地震中的地光

地震的危害是巨大的，不過許多地震并不是沒有一點先兆就爆發(fā)了，它會通過幾種方式來警告人們，地光就是其中一種。然而現在人們還未了解地光形成的真正原因。

地光，作為地震前后常見的自然現象，早在《詩經》里就有記載，近來我國發(fā)生的海城、邢臺、唐山、松潘等大地震中，地光也屢有出現。根據人們的觀察，地光的形態(tài)可謂多種多樣，其顏色就有白、紅、粉紅、綠、橙紅、藍不等。其形狀又有閃電狀、朦朧彌漫狀、柱狀、條帶狀、信號彈狀、散射狀和火球狀等。

有關地光的成因，科學界說法不一，主要有以下幾種解釋：

（1）摩擦生熱說：這是米爾恩于1898年首先提出的，它源于錘子敲擊巖石進濺火星的啟發(fā)，認為地光是地震時巖塊相對運動發(fā)生摩擦而產生的發(fā)光現象。但這一理論卻不能解釋地光的各種現象，如有些地光發(fā)生在半空中，有些地光還伴隨著日光燈式自動閃爍，以及地光以球形和柱形出現的緣南等等。

（2）水的毛細管電位理論：這是日本學者寺田寅彥根據物理學原理在1931年提出來的。他認為，一場強烈的地震所影響的深度可與地面上波及的范圍相當。在地震影響的深度范圍內，地下水受到擠壓便通過許多毛細管般的巖石孔隙向上移動，產生了流動電位。寺田推測地下水所受的壓力，相當于100公里厚的巖柱所產生的壓力，根據流動電位的計算公式可得出，地下水流動所產生的電位差達到300萬伏。顯然，這樣巨大的電位差足以導致產生高空放電形成地光。但有人對此觀點提出質疑，認為地光并不都發(fā)生在高空，而且對其計算結果也表示懷疑。

（3）壓電效應理論：物理學的實驗發(fā)現許多晶體在受到擠壓或拉伸時，會在兩個平面上產生相反的電荷，稱為“壓電效應”。1970年，芬克爾斯坦和波威爾指出當石英在地殼巖層中作有規(guī)律排列時（若無規(guī)律，則產生的壓電效應將互相抵消），如果沿長軸排列的石英晶體的總長度相當于地震波的波長（近于2公里）時，就會產生地震電效應。若地震壓力的壓強為30～300帕，就可能產生500～5000伏/厘米的平均電場。這個電場足以引起類似暴風雨時的閃電那樣的低空放電現象，產生地光。這顯然與地光在強震區(qū)當中不論其地下巖石性質如何都與廣泛出現的實際情況不相吻合。另外，它也沒能解釋在一些震區(qū)有時可以觀察到的“電子暴”。

（4）低空大氣發(fā)光理論：1961年，日本學者安井豐提出在地震區(qū)常會有以氫為主要成分的放射性物，被從地里“抖”到大氣中。特別是在含有較多放射性物質的中、酸性巖石分布區(qū)和斷層附近，大氣中的氫含量將有顯著提高（這一點已為實測結果證明），這也將使大氣電離化增強，導電率增加。安井受芬克爾斯坦的啟發(fā)，認為如果這時地面存在一個天然電場，這個電場可以南壓電效應產生，那么就會向空中大規(guī)模地放電，使地光閃爍起來。這一理論是目前解釋地光形成原因的許多假說中比較成功的一個。