冰期的形成
所谓冰期，是指地球历史上大规模的寒冷时期。在这个时期里，不仅地球的两极和高山顶上有冰川分布，就是一些纬度较低的温带地区和低矮山岭上，也分布着许多冰川。地球的历史告诉我们，全球各地在地质历史中曾发生过三次大冰期，即震旦纪冰期、石炭纪、二迭纪冰期和第四纪冰期。而每次大冰期又是由许多小冰期组成的。最近的一次大冰期70万年前开始的，至今已发生过7次小冰期，每次持续时间为90000年之久，而两次冰期之间总是伴随着大约10000年长的温暖的间冰期。
科学家们推测，第七次冰期在10000年前已结束，我们目前正生活在第七次温暖的间冰期末尾，再过5000年，我们居住的地球又将进入一次小冰期，那时整个地球将重新银装束裹，全球的每个人都会生活在类似今天南极的冰天雪地之中。
面对这一预言，人们难免会问：为什么地球上会出现寒冷的冰期呢？对此，科学家提出了许多假说予以解释。
首先进行推测的是德国地质学家希辛格尔。他在1831
年提出，第四纪冰期的出现与第三纪的造山运动有关。后人发展了他的观点，认为冰期的发生是由于造山运动所造成的海陆分布不同。在造山运动以后，地球上出现了一些高耸的大山，为山岳冰川的形成创造了条件。山的升高和冰雪堆积的增厚，还使山区附近的气候发生变化，气温下降，并逐渐扩展影响到全球，使整个地球的平均温度下降，导致冰期出现。反之，当造山运动平静后，山地受到侵蚀，高度不断降低，海水有可能侵入大陆上被削平的低洼地区，使其成为浅海。因为海水的热容量较大，能贮存较多的热量，所以当海洋面积扩大并积蓄较多热量之后，气候开始逐渐转暖，出现了间冰期。一旦造山作用重新发生，山脉再次升高，冰期便又重新来到。
但是人们很快发现，造山运动剧烈的时期与冰期并不完全吻合。
1896年，瑞典地球物理学家阿列尼乌斯，提出了植物可能是产生冰期的祸首。他认为空气中二氧化碳若增加到现在含量（0.03%）的2-3倍时，地球的年平均温度就会升高8~9℃。据此可以解释第三纪的温暖气候。温暖的气候和二氧化碳含量的高浓度，促使植物大量繁殖。但是，植物大量繁殖的结果，又使二氧化碳大量消耗，使其在空气中所占的比例下降。当它降低到现在含量的一半时，就会使地球的年平均温度下降4~5℃，足以导致中、高纬度地区广泛发育冰川，产生冰期。冰期的出现又会减缓植物生长，从而使二氧化碳的含量逐渐恢复正常。于是气温又逐渐升高，冰川消退，出现间冰期，植物又开始繁盛起来，为另一次冰期到来准备了条件。
但是，历史上植物十分茂盛时期之后，并没有出现冰
期，相反在6~7亿年前的古代，生物运动没有现在繁盛，却有震旦纪大冰川的出现。因此上述说法缺乏充分依据。
为了弥补这一说法的不足，有人提出了尘慢说，认为是由于地球上火山的猛烈喷发，大量的火山灰尘给地球撑起了一把尘埃大伞，张起了一道尘幔，于是，阳光就再也照不到地球上了，冰期由此而生。然而，造山运动也是火山极盛时期，但并不是每次造山运动后都有冰期接踵而来。
1920年，南斯拉夫塞尔维亚的天体物理学家米兰柯维奇提出了天文说，认为地球上所以有周期性的冷暖变化，根本原因在于地表受到太阳光热不均匀，而造成受热不均匀，无非是地轴的偏斜，地球的颤动以及地球本身是椭圆 第四纪冰期地球海陆分布所造的尘慢
的，在围绕太阳转动时有近日点和远日点之差······
目前这一天文假说成为当前最受拥护的冰期成因假说。但这一假说也并非完美无缺，它充其量只能解释一个大冰期中的冰期与间冰期的交替，而没能回答整个大冰期产生的原因。
近年来，在探索冰期形成机制的各种理论中，又出现了一个新的假说，认为，地球冰期的发生与太阳率领它的家族通过银河旋臂的时间有关。
我们的银河系是一个漩涡状星系，它具有4条旋臂。根据星系旋臂形成假说，太阳及其家族在绕银河系核旋转时，每隔2亿多年就要通过一次旋臂，而在旋臂里星际物质比较密集。因此有人认为，当太阳通过旋臂时，大量星际尘埃的存在，使星际空间的透明度减少。太阳辐射出来的光和热受到星际尘埃的反射和折射，到达地球表面的能量有明显的削弱，就使地球的年平均温度下降，冰期发生。这一理论的重要证据是，地球上三次大冰期发生的间隔时期，正好与通过旋臂的时间吻合。
但是，旋臂附近的星际空间是否果真有那么多星际尘埃，却是令人怀疑的。而且这一假说是建立在另一假说的基础上的。
因此，尽管人们长期以来不断地探讨冰期的成因，也有了许多科学假说，但这仍然是悬而未决的地学之谜。
仍未解开的地震之谜
地震的成因之谜
一提起天灾人祸，人们就会想到巨大的破坏、恐怖的
伤亡，因为天灾人祸确实给人们带来了巨大的痛苦。而其中又尤其以天灾因其不可预测性令人谈虎色变。
说到天灾，我们熟悉的有火山爆发、地震、海啸、龙卷风等等。为了避免这些天灾所带来的损失，尽量减少人员的伤亡，科学家们对这些天灾形成的原因，进行了大量而艰苦的研究工作。但由于各方面的限制，现在仍有许多未解之谜在困扰着科学家们，其中地震的成因之谜就是一个。
我们都知道，地震的破坏性是十分巨大的。大地震如果在陆地上发生，顷刻间就会颠覆成千上万的高楼大厦、农舍田庄，会破坏道路、良田、工厂、矿山，造成惨重的人畜伤亡；地震如果在海底爆发，刹那间就会引起海啸，吞没船只，席卷海滨；地震如果在山川发生，又会震得山崩地裂、江河断流、堤坝崩溃；另外，地震还会诱发火灾、水灾，，最终给人类带来更大的灾难。
1976年7月28日3时42分，我国唐山发生了大地震，整个唐山市在一夜之间化为废墟，许多市民是在酣睡中葬身于瓦砾之中。
