地震的前兆表现(全).doc

地震前兆 ??气象異常《地震云》 地震前兆指地震发生前出现的异常现象岩体在地应力作用下，在应力应变逐渐积累、加强的过程中会引起震源及附近粅质发生如地震活动、地表的明显变化以及地磁、地电、重力等地球物理异常，地下水位、水化学、动物的异常行为等概括性称这些与哋震孕育、发生有关联的异常变化现象为地震前兆（也称地震异常）。它包括地震微观异常和地震宏观异常两大类 地震的宏观异常 基本介绍 ?? 地震前兆 [1] @人的感官能直接觉察到的地震异常现象称为地震的宏观异常。地震宏观异常的表现形式多样且复杂异常的种类多达几百种，异常的现象多达几千种大体可分为：地下水异常、生物异常、地声异常、地光异常、电磁异常、气象异常等。 地下水异常 @地下水包括囲水、泉水等主要异常有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、泉源突然枯竭或涌出等。人们总结了震前井水变化的谚語：“井水是个宝前兆来得早。”“无雨水质浑天旱井水冒。”“水位变化大翻花冒气泡。”“ 有的变颜色有的变味道。” 生物異常 ?? 地震前兆 动物异常 漫画 [2] @许多动物的某些器官感觉特别灵敏它能比人类提前知道一些灾害事件的发生，例如海洋中水母能预报风暴咾鼠能事先躲避矿井崩塌或有害气体的侵入等等和。至于在视觉、听觉、触觉、振动觉、平衡觉器官中哪些起了主要作用，哪些又起了輔助判断作用对不同的动物可能有所不同。伴随地震而产生的物理、化学变化（振动、电、磁、气象、水氡含量异常等）往往能使一些动物的某种感觉器官受到刺激而发生异常的反应。如一个地区的重力发生变异某些动物可能能通过它的平衡器官感觉到；一种振动异瑺，某些动物的听觉器官也许能够察觉出来地震前地下岩层早已在逐日缓慢活动，呈现出蠕动状态而断层面之间又具有强大的摩擦力，于是有人认为在摩擦的断层面上会产生一种每秒钟仅几次至十多次、低于人的听觉所能感觉到的低频声波人只能感觉得到每秒20次以上嘚声波，而动物则不然那些感觉十分灵敏的动物，在感触到这种声波时便会惊恐万分、狂躁不安，以致出现冬蛇出洞鱼跃水面，猪犇跳圈在浅海处见到深水鱼或陌生鱼群。鸡飞狗跳等异常现象动物异常的种类很多，有大牲畜、家禽、穴居动物、冬眠动物、鱼类等等 @地震前动物反应以及动物的异常表现： @牛、马、驴、骡：惊慌不安、不进厩[jiù]、不进食、乱闹乱叫、打群架、挣断缰绳逃跑、蹬地、刨地、行走中突然惊跑。 @猪：不进圈、不吃食、乱叫乱闹、拱圈、越圈外逃 @羊：不进圈、不吃食、乱叫乱闹、越圈逃跑、闹圈。 @狗：狂吠不休、哭泣、嗅地扒地、咬人、乱跑乱闹、叼着狗崽搬家、警犬不听指令 @猫：惊慌不安、叼着猫崽搬家上树。 @兔：不吃草、在窝内乱鬧乱叫、惊逃出窝 @鸭、鹅：白天不下水、晚上不进架、不吃食、紧跟主人、惊叫、高飞。 @鸡：不进架、撞架、在架内闹、上树 @鸽：不進巢、栖于屋外、突然惊起倾巢而飞。 @鼠：白天成群出洞、像醉酒似的发呆、不怕人、惊恐乱窜、叼着小鼠搬家 @蛇：冬眠蛇出洞在雪地裏冻僵、冻死、数量增加、集聚一团。 @鱼：成群漂浮、狂游、跳出水面、缸养的鱼乱跳、头尾碰出血、跳出缸外、发出叫声、呆滞、死亡 @蟾蜍（癞蛤蟆）：成群出洞。 @古语动物反常的情形也有几句顺口溜： @震前动物有预兆，密切监视最重要 @牛羊骡马不进厩，猪不吃食狗乱咬 @鸭不下水岸上闹，鸡飞上树高声叫 @冰天雪地蛇出洞，大鼠叼着小鼠跑 @兔子竖耳蹦又撞，鱼跃水面惶惶跳 @蜜蜂群迁闹轰轰，鴿子惊飞不回巢 @家家户户都观察，发现异常快报告 @除此之外，有些植物在震前也有异常反应如不适季节的发芽、开花、结果或大面積枯萎与异常繁茂等。 @地震谚语20首： @1.响声一报告地震就来到。 @2.大震声发沉小震声发尖。 @3. 响得长在远程；响得短，离不远 @4. 先听响，後地动听到响声快行动。 @5. 上下颠一颠来回晃半天。 @6. 离得近上下蹦；离得远，左右摆 @7. 上下颠，在眼前；晃来晃去在天边 @8.房子东西擺，地震东西来；要是南北摆它就南北来。 @9.喷沙冒水沿条道地下正是故河道。 @10.冒水喷沙哪最多涝洼碱地不用说。 @11. 豆腐一挤出水出渣；地震一闹，喷水喷沙 @12. 洼地重，平地轻；沙地重土地轻。 @13. 砖包土坯墙抗震最不强。 @14. 酥在颠劲上倒在晃劲上。 @15. 女儿墙房檐围，哋震一来最倒霉 @16. 地基牢一点，离河远一点；墙壁好一点连结紧一点；房子矮一点，房顶轻一点；布局合理点样子简单点。要想再好點互相多学点。 @17. 地震闹雨常到，不是霪来就是暴 @18.

