神秘的自然光現(xiàn)象

光對(duì)人類來(lái)說(shuō)非常重要，我們之所以能夠看到客觀世界中斑駁陸離#65380;瞬息萬(wàn)變的景象，主要是因?yàn)檠劬邮盏搅宋矬w發(fā)射#65380;反射或散射的光.光與人類生活和社會(huì)實(shí)踐有著密切的關(guān)系.自然光是神秘的，以至于我們?cè)诳吹皆S多的光現(xiàn)象時(shí)會(huì)不由得發(fā)出贊嘆或恐懼.這里將帶領(lǐng)同學(xué)們認(rèn)識(shí)幾種常見(jiàn)的自然光現(xiàn)象，揭開(kāi)其神秘的面紗.

極 光

在地球南北兩極附近地區(qū)的高空，夜間常會(huì)出現(xiàn)燦爛美麗的光輝(如圖1).它輕盈地飄蕩，忽暗忽明，發(fā)出紅的#65380;藍(lán)的#65380;綠的#65380;紫的光芒，這種壯麗動(dòng)人的景象就叫做極光. 極光多種多樣#65380;五彩繽紛#65380;形狀不一#65380;綺麗無(wú)比，在自然界中還沒(méi)有哪種現(xiàn)象能與之媲美.

許多世紀(jì)以來(lái)，極光一直是人們猜測(cè)和探索的天象之謎.從前，愛(ài)斯基摩人以為那是鬼神引導(dǎo)死者靈魂上天堂的火炬.13世紀(jì)時(shí)，人們則認(rèn)為那是格陵蘭冰原反射的光.到了17世紀(jì)，人們才稱它為北極光——北極曙光(南極所見(jiàn)到的同樣的光稱為南極光). 隨著科技的進(jìn)步，極光的奧秘也越來(lái)越為我們所知.原來(lái)，這美麗的景色是太陽(yáng)與大氣層合作表演出來(lái)的佳作.

在太陽(yáng)創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為“太陽(yáng)風(fēng)”.太陽(yáng)風(fēng)是太陽(yáng)噴射出的帶電粒子，是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流.太陽(yáng)風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng)，以約400 km / s的速度撞擊地球磁場(chǎng).地球磁場(chǎng)形如漏斗(如上頁(yè)圖2)，尖端對(duì)著地球的南北兩個(gè)磁極，因此太陽(yáng)發(fā)出的帶電粒子流沿著地磁場(chǎng)這個(gè)“漏斗”沉降，進(jìn)入地球的兩極地區(qū).兩極的高層大氣，受到太陽(yáng)風(fēng)的轟擊后發(fā)出光芒，形成極光.

極光不但美麗，而且在地球大氣層中投下的能量，可以與全世界各國(guó)發(fā)電廠所產(chǎn)生電量的總和相比.這種能量常常攪亂無(wú)線電和雷達(dá)的信號(hào).極光所產(chǎn)生的強(qiáng)電流，也可以影響微波的傳播，甚至使電力傳輸線受到嚴(yán)重干擾，從而使某些地區(qū)暫時(shí)失去電力供應(yīng).怎樣利用極光所產(chǎn)生的能量為人類造福，是當(dāng)今科學(xué)界的一項(xiàng)重要使命.

地 光

地光是指大地震時(shí)人們用肉眼觀察到的天空發(fā)光的現(xiàn)象.一般情況下，地光大都在地震發(fā)生前幾分鐘到數(shù)小時(shí)出現(xiàn)，也有少數(shù)在地震后出現(xiàn).地光的顏色有多種多樣，有白里發(fā)藍(lán)的#65380;紅色的#65380;紫色的#65380;白色的，也有黃色和綠色的，其中以白里發(fā)藍(lán)的為多，有點(diǎn)像電焊火光(如圖3).地光在空中持續(xù)的時(shí)間一般為幾秒到數(shù)分鐘之間.在夜間，即使離地光出現(xiàn)地點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方，也能夠看得清楚.地光在地表上空的高度一般為幾米到幾十米不等，其表現(xiàn)形式因地震類型和地點(diǎn)而不同，在空中的幾何形狀也不盡相同，有的以條帶狀在空中出現(xiàn)，有的以圓弧狀出現(xiàn)，也有的以火柱狀出現(xiàn)，還有的以一連串火球狀出現(xiàn)，形似信號(hào)彈升向天空.

地光在文獻(xiàn)中有不少記載.1965年~1967年日本松代地震群期間，就留下了難得的地光照片.我國(guó)1975年發(fā)生的遼寧海城地震和1976年發(fā)生的河北唐山地震，震前的地光現(xiàn)象非常突出.

地震發(fā)生前為什么會(huì)產(chǎn)生地光呢?研究結(jié)果表明，當(dāng)?shù)卣鹂彀l(fā)生時(shí)，由于地下巖石發(fā)生破裂#65380;錯(cuò)斷，巖石間由于相對(duì)摩擦滑動(dòng)，產(chǎn)生一種電磁效應(yīng)，從而造成一個(gè)較大范圍的放電現(xiàn)象，并沿著斷裂縫隙通向大氣層，在低空引起大氣電離和發(fā)光現(xiàn)象. 地光的來(lái)臨，往往預(yù)示著地震很快就要發(fā)生了，如果此時(shí)能夠迅速果斷地采取一些避震措施，是有可能躲開(kāi)地震災(zāi)害的.例如1975年2月4日海城地震前，一列從大連開(kāi)往北京的列車在行駛途中，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)列車前方有大片紫紅色的耀眼亮光，便馬上聯(lián)想到可能是地光，于是采取措施，緊急停車.列車剛剛停穩(wěn)，大地震就發(fā)生了，從而避免了一場(chǎng)車翻人亡的重大事故.

責(zé)任編輯程哲