地震给人类造成了巨大的损失，如何预测它的发生以减少损失呢？这首先要搞清地震是怎么回事，它又是怎么发生的。在古代，科学还不够发达，人们对地震的认识很幼稚。关于地震有以下一些说法，像什么“巨鳌翻身”、“地牛打滚”。当然，这都是当时人们对于地震产生原因的种种可笑的说法。
随着自然科学的发展，自19世纪后半叶起，人们开始对地震时观测到的种种现象进行分析，得出这样一个结论，就是地震是地壳运动引起的。但围绕地壳运动的问题
又出现了形形色色的各种观点，我国著名地质学家李四光将之归结为六种观点。
一种观点认为：地球是一团热质冷却固结而成的，冷却的次序是先外后里。在这个冷却过程中，地球体积逐渐缩小，以致首先形成一个壳子，而且到处发生褶皱、断裂，因而引起地壳运动。打个比方说吧，这就像一个瘦子穿上一件胖子穿的衣服后，衣服会发生褶皱一样。
然而，这个论点还有着漏洞，那就是：按照这种说法发生的这种褶皱和断裂，应该是杂乱无章的，但事实并非如此。地壳中的这种情况是有一定方向的。而且由于地球内含有大量的放射性元素，它们会不断蜕变产生热量，这不仅可以抵消地球失去的热量，而且可能大于失去的热量，因而这种由于地球冷却收缩而引起地壳运动的观点就说不通了。
与这个观点相反，还有一种观点认为是由于地球不断膨胀才引起了地壳运动，但这样的话，地球的表面应该出现无数不规则的裂口，这又与事实相悖。
后来有人认为是太阳和月亮对地球的吸引力引起的固体潮使得地壳发生运动；第四种观点又认为这是因为地壳的内部物质不断发生对流；第五种观点认为这是地壳均衡代偿的结果。
以上五种观点有的和事实不够相符，有的是仅仅限于假定，有的论证不够充分，因此都被科学家们一一放弃了。
后来，在20世纪20年代初，又产生了大陆漂移的假说。大陆漂移假说认为：地层产生褶皱并不需要收缩，当大陆移动时，前缘如果受到阻力就会发生褶皱，就好像船
在水上行驶时，在船头产生波浪那样。向西推进的南北美大陆，一方面在其东面形成了大西洋，另一方面在其西岸形成连绵不断的落基山脉和安第斯山脉。另外，向北推动的印度大陆和亚洲大陆相撞就形成了喜马拉雅山。
在20世纪30年代，经过激烈的辩论之后，大陆漂移说又宣告破产。它破产的原因有三个：一是缺少对大陆漂移原动力的说明；二是认为地球不是坚硬的；三是根据高温起源说，地球在很久以前才是软的，如果发生大陆漂移的话，也应是在地球形成的初期。
20世纪50年代末，古地磁研究证实，南北磁极的位置始终在移动。照理，这样的移动线路应该只有一条，但奇怪的是，在北美和欧洲大陆上分别测定的北磁极迁移路线却有两条，它们不相重合，但形状相似，处处平行。要使它们合并成一条，除非把北美大陆向东移动3000千米。然而这样就挤走了大西洋的位置，并使北美大陆和欧洲大陆连在了一起，这正与大陆漂移说不谋而合。因此，大陆漂移说因这一发现而活跃起来。
然而，由于地球磁极的问题一直没有定论，大陆漂移说在解释一些实际问题的时候也碰到了困难。
20世纪60年代，又有人提出了“海底扩张”假说，持此种观点的科学家认为，由于海底的不断更新和扩张，造成古磁场和年龄数据的对称分布。而当扩张的大洋地壳到达定论边缘时，便使俯冲到大陆壳下的地幔逐渐熔化而消亡，因而无法找到古老的大洋地壳。
这个假说经过充分的观测研究证明是可信的，而到了20世纪70年代，在大陆漂移说和海底扩张说的基础上，又产生了“板块构造”学说。
板块构造说强调，全球岩石圈并非一块整体，而是由欧亚、非洲、美洲、太平洋、印度洋和南极洲六大板块组成。这些板块驮在地幔顶部的软流层上。随着地幔的对流而不停漂移。板块内部地壳比较稳定，板块交界处是地壳活动较多的地带；大地构造活动的基本原因是几个巨大的岩石层板块相互作用引起的。由于地震是大地构造活动的表现之一，所以板块的相互作用也是地震的基本成因。
板块构造说是一门新学说，它为地震成因提出了一个新的研究方向。但是，板块构造说毕竟也是一种假说，还有诸如地质力学等多种学派对地壳运动进行的其他解释。因此，地震发生的原因迄今仍是一个谜，人们尚未能找到最终的答案。我们有理由相信，随着科学的高速发展，破解地震成因之谜的那天终会到来。
地震前为什么有地光闪耀
1976年7月28日，子夜已过，表针指向了凌晨3：00。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，就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。这种火球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，唐山变成了废墟。
这是为什么呢？
原来，这是一种强烈地震的前兆，被称为地光。
1．地光并非陌生客
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，早在几千年就已经被人们注意到了。我国是世界上地光记载最早的国家，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，山冢萃崩。高岸为谷，深谷为陵。”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”、“红光遍邑”、“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佗的《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光闪闪。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。真正书录在案的是公元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光现象来预测地震，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
