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戴维斯峡核电站：维基教科书/2011年日本地震

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黑暗圈（反核电影） 戴维斯峡核电站：维基教科书
2011年日本地震 		2011年日本地震2

2011年东北地震，也称为日本大地震，[1][2][fn 1]) 是发生在2011年3月11日星期五日本标准时间14:46（UTC时间05:46）日本海岸附近海域的一次矩震级9.0级（Mw）海底巨型逆冲地震，[3]

[4][5]震中位于日本东北地区牡鹿半岛东约70公里处，震源深度约为32公里。 [3][6] 这是已知袭击日本的最强烈的地震，也是自1900年现代记录开始以来全球五次最强烈地震之一。 [5] [7][8] 地震引发的巨大海啸高达38.9米[9]，袭击了日本，在某些情况下甚至深入内陆10公里。[10] 除了人员伤亡和基础设施破坏外，海啸还引发了2011年日本核事故，其中最严重的是发生在福岛第一核电站的持续性国际核事件等级7级事件和公里疏散区。 总成本可能超过3000亿美元，使其成为历史上最昂贵的自然灾害。[11][12][13] 日本国家警察厅确认了日本18个县的地震和海啸伤亡人数，以及超过12.5万栋损坏或倒塌的建筑物。 地震和海啸对日本造成了广泛而严重的结构性破坏，包括道路和铁路严重损坏，以及许多地区的火灾，以及水坝坍塌。[10][14] 日本东北地区约有440万户家庭断电，150万户家庭断水。 [15] 许多发电机被毁坏，至少有三个核反应堆发生了爆炸，因为冷却系统故障后，它们的外围安全壳内部积聚了氢气。 福岛第一核电站方圆20公里和福岛第二核电站方圆10公里内的居民被疏散。 此外，美国建议其公民从该工厂80公里范围内撤离。[16]

日本首相菅直人说：“二战结束后的65年里，这是日本最艰难、最严峻的危机。”[17] 地震使本州岛向东移动了2.4米，并将地球的自转轴偏移了10厘米。 [18][19] 初步估计，仅地震造成的保险损失就达到145亿至346亿美元。

[20] 日本银行于3月14日向银行系统提供了15万亿日元（1830亿美元），以努力恢复市场正常秩序。 [21]

地震

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9.0级矩震级（MW）海底地震发生在2011年3月11日日本标准时间14:46（UTC时间05:46），地点是西太平洋，深度约为32公里（19.9英里）[22]，震中位于日本东北地区牡鹿半岛东约72公里（45英里）处，持续时间约为6分钟。 [23][3] 最接近地震的城市是仙台，位于本州岛，距离震中130公里（81英里）。 地震发生在东京以东373公里（232英里）处。 [3] 主震前发生了多次大型前震，并报告了数百次余震。 第一次重大前震发生在3月9日，震级为7.2级MW，距离3月11日地震震中约40公里（25英里），当天还发生了另外三次超过6.0级MW的地震。 [3][24] 地震发生后，日本标准时间15:06报告了7.0级MW的余震，随后是15:15的7.4级余震和15:26的7.2级余震。 [25] 自主震以来，已经发生了超过800次震级4.5级或以上的地震。 [26] 美国地质调查局局长马西亚·麦克努特解释说，余震遵循大森定律，可能会持续几年，并随着时间的推移逐渐消失。 [27]

在地震在东京感受到前一分钟，包括日本 1000 多个地震仪的日本地震预警系统向数百万民众发出即将发生强烈震动的预警。日本气象厅 (JMA) 相信早期预警拯救了许多人的生命。[28][29]

美国地质调查局 (USGS) 最初报告为 7.9 MW，震级很快被升级到 8.8，然后再次升级到 8.9，[30] 最后升级到 9.0。[4][31]

地质

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3 月 11 日至 14 日东北地震及余震地图。

这次地震发生在太平洋板块俯冲到日本本州北部下方板块之处的，具体是哪个板块仍在科学家之间争论。[19][32] 太平洋板块以每年 8 到 9 厘米 (3.1 到 3.5 英寸) 的速度移动，向下俯冲到本州下方板块，释放出巨大的能量。这种运动将上方的板块往下拉，直到压力积累到足以引起地震。断裂导致海底上升数米。[32] 这种规模的地震通常会有至少 480 公里 (300 英里) 的断裂长度，通常需要一个长而相对笔直的断层表面。由于断裂区域的板块边界和俯冲带并不十分笔直，因此地震震级超过 8.5 并不常见；这次地震的震级让一些地震学家感到惊讶。[33] 这次地震的震源区从岩手县近海延伸到茨城县近海。[34] 日本气象厅表示，此次地震可能从岩手县到茨城县断裂了长 500 公里 (310 英里)，宽 200 公里 (120 英里) 的断层带。[35][36] 分析表明，这次地震由一组三个事件组成。[37] 这次地震的机制可能与 869 年三陆地震和海啸相似，即 869 年另一场估计表面波震级 (Ms) 为 8.6 的大地震，也引发了巨大的海啸。[38] 其他发生海啸的大地震发生在 1896 年明治三陆地震和 1933 年三陆地震。[38]

