地光是怎样形成的?
在地震发生前后的一段时间里,往往伴随着隆隆地声而同时出现闪闪地光。地光的颜色多种多样,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫都有。通常看到的地光,有的蓝里带白,酷似电焊火花,耀人眼目;有的红似朝霞,映满天空;有的形似彩虹,五颜六色:有的犹如一条光带划破长空;有的则如一团火球,或沿地翻滚,飘忽不定,或腾空而起,高悬半空……那么地光到底是怎样产生的呢?许多年来,这一直是个令人不解之谜。
地光这一奇异的自然现象,很早就为人们发现。又因为它常与地震伴生,在某种情况下还可作为地震的前兆,因此更为人们注目。我国史书上有许多有关地光的记载,如春秋时代的«诗经»中,就曾经描述公元前700多年陕西的一次大地震;“烨烨震电,不宁不令,百川沸腾,山冢翠崩”。“烨烨震电”说的就是与大地震伴生的闪闪地光。此外,我国古代还有“火生石中”的说法,比较直观地把地光与地壳的组成和变动联系起来。而人们在长期与地震灾害作斗争中,认识到地光可作为一种地震前兆来预报地震。如宁夏隆德县志记载的“震兆六端”,其中之一就是“夜半晦黑,天忽开朗,光明照耀,无异日中,势必地震”。
对于地光的产生,有的学者认为它与大气圈、岩石圈,乃至水圈都有密切的关系。地震是一种能量的积累和释放过程。由于地球不停地自转和地球内部物质的不断运动,在地球内部就产生一种力,促使地壳中的岩层发生变形。与此同时,岩层也产生一种反抗变形的力,称为地应力。随着岩层变形的加剧,地应力不断增强,当地应力积累到一定强度时,岩层就会突然发生破裂和错动,于是出现巨大的能量释放,并以地震波的形式向四周传播。地震波有纵波、横波,还有高频波和低频波之分。而高频和低频地震波可能就是引起地光的一个原因。有的学者根据石英岩的压电效应,认为地壳中的岩石在具有较高电阻率的情况下,1~10赫兹的低频地震波能使岩石产生很强的高压电场,从而使空气受激发光。有人从地震发生前有些日光灯会自动闪亮这一现象得到启示,认为地光也可由高频地震波(超声波)打击空气所造成。有人还指出,深层地下水的流动也可导致大地电流的产生而引起地光的发生。
也有人认为,地光的形式多种多样,因此它的成因也决非单一。譬如有的地光沿着裂缝发生的,就推测坚硬的岩层在强烈地震时由于断裂或摩擦也可能产生地光。但这种说法只能解释一部分地光。近年来,我国发生几次大地震的前后,都有强烈的地光现象。特别是1975年辽南地震,地光现象极为普遍,看到的人很多,还有人被灼伤。据实地考查,辽南地震时地光多出现在第四纪疏松沉积物覆盖的下辽河平原地区,有的和冒沙孔完全一致,这就说明这类地光的出现是浅层天然气和石油因地震活动而喷射出来的自燃发光所致。
此外,还有人从大气静电场强度的变化和空气中带电离子浓度的变化着手研究地光的发生过程。在地震的孕育过程中,随着地应力的增加和裂缝的产生,地下含有放射性物质的液体、气体以及其它易挥发的成份向地表迁移而进入大气,因为这些气体都很容易发生电离,一旦它们以离子状态进入大气后,便增加了大气中离子的浓度,当达到一定数值时,再加上某些诱发因素,就可能引起放电发光。
科学界认为,除了对地光的成因提出种种假设外,更重要的应进一步采取各种测试手段和实验模拟来寻求地光的发生机理,以进行深入的探索。美国的科学工作者为揭开地光之谜做了大量的研究工作,并迈出了重要一步。据报道,他们在实验室里对圆柱形的花岗岩、玄武岩、煤、大理石等多种岩石试样进行压缩破裂实验时,发现当压力足够大时,这些试样会爆炸性地碎裂,并在几毫秒内释放出一股电子流。正是这股电子流,激发周围的气体分子使它们发出微弱的光亮。
这种岩石破裂时所产生的光亮,使人们有理由相信,当强烈地震发生时,广泛发生的岩石破裂作用会产生足以使人感到眩目耀眼的地光闪烁。但这只是解释地光形成的一种可能,是否还有其它的可能,尚需进一步试验和探索。而且还可进一步把地光与震前的某些气候异常以及其它现象有机地联系起来,弄清它们的关系,这将成为进行地震预报的一种可靠手段,甚至还可预报地滑、山崩等等自然现象。
总之,完全搞清地光发生的机理,弄清地光与地震之间的内在联系,尚需做许多工作,但随着地震科学研究的不断发展,地光之谜一定会完全揭开。