Aomi Du ohijic 破译神奇地理之谜
震。”这类措述曾在不少书中出现过。但地光作为一种奇异的自然现象，被人们进行科学考虑，则是18世纪以后的事。据《日本地震史料》记载，1703年12月31日元都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发生。他在当时就注意到了地震与发光的关系，还是难能可贵的。18世纪中叶，当时的英国和北欧一带频繁地发生地震，并屡次伴随有地光的闪烁。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广泛研究。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年代以后，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。在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，并拍摄了世界上第一张地光照片。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单
一。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的说明，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。
2．岩块相对摩擦产生地光
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，点点火星迸溅出来。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，前苏联学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；有些地光还伴随有类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状光的缘由。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。
3．水的毛细管电位理论
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，即在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，这就是流动电位。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及的范围相当。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，地下水所受到的压力，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，形成地光。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中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，所产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。
4．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。他们在推翻日本学者的理论以后，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，这种现象被称为压电效应。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。压电石英就是这样的一种晶体。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。两位学者推断，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。若地震压力的压强为30~330巴，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。由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分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到的极为独特的“电磁暴”现象。
5．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。
这次地光的奇异特征，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，从而使这些气体离子带电。地震区常会有以氧为主要成分的放射性物质，地壳振动把它抖入大气中，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，大气中的氧含量将显著提高，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，那么就会向空中大规模放电，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，在震区上空形成电荷密集区，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，是目前比较成功的假说。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，粘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。这些观点也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，就必须加强对地光的科学观察，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，这是目前世界上对地光的最新解释。
地震和云彩有关系吗
1663年，《德隆县志》上有这样一段文字：“天晴日暖，碧空晴净，忽见黑云如缕，蜿如长蛇，久而不散，势必地震。”可见300多年以前，我国古人就将云和地震联系在一起了。
那么，地震云真的能预报地震吗？请看下面的事例：
1978年3月6日，日本国奈良市市长健田忠三朗在举行记者招待会时，他指着北方天空里的一缕云说：“这就是地震云。不久将会有一次影响日本广大地区的强烈地震。”就在第二天，靠近日本的大海里果然发生了一次7.8级的地震。也是利用地震云预报这次地震的还有我国中科院物理研究所的地震学家吕大炯。在1978年3月3日早晨，于北京中关村上空也观测到了北东东向的条带状云彩，再根据地应力和地电异常的情况，预报了震中将发生在地震云垂线所指的方向，即日本海之中，其预报时间和地震发生时间仅差48分钟，其准确度令人惊叹。1978年4月8日，吕大炯在北京通县又观察到地震云作出了“4月12日在阿留申群岛附近将发生地震”的预报，结果4月12．
PegoaosnAom Da ohijie 破译神奇地理之谜日在阿留申群岛以东的阿拉斯加地区果然发生了7.0级地震。
1979年7月4日凌晨五、六时左右，住在北京饭店一套高级客房的日本奈良市市长健田忠三朗忽然发现天上东南方向横亘了一条较长的白色条带状的云带，这位业余地震云研究者立即通告中国有关方面，作出了近期将要发生地震，但北京不会受其影响的预报。与此同时，在日本的一些地震云研究者在不同的地点也观测到地震云而地震云垂线的交点正交汇在我国溧阳地区。一连几天，我国各地的地震观测站测到的地电、电磁都发生强烈异常现象，有些中国的地震工作者在7月1日、4日、5日也都观测到东北一西南向的长条状云带······7月9日晚，江苏溧阳果然发生了6级地震。
那么，以上这些事例仅仅是一种巧合吗？如果不是，那么地震与天上的云彩有什么关系呢？地震云与普通云彩又有什么区别呢？地震云又是怎样形成的呢？
据史料记载及人们的观察，地震云多呈带状，似龙，似蛇，或似草绳，或呈辐射状、肋骨状。其颜色有白色、灰色、铁灰、桔黄、橙红等。
关于地震云的成因，人们做了种种推测：
日本九州大学真锅大觉认为：由于地震之前地热的增高，加热空气，使之上升扩散到同温层，在1000米高空形成细长的稻草绳状的云带。但是持否定意见的科学家认为同温层的高度至少在10000米以上，一般上升气流不易达到，而且强烈对流上升的气流一般是蘑菇状云彩，不可能沿水平展开成长条状，也无法解释地震云的垂线方向能指示震中的道理。而我国的吕大炯等人认为；由于断裂带产
生热量，可以以超高频或红外辐射的形式来加热上空的空气微粒，形成条带状地震云。由于断裂带大多垂直于震中的震波传递方向，所以，由此产生的条带状云也是垂直于来自震中的震波传递方向的。尽管这种解释比真锅大觉较为完善，但仍有很大臆想性，因为至今尚未获得确切的数据，如断裂带上应力在震前究竟增加了多少，达到什么程度才会产生地震云等。
此外，还有一些学者提出断裂带中可能会有大量高能带电粒子逸出，或者震源在震前形成的静电场使得高空形成条带状地震云······这些推测还都是一种假说，有待证实。人们期待着这些谜能早日揭开，对地震这一灾害能防患于未然。
动物与地震
地震即地动，它像狂风暴雨一样，是一种自然现象。地震会给人类带来灾难。据统计，全世界每年要发生500多万次地震，其中，破坏性的地震大约有1000次左右。为了避免或减少这种灾难，做好地震的预测预报工作是极为重要的。
1．能预报地震的动物
人们在长期报震、抗震工作中，已经观察到许多动物在震前有种种异常反应：畜不进圈狗狂叫，冬眠蛇出老鼠闹，鸭不下水鸡上树，蜜蜂飞迁鱼上跳，鹦鹉撞笼鸽惊飞，狮虎哀吼狼悲嚎等等。我国邢台地区人民通过对预测预报地震的实践，还编成这样的谚语：“鸡在窝里闹，猪在圈里跳，羊跑狗也叫，地震快来到。”
从大量地震资料来看，已知地震前有异常反应的动物
约有近100种，包括昆虫、鱼类、蛙、蛇、鸟类、兽类和家禽家畜。其中以狗、鱼、猫、鸡、鸟和猪等反应最为明显。
1969年7月18日13时24分，我国渤海发生了一次7.4级地震。在震前，天津市人民公园的工作人员，观察到许多动物的行为都出现了异常反应，就连平时逗人喜爱的大熊猫也躺在地上，抱头怪叫，唤它也不起，检查却无病。根据这些异常反应，公园地震预报小组在当天11时10分向天津市防震办公室报告“可能要发生大地震”的预报。果然不出所料，两小时以后发生了地震，天津市地动房摇。