在宫城县栗原市的日本气象厅地震烈度等级上，强烈的震动记录到了 7 级。另外三个县—— 福岛县、茨城县和栃木县——在日本气象厅等级上记录到了 6 级以上。岩手县、群马县、埼玉县和千叶县的地震台站测到了 6 级以下，东京记录到了 5 级以上。

能量

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对东京铁塔的损坏

这次地震释放了 1.9±0.5×1017 焦耳的表面能量 (Me)，[39] 作为震动和海啸能量消散，几乎是 2004 年造成 23 万人死亡的 9.1 级 2004 年印度洋地震和海啸的两倍。麦纳特在一次采访中说：“如果我们能利用这次地震的 [表面] 能量，它将能为洛杉矶大小的城市供电整整一年。”[27] 释放的总能量，也称为地震矩 (M0)，是表面能量的 20 万倍以上，美国地质调查局计算为 3.9×1022 焦耳，[40] 略低于 2004 年印度洋地震。这相当于 9,320 千兆吨 TNT，或大约是广岛和长崎原子弹爆炸能量的 6 亿倍。

日本国家防灾科学技术研究所 (NIED) 计算出的峰值地面加速度为 2.99g (29.33 米/秒²)。[41][fn 2] 日本最大的单次记录为 2.7g，位于宫城县，距离震中 75 公里；东京都市区的最高读数为 0.16g。[44]

地球物理影响

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地震使日本东北部部分地区向北美移动了 2.4 米 (7.9 英尺)，[18][19] 使日本部分陆地比以前更宽。[19] 最靠近震中的日本部分地区经历了最大的变化。[19] 一段长 400 公里 (250 英里) 的海岸线垂直下降了 0.6 米 (2.0 英尺)，使海啸能够更快地向陆地推进。[span>19] 一项早期估计表明，太平洋板块可能向西移动了高达 20 米 (66 英尺)，[45] 另一项早期估计将滑移量定为高达 40 米 (130 英尺)。[46] 4 月 6 日，日本海岸警卫队表示，地震使震中附近的海底移动了 24 米 (79 英尺)，并将宫城县海岸外的海底抬升了 3 米。[47]

东京江东区

地震使地球绕固定轴的自转轴移动了 25 厘米 (9.8 英寸)。这种偏差导致了一系列小的行星变化，包括地球的自转时间和地球的倾斜。[48] 由于地球质量的重新分布，地球自转速度加快，缩短了 1.8 微秒的一天。[49] 轴向偏移是由于地球表面质量重新分布造成的，这改变了地球的惯性矩。由于角动量守恒，这种惯性变化会导致地球自转速度发生微小变化。[50] 这些是这种规模地震的预期变化。[48][18][49]

东京周围的填海地区，尤其是千叶县浦安市，[51] 千叶市、船桥市、成田市（均位于千叶县）以及东京江东区、江户川区、港区、中央区和大田区，都出现了土壤液化现象。大约 30 户人家或建筑物被毁，另外 1,046 栋建筑物受到不同程度的损坏。[52] 附近主要建在填海土地上的羽田机场没有受到损坏。台场也出现了液化现象，但损坏很小。[53]

地震发生两天后，九州的活火山新燃岳火山喷发。该火山曾在 2011 年 1 月喷发过；目前尚不清楚后来的喷发是否与地震有关。[span>54] 在南极洲，据报道地震产生的地震波导致威兰斯冰流滑动了约 0.5 米 (1.6 英尺)。[55]

[[File:Shindomap 2011-03-11 Tohoku earthquake.png|thumb|225px|根据地震的日本气象厅地震烈度等级绘制的地图

