Een opvallende bevinding van de Tohoku-oki-aardbeving in 2011 (Mw 9,0) is dat meer dan 50 meter coseismische breukverschuiving de as van de geul bereikte. Naast dit, seismologische studies vonden een duidelijke diepteafhankelijke variatie in de bronlocatie tussen hoog- en laagfrequente seismische energiestraling. Echter, structurele kenmerken die het slipgedrag in de breukzone kunnen beheersen, zijn niet goed onderzocht.

In hun artikel voor Geosfeer , auteurs Shuichi Kodaira en collega's verwerkten seismische reflectiegegevens die in de breukzone waren verkregen door een Japans onderzoeksschip Kairei en onderzochten dieptevariabele structurele kenmerken. De resulterende karakteristieke structuren waren een frontaal prisma, wat een wigvormige sedimentaire eenheid is aan de sleufzijde van de overheersende plaat, een reflecterende zone aan het zeewaartse uiteinde van het coherente continentale raamwerk boven de ondergedompelde oceanische korst, en subduced horst-and-graben structuren die kunnen worden getraceerd tot ~ 25 km diepte.

Kodaira en collega's beschouwden de grootte en verdeling van het frontale prisma samen met gegevens uit een eerdere studie en ontdekten dat het frontale prisma langs de Japan Trench goed ontwikkeld is van centraal tot het noordelijke uiteinde van de Japan Trench.

De associatie van het frontale prisma en de grote slipzone van de Tohoku-oki-aardbeving in 2011 en de breukzone van de Sanriku-aardbeving in 1896 geeft aan dat tsunami-aardbevingen met grote ondiepe slip hebben plaatsgevonden waar het frontale prisma goed ontwikkeld is. Duidelijke horst-and-graben structuren, die werden gevormd door het buigen van de oceanische plaat in een subductiezone, werden afgebeeld onder het frontale prisma en de reflecterende zone. Deze afbeeldingen laten zien dat de worpen van de normale fouten die verband houden met de horst-and-graben-structuren tot ~ 2 km onder de reflecterende zone groter zijn. Dit duidt op een continue buiging van de plaat, zelfs nadat de oceanische plaat is ondergedompeld.

Door rekening te houden met seismische beelden en seismiciteit waargenomen door seismograafnetwerken op het land en op de oceaanbodem, Kodaira en collega's identificeerden de volgende in diepte variërende structurele kenmerken:Het ondiepe deel van de breukzone, waar tsunami-aardbevingen plaatsvinden, wordt gekenmerkt door lage niveaus van kortdurende seismische energiestraling, een goed ontwikkeld frontaal prisma met lage snelheid en reflecterende zone, en lage seismiciteit langs de plaatinterface. In de breukzone van de reflecterende zone tot 25 km diep, waar grote coseismische slips met lage niveaus van korte periode seismische energie worden waargenomen, gesubduceerde horst-and-graben-structuren worden afgebeeld en de seismische achtergrond langs het plaatinterface is erg laag. In de breukzone dieper dan 25 km, duidelijke seismische beelden werden niet verkregen, maar er werd een hoge landwaartse achtergrondseismiciteit waargenomen. Dit wordt geïnterpreteerd dat de plaatinterface op deze diepte wordt gekenmerkt door een hoge seismische achtergrond.