1975年2月4日，海城、营口发生了7.3级地震。震前一段时间，尽管天气寒冷，冬眠的蟒蛇仍爬出洞来，它们一出洞口就冻僵了。此外，青蛙、泥鳅等冬眠动物的提前苏醒，可能与震前地温的局部升高有关。
1976年7月28日3时，河北省唐山、丰南一带发生7.8级强烈地震。震前的动物异常反应与历次大震一样，也是十分普遍而强烈的，特别在临震前几个小时更为明显。
日本是个多火山多地震的国家，科学家发现深海鱼类的异常行为预示着地震即将来临。早在1923年夏天，一位秘鲁的鱼类学家在日本的叶山沿海，发现了一种仅栖息在深海中的胡须鱼上浮，这是一种异常现象。果真事隔一天，发生了关东大地震。1963年11月11日清晨，日本新岛的渔民捕到一条长2米的深海鱼，电视台记者为采访这条新闻，邀请正在研究地震前深海鱼的反常行为的未广教授，希望他一同乘坐直升飞机前往现场。当时，未广教授
有课不能前去，在同记者分别时他开玩笑说：“请多加小心，不久将有地震发生。”谁知，事隔两天，在新岛附近真的地震了。
狗，可能是因为它具有特别灵敏的嗅觉，所以被列为震前反应最明显的动物。在云南通海地区一次地震前夕，山区一户人家，4个人围坐一桌，正在兴致勃勃地玩扑克牌。突然，从大门外跑进来一只狗，对着主人叫个不停，主人只顾打牌，不予理睬。狗可急了，上去咬住主人的衣服不放，还把他往门外拖。主人觉得这只狗不识事务，大煞风景，于是将它赶出大门外。可是他刚坐下打牌，狗又奔了进来，仍然是咬着衣服拚命将主人拖着往外跑。这时，主人恼火了，站起来对准狗乱打乱踢，赶着一起冲出大门。这当儿，突然一阵轰响，大地颤抖，房屋倒塌，留在屋内的那3个人都被压死，唯独他保全了生命。唐山大地震前，有个农户家的一只狼狗，当晚咬了主人，不让他睡觉。主人将狗打跑，刚睡下，狗又来乱咬。他又气又惊，就下床打狗，边追边打，刚出大门，地震发生了。1973年7月23日，当时的捷克斯洛伐克斯皮可埃市地震前，有个女职员睡得很熟，被狗吵醒。狗舔主人的脸，咬睡衣，将她拽下床来。她开了门，狗咬着主人的睡衣朝外跑，刚踏上人行道，地震发生了。从这三个例子可以看出，狗不仅是出色的活报震仪，而且在地震灾害中救主有功。
2．动物为什么会预报地震
地震是地球内部巨大的能量释放现象之一。有人曾作过计算，一次7级地震释放出来的能量，相当于20多枚2万吨级原子弹释放的能量，所以在震前必然有各种物理、
化学和气象等变化，如地热、地电、地磁、光、声、气候、地下水化学成分都会有一定的局部变化。这些变化，即使是非常轻微的，但一些动物却具有十分敏锐的感受力，于是引起它们生理上和行为上的反应，这就是动物在震前的异常行为。
目前，人们虽然已经知道有些动物能预报地震，但是对于它们预报地震的机理还没有完全清楚。据上海师范大学动物学家虞快教授介绍，科学上有以下三点解释和推测：
第一，对超声波和次声波的感受。鱼类和其他一些水生动物能感受到人所不能感受到的超声波和次声波。一般人所能感受到的声波范围为16~20000赫，小孩可以达到22000赫，高于或低于这个声波范围就不能感受到。鱼类内耳和身体两侧有侧线感受器，这是一种机械感受器，能感受1-25赫的次声波（频率低于20赫的声波），即使对水流压力的微小变化或微弱的水流波动也很敏感；水母（海蜇）的伞体边缘有感觉球，能感受8~13赫的次声波。漂浮在水面上的水母，能在暴风到来之前，感受到由于流动的空气与波浪摩擦而产生的次声波，因此及时离开浅海，避免被巨浪砸碎的灾难；在海洋中的海豚，能感受50-100000赫的声波，又具有完善的声纳系统。因此，它能利用超声波（频率高于20000赫的声波）正确地追踪数千米以外的鱼群，并能分辨出种类。由此可见，鱼类和其他一些水生动物在震前出现异常反应的原因，很可能是与强震前有次声波和超声波发生有关。
第二，对热的变化的高度敏感。在地震前，穴居动物都有明显的异常反应。例如，蛇类具有颊窝或感觉小窝，
窝内的感觉细胞对“热”极为敏感。有人用南美洲的蟒蛇作过试验，在波长为10600纳米的红外线下，热量在每平方厘米0.084焦时，就有热感觉反应。由此推测，蛇在震前的异常反应，可能与地热变化有关。
第三，对微弱的机械振动的感受。家禽和鸟类的腿部具有微小的感振小体，它们凭此能感受到枝头或地面上十分微弱的机械振动（几十至一二千赫）。中国科学院生物物理研究所曾做过这样的试验：用100只家鸽分作两组，每组50只，将其中一组家鸽的感振小体与中枢神经之间相联系的神经切断。结果在一次4级多的地震前，切断神经的一组家鸽基本上安静如常，而另一对照组家鸽都惊飞了。这说明家鸽的感振小体能感受到震前的波动。在强震前，猪、牛、羊等家畜普遍出现异常反应的原因，可能与它们的腿部、趾部和腹部肠系膜等部位，分布着大量对感受机械振动非常敏感的环层小体有关。
此外，蝙蝠能感受1500~150000赫声波。它的超声定位系统极为优越，不仅分辨率高，而且抗干忧性强，能从比信号高出200倍的噪声背景中接收小昆虫身上反射回来的信号。因此，蝙蝠在地震前迁飞，是与感受超声有关的。
3．人类能否预感地震
根据柏林弗里大学赫尔穆特·特里布楚教授测定，来自地面的充电离子释放，引起“先地震”，使狗、猪、鸟和其他动物出现紧张不安情绪，这就是人们在地震前所经常观察到的动物异常行为。
那么，人类能否预感地震呢？在很长一段时间内，不少科学家认为人类没有动物那样预感地震的本领，只有动