国际研究人员首次发现地震对地球自转造成如此巨大影响的迹象，来自于美国地质调查局，该机构负责监测全球定位系统（GPS）在世界各地的站台。调查小组在震中附近安装了多个GPS监测器，其中一个位于震中。位于震中的GPS站证明，由于地球分裂，日本至少扩大了13英尺。这促使政府研究人员着手探究地震对地球造成其他大规模影响的方式。美国宇航局喷气推进实验室的科学家进行了一些计算，并确定地震改变了地球的自转，导致现在每天缩短了1.8微秒。实际上，这段时间基本可以忽略不计。没有人能感觉到自己的白天缩短了不到2微秒。然而，科学家对这一发现感到着迷，并认为它在其他方面可能很重要。

[56]

美国宇航局首席研究人员之一理查德·格罗斯博士解释了地震及其对地球自转和一天时间的影响为何很重要。格罗斯解释说，即使是1.8微秒的差异对他的团队来说也很重要，因为它影响着飞往火星的航天器的导航方式。如果这些变化没有被注意到并考虑在内，太空任务很可能失败，数百万美元的尖端技术将被浪费。格罗斯指出，地球的自转并不平稳；他将地球的运动比作一辆在轴上摇晃的老车。地震就像有人用锤子敲击汽车的轴，导致其发生偏移，汽车行驶方式发生变化。这就是日本地震发生的情况。强烈地震就像锤子击打地球的轴，导致其以略微不同的方式旋转。[57]

余震

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自地震发生以来，日本经历了超过900次余震，其中约60次超过6.0级，3次超过7.0级。3月11日发生7.7级和7.9级地震[58]，以及2011年4月7日的宫城地震|第三次地震，震级存在争议。震中位于水下，距离仙台海岸66公里（41英里）。日本气象厅测定的震级为7.4级，而美国地质调查局将其下调至7.1级。[59] 至少有4人丧生，日本北部大部分地区断电，包括东通核电站和六ヶ所再处理厂的外部电源中断。[60][61][62]

截至|2011|5|19余震仍在继续；一张定期更新的地图显示了过去七天内所有震级4.5级及以上的余震[63]，显示了超过20个事件。


DART站，距离东京东南方向690海里

地震发生于日本标准时间14:46，距离日本海岸最近点约67公里（42英里），初步估计表明海啸需要10到30分钟才能到达首先受到影响的地区，然后根据海岸线的地理位置到达更北和更南的地区。[64][65] 地震发生后一个多小时，即日本标准时间15:55，观测到海啸淹没仙台机场，该机场位于宫城县海岸附近，[66][67] 海浪席卷汽车和飞机，并淹没各种建筑物，然后向内陆移动。[68][69] 日本放送协会（NHK）新闻直升机拍摄了海啸对仙台机场及周边地区的影响，画面显示当地道路上许多车辆试图逃离逼近的海浪，最终被海浪吞噬。[70] 4米高的海啸袭击了岩手县。[71] 仙台|仙台市的若林区也遭受了特别严重的打击。[72] 至少有101个指定的防海啸疏散点被海浪袭击。[73]

与2004年印度洋地震和海啸类似，尽管这次海啸造成的破坏范围要小得多，但其造成的死亡和破坏要远超地震本身。有报道称日本海啸袭击的地区出现了整个城镇被摧毁的情况，其中包括宫城县|南三陆町失踪的9500人；[74] 到2011年3月14日，该镇已经找到了1000具尸体。[75]

导致海啸死亡人数居高不下的几个因素之一是，海啸的规模远远超出了预期。几个受灾城市的海啸防护墙都是根据较小的海啸高度设计的。此外，许多被海啸卷走的人认为他们所处的位置足够高，可以安全无虞。[76]

仙台机场跑道上的海啸洪水

久慈和大船渡几乎完全被摧毁。[77][78] 岩手县|陆前高田也被摧毁，据报道海啸在那里高达三层楼。[79][80][81]据报道，其他被海啸摧毁或严重损害的城市包括岩手县|釜石市、岩手县|宫古市、岩手县|大槌町和岩手县|山田町（岩手县）、福岛县|浪江町、福岛县|相马市和福岛县|南相马市（福岛县），以及宫城县|七滨町、宫城县|东松岛市、宫城县|女川町、宫城县|名取市、宫城县|石卷市和宫城县|气仙沼市（宫城县）。[82][83][84][85][86][87][88] 海啸造成的最严重影响出现在从北海道|襟裳岬北部到茨城县|大洗町南部的670公里（420英里）长的海岸线上，该地区大部分破坏发生在地震发生后的一个小时内。[89] 在大洗町附近，人们拍摄了海啸产生的巨大漩涡的画面。[90] 海啸冲走了通往宫岛的唯一一座桥梁，使岛上的900名居民与外界隔绝。[91] 在地震发生后约2个半小时，千叶县|旭市等城市遭受了2米高的海啸袭击，造成严重破坏。[92]

