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地震光裏藏玄機

在中國唐山,1976年的一個夜晚,人們被天空的火球和閃光驚醒了,第二天淩晨,就發生了裏氏7.8級大地震,24萬人死於非命,整個城市被夷為平地。有關這種神秘閃光的故事在當地流傳開了,但這些神秘的閃光跟地震有關嗎?或隻是驚恐的民眾編造的謠言?

人們在地震前看到奇怪的光不是第一次了。曆史上,目擊者報告,他們在地震前幾天或地震期間看到橘紅色的灼熱光、藍白色的冷光、火球或閃光。早在1755年,把遠在瑞典教堂裏的鍾晃得丁當亂響的裏斯本地震之後,哲學家康德就記載了這些警告性跡象:“在地震前8天,卡迪斯附近的地麵上爬滿了大量從泥土中鑽出來的蚯蚓。其他幾次地震的前兆是天空出現強烈的閃電,人們注意到動物都表現出驚恐不安。”到1968年,在日本鬆代發生一係列地震期間,在垣岡地震觀察站的野水裕拍攝到第一批“地震光”照片。有些顯示天空出現紅色條紋,就像低懸的北極光。有些看上去像遠處低垂的藍色曙光。在1999年,土耳其電視台播放天空中出現的懸浮光球,據報道是在伊茲米特裏氏7.4級大地震前一天晚上拍攝到的,有1.5萬人在這次地震中喪生。

不管是否神秘,人們多次看到地震光,證實地震光是存在的。賓夕法尼亞大學研究岩石變形的克裏斯·馬羅內說:“應當說,地震光是眾所周知的現象。”但他不知道地震光到底意味著什麽,也不知道地震光形成的原因。地震學家多年來一直在尋找可靠的地震預兆。這些地震光可能是尋找地震預兆的關鍵嗎?

美國聯邦緊急措施署已經開始提出這個問題。在過去幾年中,聯邦緊急措施署已經向美國航天局提供經費利用氣象衛星和MODIS研究衛星研究地震光。在此之前,俄羅斯和中國的科學家在20世紀90年代初聲稱,已經公布的美國氣象衛星資料顯示,在地震周圍地區的紅外線效應,出現在地震前幾個星期。主流派地質學家對這種說法不以為然,認為隻是偶然的巧合罷了。聯邦緊急措施署麵臨的主要問題是,地震光仍然沒有一種大家都能接受的科學解釋。但這種情況可能會有所改變。當美國航天局噴氣推進實驗室遙感專家奈維恩·布賴恩特開始研究地震光時,他接受了加利福尼亞大學物理學家弗裏德曼·弗羅因德提出的理論。盡管這一理論還有爭議,但它可能是最有希望能解釋在美國衛星圖像上看到的熱散發現象的理論。

弗羅因德試圖解釋地震為什麽能產生野水裕拍攝到的地震光和氣象衛星看到的奇怪的紅外線放射現象。他的想法是,在地震前形成的巨大壓力導致在正常情況下絕緣的火成岩暫時成為“P形”半導體,這就意味著它們包含能傳導電荷的活動正電荷。在火山岩中的晶體中包含稱作過氧族的成對氧原子,它們在壓力下能突然釋放出來。弗羅因德猜測,當過氧族被釋放出來時,一個負氧離子將仍然留在岩石的柵格裏,而正電荷(空穴)卻能自由地通過柵格。甚至那些沒有受到壓力的岩石也應當能夠傳輸這些空穴,所以有一些將能到達岩石表麵。

弗羅因德設想有兩種方式的電荷積聚能在岩石表麵引起奇怪的現象。一種是,擠在岩石表麵的正空穴能同表麵層的電子重新結合組成過氧族。這些過氧族將以紅外放射的形式釋放能量,就像布賴恩特在衛星資料中所看到的那樣。

另一種方式是,正電荷逸出地表形成很薄的電荷層,在岩石表麵上形成一個巨大的扁平電極。由於電荷層薄到隻有大約10個納米,所形成的電場是很大的,大約每平方厘米400千伏,有時甚至比這還高。這就足以使岩石表麵幾米高的空氣離子化,從而形成光離子,也就是我們看到的地震光。

弗羅因德認為,正電荷是否能產生可見光或紅外線放射,取決於有多少電荷到達岩石表麵,並且也取決於岩石表麵的地貌。在山峰或岩崖最容易出現離子化,從而產生可見光,因為在這些地方岩石表麵比較大,電荷層比較薄。同樣多的電荷,電荷層越薄,在電荷層中形成的電場就越高,就更容易使空氣離子化。這就可以解釋為什麽在山區更容易看到地震光。