物才能感觉人类视为“静止”的震前外界变化。后来，美国加利福尼亚州的一位科学家首先提出，人类也能够像一些动物那样，在地震前的短时间内，表现出异常行为。例如在旧金山海湾地区，那里的居民在地震前72小时内，出现烦躁、易怒、头昏眼花、头痛、恶心等征兆。由于每个人的生理机能和心理状况不同，所出现的征兆也有差异。
不久前，美国蒂姆研究所的生物学家马沙、亚当斯，根据人类在地震前的异常行为分析，在8天内预报的准确性可以达到80％。亚当斯把人在地震前的异常行为，归因于地磁场的改变影响到人体的结果。
4．进一步探索动物报震
首先，在从事动物报震工作中要分清动物的异常行为是地震预兆还是其他因素所引起的，否则就会造成错误报震。因为自然现象是非常复杂的，一些非地震预兆的环境条件变化，也会促使动物产生异常行为，而且往往与动物震前出现的异常反应相似。例如，天气闷热，雷雨之前，由于气压低，湿度大，水中溶解的氧气减少，鱼儿就会泛塘，蜻蜒和蚊子聚群飞行，蚂蚊也忙于向高处搬家，表现出异常行为。又如狂风暴雨到来之前，大群海鸟会向着陆地飞行，许多鱼儿结群上浮，深海鱼类游到浅海甚至上浮到水的表层，连鲸类也会群集在海面。再如饲养条件的改变，包括畜舍的改变，饲养员的调换，饲料种类的更换，往往也会使动物出现各种异常反应。此外，动物在繁殖季节里，由于本身的生理变化，也会表现出行为失常。猪、马、牛、羊等发情时，常常出现烦躁不安，胃口不佳，相互追逐；狗在发情期有嚎哭的现象，猫在发情期则往往叫个不停，鱼儿会进行生殖回游等。这些异常行为，都与地
震没有关系。
其次，在地震以前有异常行为的动物，开始时往往是个别种类和少数动物，而且还会受到动物个体差异的影响，在同种同类动物中会出现无异常反应、异常反应不明显和明显三种情况，这对动物报震工作同样会带来困难，所以必须密切注意动物出现异常反应的种类、数量、涉及的范围以及异常反应的程度。因为没有一定数量就不可能作出正确的判断。
第三，利用动物预报地震是一项新的研究课题，动物行为的变化与地震之间的联系，目前知道的还不多，必须在今后防震、抗震工作中进一步探索。土耳其“爱猫者协会”的专家们发现，猫的脚掌能感受最轻微的震动，可比人类和一般动物早知地震的来临，而猫的嗅觉和听觉也相当敏锐，所以一些学者已将猫的“第六感觉”（包括猫预报地震）列为研究专题。日本科学家根据民间“鲶鱼翻身是地震前的征兆”的传说，进行了长期观察后发现，此鱼对轻微震动的感受极为灵敏，而地震前所引起的微弱电流的变化，也能被鲶鱼特别灵敏的感受器感觉到，所以日本很多地方都饲养着鲶鱼，作为一种活的“报震仪”，随时观察它的一举一动。另外，日本农林省还号召多震地区的人们饲养一种白色的鱼，它有感知微小震动的特殊本领-震前几小时在水中惊恐地东窜西撞，预示地震即将来临。邢台地震以后，我国对该地区的狗、鼠、猪、鸡、鸽子、泥鳅、黄鳝、鲫鱼、蚂蝗等10多种动物进行了长期的系统的研究，着重观察动物反应的指标，例如鸽子的惊飞反应，猫的日呼吸频率曲线的变化和行为异常反应等等，从中总结出了规律，取得了一些经验。运用这些经验，曾
对范围50千米，震级为3~5级的地震进行过多次较好的预报。
地震与热异常
1976年7月28日唐山大地震前，北京等地天气异常炎热。从我国历次地震来看，震前天气突然变热（无论春、夏、秋、冬）是一个比较突出、普遍的现象。我们举例如下：
1679年9月2日，河北三河、平谷8级大震前，特大炎暑；虽已9月了，还热伤人畜甚重。
1925年3月16日，大理地震前，黄雾四塞，久旱不雨，晚不生寒，朝不见露，形成典型的干、热、霾（mái）的天气。
1933年，四川省选溪大地震，也有这样的记载：“连日皆极晴朗炎热，震前尤甚，下午二时半地震。夜间气象陡变，狂风大作，暴雨忽来，十时许地忽又大动。”
1966年3月8日河北邢台地震，震区地面解冻早，返潮；春天来得早。气象资料记载，震前数日，日平均气温从-13℃上升到12℃，升高达25℃。
1969年7月26日，广东阳江地震，震前几天，当地气候很特殊，天气特别闷热，人感不适。
1970年1月5日，云南通海地震。1月是全年气温最低的月份，但大震前几天，天气变热；监震前夜里感到特别闷夜，不少人睡不着，风吹到脸上感到有热气。
1973年2月6日，四川炉霍地震，大震前出现的近日最高温，比历年同期都高。
1974年5月1日，永善地震，大震前几天特别闷热，
比6月份还热。
我国夏季，常为温暖湿润的海洋性气团所控制。震前的“热异常”促进了对流作用的加强，伴随而来的常是倾盆大雨，雨过天气更热，震前达到高潮。1976年唐山大地震后，北京、天津等地就降了倾盆大雨，过后又发生强烈余震。春、秋两季，热异常往往引起淫雨连绵或久旱不雨，视地区不同而异。
有人发现气压变化越大时，地震的次数越多，而山区的地震发生在气压下降时比例较大。
“冷热交错，地震发作”、“久晴动，久阴动”、“早震晴，晚震阴”等谚语，都说明了天气变化与地震的关系。天气变化时，可能是大气对地壳各处压力不均，促成快要发生地震地区的断裂活动的加速；或者是地壳的即将断裂释放出热量使天气变热。历史上还常有大旱大涝后发生地震的情况，这可能是地下水的多少发生变化，破坏原来的平衡，触发了地震。
地震与天气的变化是有关系，但具体有多大关系，有什么规律，还有待进一步的研究。
令人迷惑不解的地震云
有些科学家认为，天空中某些形态的云与地震有关系，并把这类云称之为“地震云”。这些地震云其实就是我们平时常见的天空中普通的云彩，一旦它同地震联系在一起的时候，就会表现出不同的特征。