2011年3月13日，日本气象厅（JMA）公布了地震后日本沿海地区观测到的海啸数据。这些观测数据包括以下地点和时间于2011年3月11日地震发生后（日本标准时间14:46）记录到的海啸最大高度：[93]

  • 日本标准时间15:12 - 岩手县|釜石市附近 - 6.8米（22英尺）
  • 日本标准时间15:15 - 大船渡 - 3.2米（10英尺）或更高
  • 日本标准时间15:20 - 宫城县|石卷市鮎川 - 3.3米（11英尺）或更高
  • 日本标准时间15:21 - 岩手县|宫古市 - 4.0米（13.1英尺）或更高
  • 日本标准时间15:21 - 釜石 - 4.1米（13英尺）或更高
  • 日本标准时间15:44 - 北海道|襟裳町昭屋 - 3.5米（11英尺）
  • 15:50 JST - 福岛县相马市|相马市 - 7.3 米（24 英尺）或更高
  • 16:52 JST - 茨城县大洗町 - 4.2 米（14 英尺）

这些读数来自日本气象厅（JMA）在日本海岸线周围维护的记录站。许多地区也受到 1 到 3 米（3.3 到 9.8 英尺）高浪的影响，JMA 公告还包含以下警告：“在部分海岸，海啸高度可能超过观测站记录的数值。”最早记录的海啸最大值读数的时间范围从 15:12 到 15:21，在地震发生后 26 到 35 分钟之间。公告还包括初始海啸观测细节，以及受海啸波影响的海岸线更详细的地图。[94][95]

2011 年 3 月 23 日，港口和机场研究所在访问港口地点或通过海上遥测后报告了海啸高度，如下：[96][97]

文件：20110311Houshu.ogg|thumb|NOAA 海啸传播动画

  • 八户港 - 5-6 米（16-19 英尺）
  • 八户港地区 - 8-9 米（26-29 英尺）
  • 岩手县久慈市|久慈市 - 8-9 米（26-29 英尺）
  • 系泊（船舶）|岩手县中部近海系泊 GPS 波高计|岩手县（宫古市|宫古） - 6 米（20 英尺）
  • 岩手县釜石市|釜石市 - 7-9 米（23-30 英尺）
  • 岩手县南部近海系泊 GPS 波高计|岩手县（釜石市|釜石） - 6.5 米（22 英尺）
  • 岩手县大船渡市|大船渡市 - 9.5 米（31 英尺）
  • 大船渡市地区涌浪高度|大船渡地区 - 24 米（79 英尺）
  • 宫城县北部近海系泊 GPS 波高计|宫城县 - 5.6 米（18 英尺）
  • 宫城县女川町渔港|女川町 - 15 米（50 英尺）
  • 宫城县石卷市|石卷市 - 5 米（16 英尺）
  • 宫城县中部近海系泊 GPS 波高计|宫城县 - 无法测量
  • 宫城县盐釜市|盐釜 - 仙台港盐釜区 - 4 米（13 英尺）
  • 盐釜 - 仙台港仙台区 - 8 米（26 英尺）
  • 仙台机场地区 - 12 米（39 英尺）

横滨国立大学和东京大学的联合研究小组还报告说，大船渡市綾里白浜的海啸高达约 30 米。他们在海湾上方的高悬崖上发现了散落的渔具。[98] 在岩手县太郎地区，东京大学的一位研究人员报告称，估计的海啸高度为 37.9 米（124 英尺），到达了距离海岸线约 200 米（656 英尺）的山坡。[99] 此外，在岩手县宫古市重茂半岛姉吉渔港距离海岸线 400 米（1,312 英尺）的附近山坡上，东京海洋大学发现估计的海啸涌浪高度为 38.9 米（127 英尺）。[9] 截至报告日期，这一高度被认为是日本历史上超过 1896 年明治三陆地震 38.2 米（125 英尺）的记录高度。[100]

照片

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一只被海啸困在中途岛沙滩上的黑腹海燕，在获救前。


为迎接海啸的到来，智利皮奇莱穆的渔船被转移到高地。

I

地面沉降

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

日本国土地理院报告了 2011 年 4 月 14 日通过全球定位系统（GPS）测量到的三角测量站高度相对于先前值的土地沉降。[101]

