สำนักงานสำรวจธรณีวิทยาแห่งสหรัฐ (United States Geological Survey, USGS) ได้รายงานขนาดไว้ที่ 7.5 และความลึก 10 กม. (6.2 ไมล์) ส่วนกรมอุตุนิยมวิทยาญี่ปุ่นรายงานขนาดไว้ที่ขนาด 7.6[12] เป็นแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ที่เกิดขึ้นในจังหวัดอิชิกาวะนับตั้งแต่ ค.ศ. 1885 [13]และเป็นแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดในประเทศญี่ปุ่นนับตั้งแต่แผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิในโทโฮกุ พ.ศ. 2554[14]

กลไกการเกิดแผ่นดินไหวของแผ่นดินไหวหลักมีความสอดคล้องกับรอยเลื่อนย้อนระดับตื้น ๆ (shallow reverse faulting) ที่กระจายตามแนวระนาบตะวันออกเฉียงเหนือไปถึงตะวันออกเฉียงใต้[2] เกิดตามเขตมุดตัวการแปรสัณฐานระหว่างแผ่นอามูร์กับแผ่นโอค็อตสค์ มีรายงานว่าเกิดแผ่นดินไหวนำขนาด 5.5 ก่อนแผ่นดินไหวครั้งใหญ่เพียง 4 นาที[15] หลังแผ่นดินไหวครั้งใหญ่เพียงเก้านาทีต่อมาเกิดแผ่นดินไหวตามขนาด 6.2[16] หากนับแผ่นดินไหวตามที่มีขนาด 5.0 ขึ้นไปใกล้ศูนย์กลางภายในสองชั่วโมงหลังจากเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่จะมีแผ่นดินไหวตามแล้ว 7 ครั้ง[4] และมีแผ่นดินไหวตามขนาดเล็กมากกว่า 1,200 ครั้งในรัศมี 100 กม. (62 ไมล์) [17]

ตามแบบจำลองรอยเลื่อนที่เผยแพร่โดยสำนักงานสำรวจธรณีวิทยาแห่งสหรัฐ ขอบเขตการเปลี่ยนรูปของรอยเลื่อนทอดยาวตั้งแต่ทางตะวันออกเฉียงใต้ของคาบสมุทรโนโตะไปจนถึงเกาะซาโดะมีระยะทาง 200 กิโลเมตร (120 ไมล์) โซนที่มีการลื่นไถลใหญ่ที่สุดอยู่บริเวณทางตะวันออกเฉียงเหนือและตะวันตกเฉียงใต้ ทำให้เกิดการกระจัดที่ใหญ่ที่สุดที่ 3.67 เมตร (12.0 ฟุต) ใต้คาบสมุทร และอีกบริเวณระหว่างคาบสมุทรและเกาะซาโดะเกิดการแตกของรอยเลื่อนที่ 1.86 ม. (6 ฟุต 1 นิ้ว) บริเวณจุดนี้น่าจะแตกออกลงสู่พื้นทะเล[18]

ความรุนแรงแผ่นดินไหว

สำนักงานอุตุนิยมวิทยาญี่ปุ่นระบุว่าสามารถวัดความรุนแรงแผ่นดินไหวสูงสุดที่ระดับ 7 ตามมาตราความรุนแรงคลื่นไหวสะเทือนชินโดะ[19] นับเป็นครั้งแรกที่มีเกิดแผ่นดินไหวรุนแรงขนาดนี้ในประเทศญี่ปุ่นนับตั้งแต่ ค.ศ. 2018[20][21] พื้นที่ไหวสะเทือนสูงสุดวัดได้ที่เมืองชิกะ จังหวัดอิชิกาวะ ความรุนแรงระดับ 6+ วัดได้ที่เมืองนานาโอะ, วาจิมะ, ซูซุ และอานามิซุ ระดับ 6– วัดได้ที่เมืองนางาโอกะในจังหวัดนีงาตะ, นากาโนโตะและโนโตะในจังหวัดอิชิกาวะ[22] แรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวรับรู้ได้ถึงโตเกียวและทั่วภูมิภาคคันโต[4] ไกลสุดถึงจังหวัดอาโอโมริ[20]