迄今为止人们所认定的地震云，都是出现在地震发生之前。它们与地震震中的关系非常复杂。有些地震云出现
在距离震中很近的上空，有些地震云却远离震中几千千米，甚至上万千米。
从地震预报的角度看，研究地震云的特点、出现的规律以及它与地震的关系，对于人们深人探索地震的奥秘具有十分重要的意义。
也有一些科学家根本不相信有地震云，认为那些云彩的出现与地震的发生只不过是偶然巧合。
所以，究竟有没有地震云？如果有，它与地震究竟是个什么关系？它的形成机制是什么？都是些正在探讨中的问题。
引起争议的地震云
我国清代康熙二年（1663年）曾出了一本《隆德县志》，书中第一次提到了地震和云彩的关系。作者在这本书中对地震前兆进行了总结，其中有一条就讲了地震云的问题。书中写道：“天晴日暖，碧空晴净，忽见黑云如缕，宛如长蛇，横亘天际，久而不散，势必地震。”当然限于当时科学技术水平，人们对该书的记载未能给予注意。
在与我国一衣带水的邻邦-日本，也曾经有人见到过地震云。这个人不是专业地震工作者，而是曾任过日本奈良市市长的键田忠三郎。
键田忠市长第一次发现地震云是在1948年6月28日。这天，他发现奈良市上空出现一种异常的带状云，好像把天空分成两半，他预感到可能要发生地震，把这个消息告诉了亲友，结果第二天便发生了福井地震。后来，键田忠又多次根据地震云推测了地震的发生。据说根据这种
云彩异常，他还在一海之隔的日本预报了我国东部沿海城市的一次6.7级的地震。
利用地震云来预报地震引起了学术界的重视。由于这种方法观察方便，无需任何设备，所以不仅受到专业地震工作者的重视，一些业余爱好者也都跃跃欲试，想验证一下这种方法的正确程度。
作为一种新的方法，键田忠三郎也遇到了挑战。日本有一个“地震预报联络委员会东海地区判断会”，是日本地震预报的最高权威机关，该会的专家认为这种方法只能在社会上引起混乱，没有任何科学价值。东京大学教授获原尊礼认为，这种方法中讲的地震云纯属巧合。连日本气象厅主管地震问题的专家也说键田忠三郎统计的地震，有的远离日本本土，有的发生在海底数百千米深的地方，其前兆不可能在日本本土上空的大气层中有反映。
地震云是什么样子
地震云是出现于天空的云彩，为什么有的人能从普通的云彩里发现与地震有关的地震云？什么形状的云彩与地震有关呢？
我国古代除了《隆德县志》以外，清人王士祯在其所著的《池北偶谈·卷下》中“地震”一节里，谈到1668年7月25日山东郯城8.5级地震时，记有：“淮北沐阳人，白日见一龙腾起，金鳞灿然，时方晴明，无云无气。”这里说的龙，看来也是《隆德县志》中“黑云如缕，宛如长蛇”的长蛇状带状云，阳光一照，便显得金光灿烂。我国古代的许多县志和史书都有这样的记载。
我国地震研究工作者发现，地震云颜色复杂，多呈复
合色，一般有铁灰、桔黄、橙红等。地震云多出现在凌晨或傍晚，分布方向与震中垂直。有的人根据这个规律曾经成功地预报了地震的震中位置。我国地震学者吕大炯汇总了一定范围内的地震云，并制成了地震云分布图，在这张分布图上，他确定了地震云垂线交汇点的地面投影位置，并认定这里是地震可能发生的地带。我国20世纪70年代地震研究的实践证实了吕大炯的推测。吕大炯还认为，这种地震云在时间上既可以和近期地震相对应，也可以和远期地震活动相对应。在空间上，既可以和近距离的地震相对应，也可以和远距离的地震相对应。例如太平洋彼岸的墨西哥8级地震和西半球的亚速尔群岛地震，都影响到了北京地区的大气层，有人在几天以前就观察到了云彩的异常变化。
除了常见的条带状地震云外，还有一种地震云呈辐射状。这种云从某一点向外呈指状辐射，它主要出现在早晨和傍晚，由于霞光的关系可以有不同的颜色。云的辐射中心多位于震中的上空，因此从邻近地区常常看不到它的全貌，而只看到几条向中心汇聚的指条状云。这种地震云可能主要与近距离的地震有关。
还有一种云，地震学家给它取名为肋骨状云。这种云像是一些排列整齐的肋骨，沿一方向呈宽带状分布。它可能是长蛇状云的“宽化”，很可能是由于同时来自大致相同方向的两次地震共同激发的结果。
1923年，日本又发现了一种更奇怪的地震云，东京人称它为“妖云”。
当年的8月27日，在日本西南部的石垣岛和冲绳岛之间，出现了越来越低的低气压。三天之后形成台风，移向
九州西南部。与此同时名古屋市也出现低气压，到8月31日，这种低气压形成的大厂孟扫江之岛一带，这时，天空出现奇怪的红色，太阳也好像比平时大了一倍。9月1日早晨，大风刮到了东京北部。上午10时，东京上空出现形状特殊的浓云。云体肥大，很像在风中摇曳的鸡冠花。接着是急促的狂风暴雨，云量增加，风速进一步增大。后来，当风向突然转向时，东京发生了8.3级大地震。几乎毁灭了东京，波及横滨及周围许多城镇。仅东京一地就有近60000人死亡。于是这种带有不祥征兆的云，又被称为妖去。
妖云是地震云吗？目前还没有太多的实例对它进行解释。
地震云的成因探秘
地震云是怎样产生的呢？
日本是地震云记载最多的国家之一，所以日本学者率先对它进行了解释。
日本九州大学真锅大觉副教授认为，地震之前，地球内部积聚了巨大的能量，并促使地热升高，加热空气，使其成为上升的气流，以同心圆状扩散到同温层，使10000米高空的雨云形成细长的稻草绳状的地震云。
真锅大觉的理论中有一些很难自圆其说的地方，我国气象地震研究人员从大气物理角度提出了质疑。
首先，同温层在对流层上面，距海平面高度为10000多米。这个高度，一般上升的气流是达不到的。就是火山喷发、核弹爆炸，也只能使空气对流上升到对流层顶附近的高空。而且这种强烈对流，一般都是产生“塔状”、