  • 岩手县宫古市 - 0.50 米（1.64 英尺）
  • 岩手县山田町 - 0.53 米（1.73 英尺）
  • 岩手县大槌町 - 0.35 米（1.14 英尺）[102]
  • 岩手县釜石市 - 0.66 米（2.16 英尺）
  • 岩手县大船渡市 - 0.73 米（2.39 英尺）
  • 岩手县陆前高田市 - 0.84 米（2.75 英尺）
  • 宫城县気仙沼市 - 0.74 米（2.42 英尺）
  • 宫城县南三陆町 - 0.69 米（2.26 英尺）
  • 宫城县牡鹿半岛|宫城县 - 1.2 米（3.93 英尺）[102]
  • 宫城县石卷市 - 0.78 米（2.55 英尺）
  • 宫城县东松岛市 - 0.43 米（1.41 英尺）
  • 宫城县岩沼市 - 0.47 米（1.54 英尺）
  • 福島県相馬市 - 0.29 米（0.95 英尺）


科学家们表示，这种沉降是永久性的。因此，相关社区现在更容易受到高潮期间洪水的影响。[103]

伤亡

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在名取市的废墟中设立的纪念碑。

日本国家警察厅证实地震影响了日本的 18 个县。县官员和共同社援引当地官员的话说，在地震后的第二天，宫城县南三陆町|南三陆町约有 9500 人下落不明，约占该镇人口的一半。[104] 同一天，NHK 报道称，仅岩手县的死亡人数可能达到 10,000。[68] 3 月 14 日，共同社报道称，在宫城县的两处海岸发现了约 2000 具尸体。[105] 截至 2011 年 4 月 12 日，《读卖新闻》报道称，有 282 人死于地震后相关因素，例如暴露于寒冷和潮湿的天气、传染病和感染、不卫生的环境，或无法获得对先前病情的适当医疗护理。[106]

截至 2011 年 4 月 11 日，在 13,135 名遇难者中，有 12,143 人（即 92.5%）死于溺水。60 岁及以上遇难者占死亡人数的 65.2%，总遇难者中 24% 在 70 多岁。[107]

仙台到仙台湾之间的海啸破坏情况。

救助儿童会报告说，多达 10 万名儿童流离失所，其中一些儿童与家人失散，因为地震发生在学校上课时间。[108] 截至 2011 年 4 月 10 日，日本厚生劳动省|厚生劳动省表示，他们已经知道至少有 82 名儿童在灾难中成为孤儿。[109] 截至 2011 年 4 月 28 日，地震和海啸造成 378 名小学生、中学生和高中生死亡，另有 158 人失踪。[110] 宫城县石卷市的一所小学，大川小学，失去了 108 名学生中的 74 人，以及 13 名教师和工作人员中的 10 人。[111][112][113]

日本外务省确认了 19 名外国人的死亡。[114] 其中包括两名来自美国的英语教师，他们隶属于 JET 项目|日本交换和教学项目；[115] 一名来自加拿大的传教士，在宫城县盐釜市|盐釜市；[116] 以及中国、朝鲜和韩国、台湾、巴基斯坦和菲律宾的公民。

据报道，海啸期间，有四列载有乘客数量不详的客运列车在沿海地区消失。[117] 其中一列列车，在仙石线，在早上被发现脱轨；所有乘客都被警用直升机救起。[118] 《明镜周刊》后来报道称，在宫城县失踪的五列火车已经找到，所有乘客都安全，尽管这一信息无法得到当地确认。[119]

3 月 11 日协调世界时 9:30，Google 人员搜索器，此前曾用于 2010 年海地地震|海地、2010 年智利地震|智利和 2011 年克赖斯特彻奇地震|新西兰克赖斯特彻奇地震，开始收集有关幸存者及其位置的信息。[120][121] 最近亲属|最近亲属登记处 (NOKR) 正在协助日本政府查找失踪或死亡人员的最近亲属。[122]

日本葬礼通常是隆重的佛教仪式，包括火化。然而，成千上万的遗体超出了现有火葬场和停尸房的容量，其中许多设施遭到破坏，[123][124] 而且也缺乏煤油（每次火化需要 50 升）和用于保存遗体的干冰。 [125] 例如，宫城县东松岛的唯一一家火葬场每天只能处理四具遗体，尽管那里已经发现了数百具遗体，还有数百人失踪。 [126] 因此，政府和军队被迫将许多遗体埋葬在匆忙挖掘的乱葬岗中，仪式简陋或没有仪式，尽管死者亲属被承诺以后会进行火化。 [127]

