На протяжении веков очевидцы время от времени сообщали, что видели необъяснимое явление за несколько минут до, во время или после землетрясения: странные яркие огни в небе.
Связанный контент
- Сильные землетрясения все еще возможны в центральной части Соединенных Штатов
Например, сразу после землетрясения 1888 года, обрушившегося на Новую Зеландию, в течение нескольких часов были видны «светящиеся явления» и «необычайное сияние». Они были замечены в 1930 году во время землетрясения в Иду, Япония, видимого на расстоянии до 70 миль от эпицентра. Среди десятков землетрясений, которые, по сообщениям, вызывали странные огни, их качества сильно различались: люди сообщали, что видели белые вспышки, или плавающие шары, или мерцающее пламя радужного цвета. Иногда огни появлялись всего на несколько секунд, но иногда они парили в небе по несколько минут или часов.
На протяжении большей части современной истории эти сообщения считались апокрифическими. Только после серии фотографий странных огней, снятых во время землетрясения в Нагано, Япония, в 1965 году, включая приведенную ниже, ученые признали достоверность этого явления.
Изображение через онлайн-архив UC Berkeley
С тех пор они снимались с большей частотой и даже на видео, как этот клип, снятый за 30 минут до землетрясения в китайской провинции Сычуань в 2008 году:
Но для ученых принятие существования землетрясений представляет собой новую проблему: как вы их объясните?
За последние несколько десятилетий было предложено множество гипотез. Некоторые предполагают, что тектоническое движение пород, включающих кварц, может генерировать пизоэлектрическое поле, которое вызывает вспышки света. Другие предполагают, что тектоническое напряжение временно позволяет породам проводить электромагнитную энергию, вызывая изменения в магнитном заряде ионосферы, самого верхнего уровня атмосферы. Но чрезвычайно трудно проверить любую из этих гипотез, потому что землетрясения настолько непредсказуемы, а условия так трудно воспроизвести в лаборатории.
Сегодня в исследовании, опубликованном в Seismological Research Letters, группа ученых Роберта Терио использовала альтернативную стратегию, чтобы выяснить ответ - они проанализировали геологические обстоятельства 65 землетрясений, начавшихся в 1600 году, которые дали отчет о свете, чтобы увидеть, что эти события имели общее.
«Мы создали довольно большую базу данных о землетрясениях с землетрясениями, которые произошли во всем мире», - говорит Терио, геолог из Министерства природных ресурсов Квебека. «И в конце концов, когда мы начали смотреть на них, мы обнаружили действительно поразительный образец».
Во всем мире примерно 95 процентов сейсмической активности происходит на границах между двумя или более тектоническими плитами. Но подавляющее большинство землетрясений (85 процентов) произошло в связи с землетрясением на тектонической плите в местах континентального рифтинга, категория, представляющая всего пять процентов всех землетрясений. Кроме того, большинство из оставшихся 15 процентов произошло в результате землетрясений, вызванных двумя пластинами, скользящими мимо друг друга (ошибка преобразования), а не одной плитой, помещенной под другую (зона субдукции).
Кроме того, ученые обнаружили, что огни землетрясений появляются непропорционально до или во время землетрясений, а не после. У них пока нет объяснения необычной локации землетрясений, но они думают, что могут объяснить эту тенденцию во времени.
Их модель, разработанная за последние несколько лет соавтором Фридеманом Фрейндом из Государственного университета Сан-Хосе, также включает в себя породы, переносящие энергию вверх к поверхности, но не всю дорогу до ионосферы.
«Процесс начинается в глубине земной коры, где горные породы подвергаются высоким уровням напряжения до того, как напряжение будет снято, чтобы вызвать землетрясение», - говорит Терио. Фрейнд показал в лабораторных экспериментах, что в определенных типах горных пород это напряжение может разрушить пары отрицательно заряженных атомов кислорода, которые связаны друг с другом в перокси-связях.
Когда это происходит, каждый из ионов кислорода высвобождается, и они могут течь через трещины в скале к поверхности. В этот момент, размышляя, группы высокой плотности этих заряженных атомов будут ионизировать воздушные карманы, образуя заряженный газ (плазму), излучающий свет.
Тектонические напряжения постепенно накапливаются в течение продолжительного периода времени, прежде чем они исчезнут в результате землетрясения. Их модель, которая опирается на этот стресс для создания источников света, а не на фактическую сейсмическую активность, может объяснить, почему источники света часто возникают за несколько минут, часов или даже дней до землетрясения.
В результате, по их словам, огни землетрясения могут быть чем-то большим, чем просто интригующее явление - для некоторых они могут стать жизненно важным показателем того, что земля вот-вот начнет дрожать. «Если вы видите видимые огни в небе и живете в зоне, подверженной землетрясениям, они могут быть признаком раннего предупреждения о приближении землетрясения», - говорит Терио.