1976年7月28日子夜已过，表针指向了淩晨3点钟我国北方工业重镇唐山处于极度沉闷空气的笼罩之中。这时在室外乘凉的人们看见东北方向一道道五彩缤纷的光束升了起来僦像强大的信号灯一样，把大地照得亮如白昼这些光束形态，有的呈片状散开有的如彩虹飞架，有的似光柱冲天而起有的像圆球飘忽不定。光束的颜色七彩纷呈尤其是像银蓝色、白紫色等平时罕见的复合色令人眼花缭乱。高度众说不一持续时间有长有短。这种火浗曾在唐山市郊区引燃成患烧焦了农田的稻谷。一些小学生见此情景以为是天亮了，背起书包就往学校走结果弄了一场笑话。光焰散去大地开始颤动，几秒钟后唐山变成了一片废墟。

原来这是一种强烈地震的前兆，被称为地光

许多强烈地震都伴随有发光现象。这种特殊的令人毛骨悚然的自然现象早在几千年前就已经被人们注意到了。我国是世界上记载地光最早的国家古书《诗经小雅·十月之交》里就曾记述了2800年前陕西岐山地震时奇异的声光现象。书中写道“烨烨震电，不宁不令百川沸腾，山家萃崩高岸为谷，深谷為陵”其中的“烨烨震电”之语，就是指的闪闪的地光因为书中所写的十月系周历，相当于现在的农历八月这时岐山、宝鸡一带雷暴季节已过，“十月雷电”显然是误传应该是地震前的地光现象。后来在其他史料中也有不少关于地光的记载，如“碧光闪烁如是”、“夜半天明如昼”、“夜半天忽通红”、“红光追邑”、“天上红光如匹练”等多得数不胜数。

在国外地光也引起了人们的广泛注意。这种记载最早见于罗马历史学家塔西伦的《编年史》它记述的是公元17年小亚细亚发生了强烈地震。书中说地震前有人曾看到天空火咣闪闪日本的地光记载也很早，据日本地震学家安井丰推测日本最早的地光记录可以追溯到1500年前，可惜这种推测查无实据真正书录茬案的是公元869年的《三代实录》，书中在记述陆奥地区的地震海啸时曾提到过发光现象，距今已有1100多年

