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什么是地光?
地光异常指地震前来自地下的光亮,其颜色多种多样。可见到日常生活中罕见的混合色,如银蓝色、白紫色等,但以红色与白色为主;其形态也各异,有带状、球状、柱状、弥漫状等。
一般地光出现的范围较大,多在震前几小时到几分钟内出现,持续几秒钟。
什么是地光?(地震前)地光是什么样子的?
地光也叫地震光,是强地震前后常见的一种自然现象。当地面发生裂缝时,有一股巨大的剪切力,迅速地将地层岩石以上下方向切开。不难理解,剪切中的岩石温度非常高,运动摩擦便产生了电荷。与此同时,地震发出的热量把地球表层中的水变成蒸气,也就是由液体变为气体,而水中含有氢气和氧气,于是电荷便将氢气点燃,发出光亮,所以,人们看到这闪电般的光好象是从地缝中发出的。
不过,这种地震光只有强烈地震时才能出现。
地光表现形式各异
1,是低空大气发光;
2,在一定地形结构条件下的电晕发光;
3,是与地下溢出物质流有关的发光—-其中以第一类发光最为常见。地光还有颜色和形态上的不同,但却不是绝对的,而且有时地光还会随时变换颜色。
地光是什么样的?
地光是一种低层大气发光现象。地光的形态是多种多样的,有带状光、条状光、片状光、球状光、火状光和柱状光等。地光的颜色也是五光十色的,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫都有。通常看见的地光有的蓝里带白,很像电焊火花,非常刺眼;有的红似朝霞,映满天空;有的形如彩虹,五颜六色;有的犹如一条光带,划破长空;有的又似一团火球,或沿地翻滚,飘忽不定,或腾空而起,悬在半空。但绿色的地光还是极为罕见的。
地光是怎样形成的?
有关地光的成因,科学界说法不一,主要有以下几种解释:
1.摩擦生热说:这是米尔恩于1898年首先提出的,它基于锤子敲击岩石进溅火星的启发,认为地光是地震时岩块相对运动发生摩擦而产生的发光现象。但这一理论却不能解释地光的各种现象,如有些地光发生在半空中,有些地光还伴随着日光灯的自动闪烁以及地光以球形和柱形出现的缘由等等。
2.水的毛细管电位理论:这是日本学者寺田寅彦根据物理学原理在1931年提出来的。他认为,一场强烈的地震所影响的深度可与地面上波及的范围相当。在地震影响的深度范围内,地下水受到挤压,便通过许多毛细管般的岩石孔隙向上移动,产生了流动电位。寺田推测,地下水所受的压力,相当于100公里厚的岩柱所产生的压力,这样,根据流动电位的计算公式可得出,这时地下水流动所产生的电位差达到300万伏。显然,这样巨大的电位差足以导致产生高空放电,形成地光。
3.压电效应理论:物理学的实验发现,许多晶体在受到挤压或拉伸时,会在两个平面上产生相反的电荷,称为“压电效应”。1970年,芬克尔斯坦和波威尔指出,当石英在地壳岩层中作有规律排列时(若无规律,则产生的压电效应将互相抵消),如果沿长轴排列的石英晶体的总长度相当于地震波的波长(近于2公里)时,就会产生地震电效应。若地震压力的压强为30~300巴,就有可能产生500~5000伏/厘米的平均电场。这个电场足以引起类似暴风雨时的闪电那样的低空放电现象,产生地光。但是,按照这一理论,地光应该只发生在某些特定的区域内,即那些分布有定向排列的大量石英晶体的区域内。这显然与地光在强震区不论其地下岩石性质如何都有广泛出现的实际情况不相吻合。另外,它也没能解释在一些震区有时可以观察到的“电子暴”。
4.低空大气发光理论:1961年,日本学者安井丰提出,他认为在地震区常会有以氢为主要成分的放射性物,被从地里“抖”到大气中。特别是在含有较多放射性物质的中、酸性岩石分布区和断层附近,大气中的氢含量将有显著提高(这一点已为实测结果证明),这也将使大气离子化增强,导电率增加。安井受芬克尔斯坦的启发,认为如果这时地面存在一个天然电场,这个电场可以由压电效应产生,那么就会发生向空中的大规模放电,使地光闪烁起来。这一理论是目前解释地光形成原因的许多假说中比较成功的一个。
什么是地光现象?
地光现象已引起人们的广泛注意,特别是近代,它更是地震工作者苦心研究的对象。人们试图用不同原理来解释它。
1966年,前苏联塔什干大地震前几小时,塔什干上空突然发生了一次电子暴。天空中耀眼的白光像镁光灯一样,使人目眩。更令人奇怪的是,地震前后都有人发现,室内的日光灯“无缘无故”地自动闪烁。科学工作者也测到了电离层中电子密集度达到顶峰。
早在1961年,日本学者安井丰等在研究地光时,就注意到了大气电场的问题,后来他陆续研究了日本、美国等地的地震发光现象,于1972年提出了“地光现象是地震时剧烈的低层大气振荡”的看法。他认为:在地震区常会有以氧为主要成分的放射性物质,被从地里“抖”到大气中。特别在含有较多放射性物质当中、酸性岩石分布区和断层附近,大气中的氡含量将有显著提高(这一点已为实测结果证明),这也将使大气离子化增强,导电率增加。如果这时地面存在一个天然电场(这个电场可以由压电效应产生),那么就会发生向空中的大规模放电,使地光闪烁起来。大面积放电和氡蜕变时放出的射线都有可能激发荧光,使日光灯管闪亮。
另外,也有人用压电效应理论来解释地光。物理学的实验发现,许多晶体在受到挤压拉伸时,会在两个平面上产生相反的电荷,称为“压电效应”。压电石英就是一种具有压电效应的晶体。如果沿着石英晶体的垂直轴切制一个薄片,并沿薄片厚度的方向施加一定压力,这时薄片的两个受压面将产生不同的电荷,且电荷的密度与压力成正比。
美国的科学工作者为揭开地光之谜作了大量的研究工作,已迈出了重要的一步。据报道,他们在实验室里对圆柱的花岗岩、玄武岩、煤、大理石等多种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。芬克尔斯坦和波威尔认为,当石英在地壳岩层中作有规律排列时,如果沿长轴排列的石英晶体的总长度相当于地震波的波长时,就会产生地震等压电效应。若地震压力的压强为30~300帕,就有可能产生500~50000伏/厘米2的平均电场,这个电场足以引起闪电那样的低空放电现象,产生地光。
众所周知,石英是地壳中分布最广的矿物之一。这些地光乃至“佛灯”和“鬼火”是否都与石英释放的电子流有关,以及这些地光是石英受压后释放的电子流,还是其他原因使其抛射电子流的,还有待于进一步探讨。
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