据报道，海啸在日本以外地区造成了一些人员死亡。一名男子在印度尼西亚巴布亚省的查亚普拉被海浪卷走身亡。 [128] 据说一名男子试图在加利福尼亚州克雷森特城南部的克莱马斯河河口拍摄正在逼近的海啸时，被海浪卷走。 [span>129][span>130][span>131] 他的尸体于 4 月 2 日在俄勒冈州福特史蒂文斯州立公园的海滩上被发现，距离发现地约 330 英里。 [132][span>133]

损坏和影响

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陆前高田地区被海啸卷走后的全景

地震和由此引发的海啸造成的损害程度和范围巨大，其中大部分损害是由海啸造成的。受灾最严重的城镇的视频片段显示，几乎只剩下瓦砾堆，几乎没有建筑物的任何部分幸存。 [134] 损失估计高达数百亿美元；灾区地震前后的卫星照片显示许多地区遭受了巨大破坏。 [135][136] 尽管日本投入了相当于数十亿美元的资金用于建设防海啸海堤，这些海堤沿其 34,751 公里（21,593 英里）海岸线至少 40% 的长度，高达 12 米（39 英尺），但海啸还是越过了海堤，甚至还摧毁了一些海堤。 [137]

日本国家警察厅于 2011 年 4 月 3 日表示，地震和海啸摧毁或损坏了 19 万座建筑物。其中，45,700 座建筑物被摧毁。受损建筑物包括宫城县的 29,500 座建筑物、岩手县的 12,500 座建筑物和福岛县的 2,400 座建筑物。 [138] 地震和海啸在日本造成了估计 2500 万吨的瓦砾和碎屑。 [139]

核电站

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福岛第一、福岛第二、女川核电站和东海核电站共计 11 座反应堆在地震发生后自动关闭。 [140] 位于东北海岸的东通核电站也已关闭，进行定期检查。反应堆关闭后需要冷却来去除衰变热，并保持乏燃料池的温度。备用冷却过程由各工厂和六所核燃料再处理厂的应急柴油发电机供电。 [141] 在福岛第一和第二核电站，海啸波浪越过海堤，摧毁了柴油备用电源系统，导致福岛第一核电站出现严重问题，包括三次大爆炸和放射性泄漏。超过 20 万人被疏散。 [span>142]

4 月 7 日的地震余震导致六所核燃料再处理厂和东通核电站失去外部供电，但备用发电机能够正常运行。女川核电站失去了 4 条外部供电线路中的 3 条，并失去了长达 80 分钟的冷却功能。女川发生了几升放射性水泄漏事件。 [span>143]

欧洲能源专员冈特·奥廷格于 3 月 15 日在欧洲议会发表讲话，解释说这场核灾难是“世界末日”。 [144] 随着核危机进入第二个月，专家们认识到，福岛第一核电站并非有史以来最严重的核事故，但它是最复杂的。 [145]

福岛第一和第二核电站

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福岛核电站的破坏情况

福岛第一核电站冷却系统失效后，日本宣布进入紧急状态，导致附近居民撤离。 [146][147] 日本原子力安全保安院官员报告说，工厂内部的辐射水平高达正常水平的 1000 倍， [148] 而工厂外部的辐射水平高达正常水平的 8 倍。 [span>149] 后来，位于南部约 11 公里（7 英里）的福岛第二核电站也宣布进入紧急状态。 [150] 这使得有问题的反应堆总数达到六个。 [151]

据报道，在福岛、栃木、群马、东京、千叶、埼玉和新潟的自来水中检测到放射性碘，在福岛、栃木和群马的自来水中检测到放射性铯。 [152][153][154] 放射性铯、碘和锶 [155] 也在福岛部分地区的土壤中被检测到。可能需要更换受污染的土壤。 [156] 日本多个地区的食物产品也被发现被放射性物质污染。 [span>157] 2011 年 4 月 5 日，茨城县政府禁止捕捞沙丁鱼，因为发现该物种的放射性铯含量超过了法律限度。 [158]

女川核电站

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松散的牲畜在疏散区漫游

地震发生后，女川核电站的汽轮机部分发生火灾。 [141][159] 火灾发生在一栋容纳汽轮机的建筑物内，该建筑物与工厂的反应堆分开， [span>146] 并很快被扑灭。 [160] 该工厂作为预防措施被关闭。 [161]

3 月 13 日，由于对奥纳加瓦核电站的辐射读数暂时[162] 超过了该地区允许的水平，该核电站宣布了最低级别的紧急状态。[163][164] 东北电力公司表示，这可能是由于福岛第一核电站事故造成的辐射，但并非来自奥纳加瓦核电站本身。[165]