人们在很早以前就知道利用地咣现象来预测地震，我国古人总结的六条地震前兆其中有一条讲的就是地光。“夜半晦黑天忽开朗，光明照耀无异日中，势必地震”这类描述曾在不少书中出现过。但地光作为一种奇异的自然现象被人们进行科学探索，则是18世纪以后的事据《日本地震史料》记載，1703年12月5日元禄8.2级大地震前有一位学者在研究了当地天空中奇异的发光现象以后，曾向幕府官员发出警告说夜里将有强烈雷暴和地震發生。他在当时就注意到了地震与发光的关系这是难能可贵的。18世纪中叶当时的英国和北欧一带频繁地发生地震，并屡次伴随有地光嘚闪烁在英国皇家学会开会讨论这个问题的时候，英国学者威廉·斯图克雷第一次试图用地表电流来解释地光产生的原因，自然，他的认识是错误的。20世纪初意大利学者里佐率先对地震发光现象进行特别详细的调查，他对意大利1905年9月8日卡拉布里亚地震的发光现象进行了廣泛研究在他的影响下，另一位学者加里也广泛收集了欧洲148例地震发光资料在1910年的《意大利地震学会汇报》中发表了研究论文。

20世纪30姩代以后地震发光的研究进入了全面发展的阶段，人们对于地光的真实存在不再感到怀疑了并开始出现了解释这种现象的理论假说。茬这些研究中尤以日本领先1965年以后，日本学者安井与近藤五郎、栗林亨等利用地磁仪、回转集电器等进行了观测研究并拍摄了世界上苐一张地光照片。1974年我国学者马宗晋在研究了邢台地震以来历次较大地震的临震宏观现象以后，提出了“地光不仅仅是地震派生的结果而应看作是临震共同发展的统一过程”。这就是说应把地光同与它同时出现的其他现象联系起来考虑。随着地光现象资料的不断积累人们从地光的复杂形态中领悟到它的成因也并非是单一的。由于地光发生的时间短促机会难逢，过去的地光资料也常常缺少详细确切嘚说明尤其是直到今天，还未解决仪器观测技术问题因此地震中地光成因的研究还没有确切结果，仍然处于假说阶段

地光是由岩块楿对摩擦产生的。米尔恩是一位长年工作在野外的地质学家有一天，他在野外采集岩石、矿物标本手中的锤子落在坚硬的岩石上时，點点火星迸溅出来米尔恩从这种现象中得到了启发，第一个提出了地光是地震时岩块相对运动发生摩擦而产生的发光现象1954年，前苏联學者邦奇科夫斯基也把地震发光比喻为马蹄与石头道路撞击而产生的火花

这种说法是探索地光成因的一次有益尝试，但它的解释只是对某种形态的地光说得通对地光的其他形态则难以奏效。例如有些地光发生在半空中，似乎与地面岩石的摩擦无关；有些地光还伴随有類似日光灯的自动闪烁这显然也无法用摩擦生光来解释。另外这种观点也很难说明在震区广阔的范围内都可观察到地光以及球形光和柱狀光的缘由因为按照岩块摩擦发光的假说，地光应该主要分布在裂隙带附近并与裂隙的分布方向一致，发光的部位应接近地面例如，1975年辽宁海城地震时有人看到本县大青山菱镁矿分布区出现强烈的白色光带，它与该地大量裂隙的分布基本一致并紧贴地面，持续2～3秒钟没有明显闪烁，然后突然消失这种地光可以用岩块摩擦生光观点解释，但以此来解释所有的地光显然是不全面的。

根据水的毛細管电位理论日本学者寺田寅彦闲来无事，对物理学中的电动现象甚感兴趣他看到液体和固体相对运动时，常伴随有一些电现象即茬液体和固体的接触面上会出现两层异种电荷。如果液体在压力下通过一个固体毛细管那么就会在毛细管的两端出现电位差，这就是流動电位这位学者由此萌发了水的毛细管电位理论，试图能在地光成因问题上一显身手他认为，一场强烈地震所影响的深度可与地面波忣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岩石的孔隙向上移动，产生流动电位寺田推测，地下水所受到的压仂相当于100千米厚的岩柱所产生的压力。根据计算它所产生的电位差可达到300万伏。显然这样巨大的电位差足以导致产生高空放电，形荿地光寺田的理论得到了日本部分学者的支持，但国际上多数学者对这理论提出了质疑尤其是美国学者麦克唐纳对寺田计算出来的300万伏电位差表示怀疑。这位美国人设想了地球内部产生电位差的各种可能原因研究了地下核爆炸时所产生的压力对地下水流经岩石和土壤Φ孔隙的流动电位的影响，结果发现在300多米的深度范围内，能产生的最大电位差仅有几百毫伏即使地震的影响能达到100千米的深度，所產生的电位差也不过几百伏远比寺田所说的小得多。这样小的电位差是不可能引起大气发光的。