在實時地震數據中也記錄到大量紅外線。布賴恩特的研究小組查看了衛星從兩個地震1999年土耳其伊茲米特地震和2001年印度普傑地震——記錄到的紅外線放射記錄。研究小組發現,在每次地震前一周或兩周裏都有很強的紅外線放射,波長在10微米左右。

弗羅因德希望聯邦緊急措施署和美國航天局的注意將鼓勵其他研究小組重複他做過的岩石擠壓試驗。同時,該小組繼續想把對地震光和其他電磁場現象的研究建立在比較完整的統計基礎之上。還需要做很多工作,才能查清楚地震光和紅外線放射是不是可靠的地震前兆。

現在的地震預測模式利用地震信息,隻能預測今後幾十年內可能發生地震的可能性。如美國地震局預測,舊金山灣在2032年前發生裏氏6.7級地震的可能性是67%。這與老百姓所要求的地震預測相差甚遠。如果神秘的地震光證實是可靠的地震預兆,那麽,看到地平線上出現這種神秘光時,就應該趕快收拾行裝出去躲避。

火山咋“活”

火山是地球上破壞力最大的自然現象之一。火山噴發總是伴隨著猛烈的爆炸,濃密的煙塵和熾熱的熔岩。火山爆發有著無堅不摧的力量。以下就是我們這個星球上2002年有過噴發活動的其中11座火山。或許你會有機會前往這些地方一觀火山奇景。

卡冒姆斯基火山:位於俄羅斯聯邦遠東地區,海拔高度1486米,最近一次活動是在2002年7月9日。這座火山的火山口直徑200米,深達30米。自從1771年以來,這座火山已經噴發了29次。

克柳切夫斯科伊火山:位於俄羅斯聯邦遠東地區,海拔高度4850米,最近一次活動是在2002年2月27日。這是俄羅斯堪察加半島上最高的山峰。自從1697年以來已經噴發了80多次。其中最強烈的一次噴發是在1994年10月。當時這座火山噴出的火山灰一直達到火山口上空20公裏,經過這一地區的飛機為了避免發動機吸入火山灰造成故障不得不改道而行。

三宅島:這是一個火山島,位於日本伊豆大島以南,海拔高度818米,最近一次活動是在2002年4月2日。這個島上有許多火山裂隙,自從2000年6月以來就活動頻繁。

卡朗埃唐山火山:位於印度尼西亞,海拔高度1778米,最近一次活動是在2002年7月1日。

默拉皮火山:位於印度尼西亞,海拔高度2911米,最近一次活動是在2002年3月3日。印度尼西亞是世界上擁有火山最多的國家,有130多座活火山。在這些火山中,默拉皮火山是最為活躍的一座。這座火山已經有68次噴發,造成12人死亡。

卡瓦希火山:位於所羅門群島,海平麵以下2000米,最近一次活動是在2002年1月13日。這座火山是這一地區最活躍的海底火山,飛機和船舶航線都需要避開這座火山。卡瓦希火山噴出的岩漿在這一地區形成了眾多的暗礁和島嶼。

尼拉貢戈火山:位於剛果北基伍省省會戈馬市以北10公裏,海拔高度3465米,最近一次活動是在2002年1月18日。這座火山的火山口直徑2公裏,深244米,底部有熔岩湖。1997年1月,這座火山猛烈噴發,造成2000多人死亡。

埃特納火山:位於意大利西西裏島,海拔高度3350米,最近一次活動是在2002年6月23日。在當地的傳說中,這座火山是獨眼巨人的家。當年與宙斯作戰的巨人一族中最後的巨人安西拉杜斯被雅典娜戰敗後就倒在這裏,他的呼吸就是火山的噴發,而他的掙紮引起了周圍的地震。埃特納火山是歐洲最為活躍的火山,也是世界最大的大陸火山之一。

斯特龍博利火山:位於意大利同名的小島上,海拔高度900米,最近一次活動是在2002年1月23日。從這座火山的噴**況產生了地理學上的一個名詞:“斯特龍博利式噴發”,用來描述從火山口中心噴出玄武岩岩漿流的噴**況。

波波卡特佩特火山:位於墨西哥首都墨西哥城東南70多公裏處,海拔高度5452米,最近一次活動是在2002年7月9日。這座火山是墨西哥第一高峰,它的名字是印第安語,意思是“冒煙的山”。整座山丘是非常規則的圓錐形,但是火山口的形狀卻非常不規則,終年被水蒸氣和火山灰覆蓋。這座火山有記載的噴發已經有36次,其中大部分發生在1995年之後。

通古拉瓦火山:位於厄瓜多爾首都基多以南135公裏,海拔高度5023米,最近一次活動是在2002年7月12日。這座火山被當地人稱為“黑色巨人”,火山口直徑達183米。至今有17次噴發記錄。