在 4 月 7 日的余震中，奥纳加瓦核电站失去了 4 条外电线路中的 3 条，冷却功能失效长达 80 分钟。奥纳加瓦发生了几升放射性水泄漏。[143]

东海核电站

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东海核电站 2 号反应堆自动关闭。[140] 3 月 14 日报道称，该反应堆的冷却系统泵已停止工作；[166] 然而，日本原子能公司表示，还有第二个冷却系统泵在运行，但用于为冷却系统供电的三台柴油发电机中有两台已停止工作。[167]

港口

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File:Ship on the port CROP.jpg|thumb|仙台港船只和起重机受损 File:2011despuesdeltsunami.jpg|thumb|仙台港附近受损地区 地震发生后，日本所有港口都短暂关闭，但东京及以南的港口很快重新开放。灾区共有 15 个港口。八户、仙台、石卷和小野滨的东北港口被摧毁，而千叶港（服务于碳氢化合物行业）和日本第九大集装箱港口茨城县鹿岛也受到影响，但程度较轻。日立那珂、日立、相马、盐釜、气仙沼、大船渡、釜石和宫古的港口也遭到破坏，并对船只关闭。[168] 到 2011 年 3 月 29 日，所有 15 个港口都重新开放，但航运量有限。[169]

东京港受到轻微损坏；地震的影响包括港口建筑冒出可见的烟雾，部分港口区域被淹没，包括东京迪士尼乐园停车场发生土壤液化。[170][171]

水坝决堤

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位于须贺川的藤沼灌溉水坝决堤，[172] 造成洪水，冲走房屋。[173] 到早上，有 8 人失踪，发现了 4 具尸体。[174][175][176] 据报道，一些当地人试图在水坝完全决堤前修复泄漏。[177] 3 月 12 日，对 252 座水坝进行了检查，发现 6 座土坝坝顶有浅裂缝。一座混凝土重力坝的水库发生了轻微的、不严重的边坡失稳。所有受损水坝均在运行，没有问题。地震区内有 4 座水坝无法到达。道路畅通后，将派遣专家进行进一步调查。[span>178]

水

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灾难发生后，据报道至少有 150 万户家庭失去了供水。[15][span>179] 到 2011 年 3 月 21 日，这一数字降至 104 万。[180]

电力

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日本电力分配网络地图显示了 50 赫兹系统和 60 赫兹系统之间的地理分界线

据东北电力公司 (TEP) 称，日本东北部约 440 万户家庭断电。[181] 地震发生后，一些核电站和常规发电站离线，导致东京电力公司 (TEPCO) 的总容量减少了 21 吉瓦。[span>182] 由于地震造成的电力短缺，3 月 14 日开始轮流停电。[span>183] 通常提供约 40 吉瓦电力的东京电力公司 (TEPCO) 宣布，目前只能提供约 30 吉瓦电力。这是因为现在大东京地区使用的电力中约 40% 来自新潟县和福岛县的反应堆。[span>184] 第一次地震发生时，福岛第一核电站和福岛第二核电站的反应堆自动离线，并在地震和随后的海啸中遭受了重大损坏。预计持续到 4 月底的三小时轮流停电将影响东京、神奈川县、静冈县东部、山梨县、千叶县、茨城县、埼玉县、栃木县和群马县。 [185] 关东地区的消费者自愿减少用电量，帮助减少了预计停电的频率和持续时间。[span>186] 到 2011 年 3 月 21 日，北部断电的家庭数量降至 242,927 户。[180]

File:Devastation in Minamisōma after tsunami.jpg|thumb|left|电力传输线路损坏

东北电力公司目前无法为关东地区提供额外的电力，因为东北电力公司的发电厂在地震中也遭到了破坏。関西電力株式会社 (Kepco) 无法共享电力，因为其系统运行频率为 60 赫兹，而东京电力公司和东北电力公司运行的系统频率为 50 赫兹；这是由于 19 世纪 80 年代早期的工业和基础设施发展，导致日本没有统一的国家电网。[187] 静冈县和长野县各有一个变电站，可以进行频率转换，并将电力从関西電力输送到关东和东北地区，但它们的输电能力仅限于 1 吉瓦。由于许多发电厂受损，东日本电力生产水平恢复到震前水平可能需要数年时间。[188]

为了帮助缓解电力短缺，关东地区的三家钢铁制造商正在将其内部常规发电站生产的电力贡献给东京电力公司，以便将其分配给公众。住友金属工业可以生产高达 500 兆瓦的电力，JFE 控股/JFE 钢铁可以生产 400 兆瓦的电力，而日本制钢可以生产 500 兆瓦的电力。[189]

