-Bridge fell,Namegata-city,Japan.jpg|thumb|right|一條被損壞並切斷的高速公路橋

日本的交通網路遭受嚴重破壞。通往日本北部的東北高速公路的許多路段都遭到破壞。高速公路直到2011年3月24日才重新開放給公眾使用。[198][199] 東京的所有鐵路服務都暫停，估計有20,000人在全市的主要車站滯留。[200] 在地震發生後的幾個小時內，一些火車服務恢復了。[201] 大多數東京地區的火車線路在第二天（3月12日）恢復了全面服務。[202] 兩萬名滯留的遊客在3月11日至12日晚上住在東京迪士尼樂園內。[203]

海嘯波浪在日本標準時間15:55[66] 淹沒了仙台機場，也就是初次地震發生後大約一個小時，造成了嚴重破壞。成田國際機場和羽田機場在地震發生後都短暫暫停運營，但損失很小，並在24小時內恢復了運營。[171] 11架飛往成田的客機改降到附近的橫田空軍基地。[204][205]

File:Shinchi Sta 20110404.jpg|thumb|left|新地車站的遺蹟

日本各地各種火車服務也被取消，JR東日本在當天剩餘時間內暫停所有服務。[206] 據報道，有四列在沿海線上的火車與運營商失去聯絡；其中一列是仙台線上的四節車廂列車，發現脫軌，乘客在第二天早上 8 點左右獲救。[207] JR東日本的 70 條線路中有 62 條在一定程度上遭受了損壞；[169] 在受災最嚴重的地區，7 條線路上的 23 個車站被沖毀，680 個地點的軌道遭到損壞或丟失，福島第一核電站周圍 30 公里半徑內的地區無法評估損失情況。[208]

進出東京的新幹線列車沒有脫軌，但它們的運營也被暫停。[171] 東海道新幹線當天晚些時候恢復了有限的服務，並在第二天恢復了正常運營，而上越新幹線和北陸新幹線則在 3 月 12 日晚些時候恢復了服務。山形新幹線的服務於 3 月 31 日恢復，但列車數量有限。[209]

東北新幹線是受災最嚴重的線路，JR東日本估計，從倒塌的車站屋頂到彎曲的電力塔，這條線路上的 1,100 個路段需要維修。東北新幹線上的服務僅在 3 月 15 日的關東地區部分恢復，在東京站和那須鹽原站之間每小時往返一次。[210] 東北地區的運營於 3 月 22 日在盛岡站和新青森站之間部分恢復。[211] 秋田新幹線的服務於 3 月 18 日恢復，但列車數量有限。[212]

被衝上山坡的火車從女川站被沖走

氣仙沼線上的南三陸站除了站臺外，其他部分都被夷為平地；[213] 軼事證據表明這條線路以及其他沿海線路（包括石卷線和仙台線）遭受了嚴重破壞。

從 3 月 14 日開始，福島核電站危機引發的輪流停電對東京周圍的鐵路網造成了深遠的影響。主要的鐵路開始以 10-20 分鐘的間隔執行列車，而不是通常的 3-5 分鐘的間隔，一些線路只在高峰時段執行，而另一些則完全關閉；值得注意的是，東海道本線、橫須賀線、總武本線和中央總武線在當天都被停止運營。[214] 這導致首都幾乎癱瘓，車站排起了長隊，許多人無法上班或回家。鐵路運營商在接下來的幾天裡逐漸增加了運力，到 3 月 17 日，運力約為 80%，緩解了最嚴重的乘客擁堵情況。

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