烨烨震电,不宁不令.百川沸腾,山冢萃崩.高岸为谷,深谷为陵”是写地震还是火山

烨烨震电,不宁不令.百川沸腾,山冢萃崩.高岸为谷,深谷为陵”是写地震还是火山

1976年唐山大地震前的03时41分,从北京开往大连的129次列车,正以90公里的时速驶入紧邻唐山的古冶车站,1400多名旅客已进入梦乡.突然间,司机发现前方的夜空中有三道耀眼的亮光闪现,蓝光粼粼,亮度能看清车身.这种多年行驶中从未见过的异常,使司机本能地果断拉下了非常制动闸,列车在呼啸的刹车声中,被一双巨手抓起来颠簸和晃动.紧急中,司机迅急松开大制动闸,启用小闸控制机车,列车喘息着终于停了下来,避免了车翻人亡.事后,人们才看到笔直的铁轨已变成波浪,才知道那划过夜空的三道亮光是地震的前兆,万幸的是他们停车了,一千多人因此得以脱险!
发光现象
地震前的发光现象,早有记载.最早可追溯到公元前11－ 6世纪《诗经》中对陕西岐山大地震（公元前780年）的记述：
烨烨震电,不宁不令.
百川沸腾,山冢崒崩.
高岸为谷,深谷为陵.
烨烨震电,即地震的电光耀眼、劈啪闪烁；不宁不令,大地不停地震动,竟连一点预先的通告都没有.国外对地光的最早记录,出现在一世纪的古罗马人塔西托斯（Tacitus）对公元17年小亚西亚地震的记述和9世纪日本的《三代录实》对公元869年一次日本地震的记载中.
然而,将地震的发光现象纳入科学研究的轨道却经历了漫长的过程.直到1705年英国人斯图克雷,1910年加里总结了欧洲的148例,1930年武者金吉给出日本的1583例,1967年栗林亨拍摄到的地震前发光照片,以及各国科学家在现场目睹了大量的地震发光现象并做了详细记录后,这种前兆现象的轮廓才渐渐清晰.特别是我国的震例中还出现了地光灼伤人体肌肤、致人晕倒、烧焦植物以及在地面留下走火痕迹等等物证,这个现象的存在终于不容置疑了：7级以上大震前几小时至几天的极震区多有地光出现,呈现片状或团状的低空朦胧的闪光,除个别伴有燃气外,均为低空大气的放电.表现形式上,山区为多、平原为少；震时最多、震后较少；蓝白为主、黄色为辅等等.
电荷的来历
早在16世纪人类就已经发现静电在放电的过程中会发光,磨擦放电最为典型：磨擦化纤衣服和毛衣、触摸金属门柄、用塑料梳子梳头等,都会在黑暗中看到淡蓝色的微光和听到噼叭作响的放电,同“烨烨震电”异曲同工.测量表明,这时的电场强度居然可达300万伏／米,竟同雨天的大气放电在同一量级上,只是由于电量过小而不危险罢了.当1752年美国的富兰克林得到雷雨带电性质的实验证据之后,人们已经明确：当电荷密度达到每平方米0．1微库仑时,就能看到发光现象.所以随着孕震过程中应力的加大,在某些岩石上就可能会以某种类似磨擦起电和电子发射的方式造成电荷的积累,电荷密度未必很高,仍能导致放电和发光.
石头能发光,这同“有一个美丽的传说,精美的石头会唱歌”不是一样神奇了吗?
地球上确实有一种非常精美的石头,它不会唱歌但会发光,且分布极为广泛,含量占地壳上部化学成分的66％,是砂砾、石英岩和花岗岩的主体,其学名叫 “石英”（SiO2）.两块石英轻轻一碰就会撞出火花放光,俗称“打火石”；一块水晶受外力挤压更会放电发光,俗称“放光石”.水晶是更加纯净、更加精美的石英结晶,江苏省东海县是我国的大型水晶产地,老百姓就是依照寻其紫色、白色的“火苗子” 的古训来找水晶矿的.
1970年,芬克尔斯坦和鲍威尔提出了地光是由于石英受压而引起放电的观点,物理上称作“压电效应”,很快得到了普遍的赞同,并有不少中国、日本、俄罗斯震例的支持.所发现的发光现象大多都集中在富含石英的岩层出露区.
压电效应
压电效应是1880年由著名的法国物理学家、放射学先驱皮埃尔·居里先生（Pierre Curie,1859－1906）和雅克·保罗·居里发现的.他们发现某些晶体特别是石英等受到挤压或拉伸力的作用后,会在相对的两个平面上产生异号电荷,且密度与电压成正比.一旦电荷出现,放电过程的发光便相伴而生.由此可知,当石英晶质体绵延几公里时,震前上百巴的应力变化足以造成百万伏的触发电压,低空的放电发光便在情理之中.
经100多年的研究,人们发现压电效应有两种,机械能转变为电能的是正效应,相反为逆效应,而且有20多种晶体均含有压电效应.人工已经合成了大量的性能更佳的压电陶瓷材料,不仅发现压电材料在机械能、电能、热能、光能之间有相互转换的良好关系；还发现人体组织、毛发和骨骼都有生物压电效应.在我们日常使用的打火机、点火器、音乐贺卡、音响电子表、语音手机等等,都使用了压电材料.目前这种材料制成的产品已广布于各个技术领域.
启 迪
“地光闪,八成险”,虽则小谚语,却含大道理.我国科学家曾做过大量模拟实验,发现岩石在高压和微破裂过程中确实有电子发射、电场和磁场剧变等现象,不仅存在于石英晶体、花岗岩体,还存在于一些非石英成分的岩石中.这说明,压电效应是一种重要的但非唯一的地震发光机制.与此相似,美国加州大学的费罗因德也提出,火山岩中过氧族的氧原子也会在压力下释放,在岩石表面形成一个厚度仅约10个纳米的电荷层,也会导致地光的出现.因此,在地震监测工作中,对电场和发光的异常变化还需做多手段观测.
对地光,《诗经》做过现象的描述；《聊斋志异》做了冤魂的申述；地震学家做了机理的研究,虽则是进步,但也仅翻动了大自然的一页.下一页是什么,还待我们的再努力.