据说，地震震级的创造者查尔斯·F·里克特（Charles F。 Richter）曾说过，“只有傻瓜和骗子才去预测地震。”但他的言论并没有让人们停止尝试。公元前373年，希腊发生了一场约6.0~6.7级的地震，赫里克市遭摧毁。据记载，在地震发生的5天前，动物就四散逃跑，去寻找庇护场所。日本人曾经认为，抽搐或抖动的鲶鱼可以预测地震。狗、羊、蜈蚣、奶牛以及被称为“伟大的阿格斯”的苏门答腊野鸡，据说都会在地震发生前改变行为。
有些人还把突然变干的井、温度变化、氡气释放和一些较小的前震看作可能的地震前兆。1975年，中国科学家将这些迹象（包括动物行为）结合起来，甚至预测了7.3级的海城地震，并提前疏散了居民。这次成功的地震预测带来了希望。“20世纪70年代，美国和日本的地震学家对短期地震预测非常乐观，”东京大学岩石力学专家中谷正生（Masao Nakatani）说，“那时，我们倾向于认为地震是一定可以预测的。”到了20世纪80年代，美国和日本都成立了研究小组来探索这个挑战。
然而，可靠的预测信号并不好找。中国成功预测海城地震之后一年，同样的技术却未能预测另一场更大的地震（唐山大地震），后者导致了二十几万人死亡。日本坐落于板块运动频发的环太平洋火山带上，在付出了相当大的努力后，日本科学家发现一种前兆只适用于一场地震，无法用来预测下次地震。大自然似乎在不断改变规则。20世纪90年代末期，美国基于先前地震的模式，预测了加利福尼亚州的帕克菲尔德附近将发生地震。但地震并未发生，美国也因此放弃了预测地震的努力。地震最终在2004年发生了，但丝毫没有出现期待的预警信号。
日本东北大地震发生的那年，意大利政府设立的国际地震预测委员会基本上停止了地震预测的研究。该委员会的成员在2011年5月写道：“尽管日本进行了持续的研究，但几乎没有发现证据表明，存在可以预测即将发生的大地震的前兆。”四个月后，日置为地震预测研究找到了新方向。他发现，暗含玄机的电离粒子不在地表，而是在距离地面约300千米的天空中。大地和天空存在某种关联的想法并不是毫无依据。20世纪70年代，科学家首次发现岩石在高压下能产生电流，就像是一个小小的电池一样。该理论认为，当岩石受压时，氧原子会释放电子，形成物理学家所说的带正电荷的空穴（p-holes）。临近原子的电子补充到空穴中，进而产生电荷移动的连锁反应。这些空穴“能在很远范围内移动，从几千米、十几千米到数百千米，”美国航空航天局和搜索地外文明研究所（SETI）的研究员弗里德曼·弗罗因德（Friedemann Freund）说，他正是这一现象的发现者。“就像灭火时用的一桶水一样，不断地从一个人的手中传递给下一个人。”

弗罗因德说，空穴先是在岩石中传递，最终到达地球表面。在地表，它们吸引空气分子中带负电的电子，就像磁铁吸引铁屑一样。就这样，电荷便传播到高层大气了。目前，这种机制还只是理论，很难直接测量，但震后观测到的电子丛痕迹似乎符合这一理论。但是，还没有人在震前清清楚楚地观测到这种效应。
日置在他的研究中引入了一种新方法：利用复杂的GPS卫星网络，来监测大气中电子的细微变化。日本拥有特别密集的GPS接收器网络，这使得日置能够发现日本东北大地震震中上方高空中微弱的电子波动，这之后过了40分钟，地面的地震仪器才记录到大地的震动。

实际上，日置确实没有立即发表自己的发现。在日本东北大地震之后，他又观察了另外两次大地震，这两次地震所在地都有详细的GPS数据。日置发现，在这两场地震发生前至少30分钟，电子密度都出现了明显增加。地震越大，电子密度出现变化的时间似乎越提前。在2014年智利的8.2级地震中，电子密度出现变化的时间是提前了25分钟，而在9.0级的日本东北大地震中，这一提前时间则是40分钟。所以说，电子信号不仅提示地震即将发生，还会表明了即将发生的地震的相对大小。