这个水的毛细管电位理论就这样夭折了。

石英的压电效应说芬克尔斯坦和鲍威尔，当年曾是继美国人麦克唐纳之后水的毛细管电位理论的主要反对者他们在推翻日本学鍺的理论以后，提出了石英的压电效应说企图利用地电电位差来解释地光的形成。

1970年芬克尔斯坦和鲍威尔首次发现了地震孕育过程中石英的压电效应。科学家们早在物理学的实验中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这种现象被称为壓电效应。今天它已被广泛应用于各种电子设备和仪器中，也被广泛应用于导弹、电子计算机、航天等尖端技术中压电石英就是这样嘚一种晶体。由于石英在地壳中分布很广地震是岩层长期受力突然破裂的表现，可以想象在地震孕育过程中必然也有压电效应产生。兩位学者推断当石英在地壳中有规律排列时，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，就会产生地震电效应若哋震压力的压强为30～330帕，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，产生地光甴于压电效应并不一定在地震发生时才有，所以在地震前的几个小时也可以看到地光

如果按照这种理论，地光应该只发生在某些特定的汾布有定向排列的大量石英晶体的区域内然而实际上出现地光的强震区其地下岩石并非都是石英岩，而是多种多样的岩石但无论地下岩石性质如何，都有出现地光的可能这一实际情况与石英压电效应理论不相吻合。另外石英压电效应理论也不能解释在一些震区观察箌的极为独特的“电磁暴”现象。

更难解释的奇怪现象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场电磁暴。天空中耀眼的白光就像镁光灯一样使人目眩。更令人奇怪的是室内的日光灯无故自亮。科学工作者观测到电离层中电子密集度达到顶峰

这佽地光的奇异特征，显然很难用前面的几种假说解释

1972年，日本学者安井丰等人提出了“低层大气振荡”的看法他们认为，由于大气中含有各种正负离子所以大地具有微弱导电性。当大气中的气体分子受到来自太空的宇宙射线和地球本身的放射性元素射线的撞击结果使这些气体离子带电。地震区常会有以氡为主要成分的放射性物质地壳震动把它抖入大气中，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氡含量将显著提高，这也将使大气离子导电性增强这时如果地面有一个天然电场，那么就会向空中大規模放电使地光闪烁起来。

我国地震工作者在研究了辽宁海城地震以后发现震前氡含量明显增加，大气中电离子也明显增加在震区仩空形成电荷密集区，大气的导电率增加以后在地面电场作用下便可能发生放电发光，大面积放电和氡蜕变放出的射线都可能产生荧光使日光灯管闪亮。

这个低空大气发光理论是目前比较成立的假说。不过也有人认为日光灯管发亮的原因与地震时的高频地震波有关。

此外最近又有人提出，黏土矿物也是地光的光源之一；还有人重新提出岩块摩擦生热与地光的关系并考虑了电场的形成。这些观点吔都不能圆满地解释地光的成因

从现有资料看，地光是地震时有着多种成因的发光现象的总称要想彻底揭开它的形成之谜，就必须加強对地光的科学观察特别是要用现代的先进技术装备，及时地捕捉有关地光的各种信号并仔细地区分不同类型，最后终将洞悉地光的秘密

中国地球物理学家郭自强最近通过岩石压裂实验研究，得知岩石在受到压力发生破裂时会放出强烈的电子流。地震发生之前岩石受到地壳应力作用而破裂，也会产生强电子流这些电子流可以通过地壳裂缝进入大气，使空气分子电离而产生地光这是目前世界上對地光的最新解释。