石油、天然气和煤炭

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File:Cosmo Oil explosion 2 20110311CROP.jpg|thumb|upright|200px|位于千叶县市原的 Cosmo Oil 石油精炼厂发生火灾 地震导致位于东京东部的千叶县市原的 Cosmo Oil 公司一家日产量 220,000 桶的[span>190] 石油精炼厂起火，[span>191] 而其他精炼厂则因安全检查和断电而停止生产。[span>192][span>193] 在仙台，日本最大的炼油商日本石油/JX 日油 & 能源拥有一家日产量 145,000 桶的炼油厂也被地震点燃。[190] 工人们被疏散，[194] 但海啸预警阻碍了灭火工作，直到 3 月 14 日，官员们才计划灭火。[span>190]

一位分析师估计，由于燃烧化石燃料的备用发电厂试图弥补日本11吉瓦核电容量的损失，各种类型的石油消费量可能会增加至多每天30万桶（以及液化天然气）。[195][196]

仙台市拥有的液化天然气进口工厂遭到严重破坏，供应至少中断一个月。[197]

交通

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File:Rokko-Bridge fell,Namegata-city,Japan.jpg|thumb|right|一条被损坏并切断的高速公路桥

日本的交通网络遭受严重破坏。通往日本北部的东北高速公路的许多路段都遭到破坏。高速公路直到2011年3月24日才重新开放给公众使用。[198][199] 东京的所有铁路服务都暂停，估计有20,000人在全市的主要车站滞留。[200] 在地震发生后的几个小时内，一些火车服务恢复了。[201] 大多数东京地区的火车线路在第二天（3月12日）恢复了全面服务。[202] 两万名滞留的游客在3月11日至12日晚上住在东京迪士尼乐园内。[203]

海啸波浪在日本标准时间15:55[66] 淹没了仙台机场，也就是初次地震发生后大约一个小时，造成了严重破坏。成田国际机场和羽田机场在地震发生后都短暂暂停运营，但损失很小，并在24小时内恢复了运营。[171] 11架飞往成田的客机改降到附近的横田空军基地。[204][205]

File:Shinchi Sta 20110404.jpg|thumb|left|新地车站的遗迹

日本各地各种火车服务也被取消，JR东日本在当天剩余时间内暂停所有服务。[206] 据报道，有四列在沿海线上的火车与运营商失去联系；其中一列是仙台线上的四节车厢列车，发现脱轨，乘客在第二天早上 8 点左右获救。[207] JR东日本的 70 条线路中有 62 条在一定程度上遭受了损坏；[169] 在受灾最严重的地区，7 条线路上的 23 个车站被冲毁，680 个地点的轨道遭到损坏或丢失，福岛第一核电站周围 30 公里半径内的地区无法评估损失情况。[208]

进出东京的新干线列车没有脱轨，但它们的运营也被暂停。[171] 东海道新干线当天晚些时候恢复了有限的服务，并在第二天恢复了正常运营，而上越新干线和北陆新干线则在 3 月 12 日晚些时候恢复了服务。山形新干线的服务于 3 月 31 日恢复，但列车数量有限。[209]

东北新干线是受灾最严重的线路，JR东日本估计，从倒塌的车站屋顶到弯曲的电力塔，这条线路上的 1,100 个路段需要维修。东北新干线上的服务仅在 3 月 15 日的关东地区部分恢复，在东京站和那须盐原站之间每小时往返一次。[210] 东北地区的运营于 3 月 22 日在盛冈站和新青森站之间部分恢复。[211] 秋田新干线的服务于 3 月 18 日恢复，但列车数量有限。[212]

被冲上山坡的火车从女川站被冲走

气仙沼线上的南三陆站除了站台外，其他部分都被夷为平地；[213] 轶事证据表明这条线路以及其他沿海线路（包括石卷线和仙台线）遭受了严重破坏。

从 3 月 14 日开始，福岛核电站危机引发的轮流停电对东京周围的铁路网造成了深远的影响。主要的铁路开始以 10-20 分钟的间隔运行列车，而不是通常的 3-5 分钟的间隔，一些线路只在高峰时段运行，而另一些则完全关闭；值得注意的是，东海道本线、横须贺线、总武本线和中央总武线在当天都被停止运营。[214] 这导致首都几乎瘫痪，车站排起了长队，许多人无法上班或回家。铁路运营商在接下来的几天里逐渐增加了运力，到 3 月 17 日，运力约为 80%，缓解了最严重的乘客拥堵情况。

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