“柱状”、“蘑菇状”等垂直方向发展的对流体，不可能形成沿水平方向展开的横卧状的细长带状云，更无法解释这种长条状云为什么垂直震源方向分布。
其次，按照真锅大觉的理论，地震云应出现在地震震中的上空；根据我国大气物理学家顾震潮先生的理论，地震云距震中最远不超过3000米。然而据有关报道，有人在距离震中几千千米以外看到了地震云，甚至有人隔着半个地球的遥远距离也看到了地震云。这又怎么解释呢？
第三，地球岩石的热传导是极其缓慢的，它通过10米厚的岩石至少也要3年。那么，地球内部所积聚的能量，又是通过什么机制加热大气的呢？
针对真锅理论受到的挑战，我国学者吕大炯提出了下列解释理论：他认为地震云除了可能出现在震中区上空外，也可能出现在那些远离震中区而又有应力集中的断裂带上空。当这些应力本来就集中的断裂受到远处震中区因震前容积增大而传递来的应力时，应力就更加集中了。断裂带上的强应力作用使岩石发生挤压摩擦，造成热量增加，于是，地下热流通过断裂不断逸出地面，并上升到高空，形成条带状地震云。
吕大炯还认为，地热传递给大气，不一定非通过从断裂带逸出的气流不可，还可以通过辐射的方式（如超高频或红外辐射）来加热断裂带上空的各种微粒，从而导致了条带状地震云的产生。由于断裂带大多垂直震中的震波传递方向，所以由此产生的条带状地震云也是垂直来自震中的震波传递方向。
辐射状地震云是怎样形成的呢？吕大炯认为是由于震中处于某些应力高度集中的断裂交汇处，而且，应力随距
离而衰减，因此便形成了焦点对应震中的辐射状地震云。
我国学者吕大炯的理论，虽然更好地解释了地震云的某些特征，但这些理论仍是带推测性质的，至今还没有获得有关的实测数据。而对于那些相隔半个地球的远震地震云来说，它能否把应力传递过去，也实在令人怀疑。那些发生在海底的地震，更令人难以相信它们也会引起地震云。
关于地震云的成因，除了上述假说以外，还有一些人从另外的角度提出了猜想。有人认为，我国辽宁海城地震是海水中沉积的锰铁矿在地震前形成了感应性磁场，一旦远近有震，地磁异常明显地表现出来，影响到大气对流层，进而产生地震云；还有人认为，地球内部的巨大能量，会使一些带电粒子高速地沿着脆弱的断裂带冲出，到了一定高度以后，受到这些带电粒子碰撞的气体分子就电离成离子，而周围过于饱和的蒸汽就以这些粒子为核心，结合尘粒等物而成雾珠。沿带电粒子通过的路上，便有细条状云体即地震云出现；还有人利用震源电场解释地震云的成因，说地震云在5000多米的高空，受地面热辐射作用较小，垂直对流微弱，云层稳定，易于保留一定形态。同时，这里离子浓度大，不稳定，在震源静电场作用下顺电场排列，因而形成分布约数百千米的条带状云，也就是地震云。
这些意见，虽然对地震云的形成作出了一些解释，但都缺乏客观的观察数据，也未超出猜测的范围。因此，学术界有相当一部分人对地震云说持怀疑态度，还有人把地震云同异端邪说联在一起，根本不承认它的学术价值。我国一位从事地质构造研究多年的地质工作者，以他几十年
野外地质工作经历和对国内外地震地质资料的潜心研究于1993年在报刊撰文，对地震云说进行了彻底否定。他为地震发生与云彩没有任何关系，以往所传的“地震云＇缺乏实际证据，有的属于巧合，有的则有杜撰成分在！边。著名的1976年唐山大地震，我国地震工作者在震中非震区都没有发现云彩有异常变化，更谈不上什么“地云”。
地震云是不是真的存在呢？它又是怎样形成的呢？些都还是难以准确回答的谜。
万烟谷
除了火焰山，还有更奇妙的万烟谷。
1916年，科学考察队来到阿拉斯加的卡特迈火山，现这座早在几年前已经停止喷发的火山，依旧是烟雾绕，热气腾腾，草木不生，许多裂缝还在冒烟。它温度很高，人们把锅放在上面，能代替炉子烤熟食物。
这是怎么回事呢？原来，卡特迈火山曾在1912年6月6日发生过大爆发，爆炸声远在千里外都能听到。火山得射出的火山灰，冲入大气层估计达180亿立方米，把周围100多千米内的天空变得一片漆黑，“黑夜”持续了60个小时。这一年，由于卡特迈火山的大爆发，使北温带受到的太阳辐射也比往常年份减少约1/10。
科学考察队还发现了前所未见的奇观：在卡特迈火山西北10多千米处，原来那里有一条长16千米、宽8千米的林木葱郁的山谷，现在谷中都铺满了厚厚的火山灰砾，植物已全部枯死，令人惊奇的还是在这片面积约145平方
千米的灰砾场上，有着成千上万个喷气孔，大量的炽热气体从地下喷出来，形成气柱，有的直达300米高空，在山谷上空形成巨大的蒸气云。许许多多气柱，在阳光照耀下，映现出一条条色彩缤纷的彩虹，既壮丽又宏伟，人们称誉它为“天下第一奇观”、“万烟之谷”。
在卡特迈火山爆发前几小时，从山谷上部的一些裂缝中喷出了大量的烟灰和火山物质，估计当天从地表裂缝中喷出的火山灰砾达110亿立方米。它们在高压气流的推动下，快速地向山谷下方推进，一路上把树木全部冲倒，炽热的火山灰又把树木全部掩埋，并迅速碳化。整个山谷被覆盖上一层厚达200米的火山灰。同时，无数气柱从地下喷出，在山谷上部特别密集，那里有一长排喷气孔延伸达1000多米。
这次火山爆发很猛烈，巨大的山顶被削平，火山口炸成了一个深坑，积水成了湖泊。
离它90千米的科迪亚克岛上，落了两个昼夜的火山灰，地面被覆盖得厚厚的。从此，牛羊没草吃，连山上的熊也不得不下山来捕食家畜。
爆炸后产生许多狭长的裂缝，火山灰没有能覆盖住。一股股热气流从地下不断渗出来，主要是水蒸气和其他气体。水蒸气遇冷凝结成大片云雾，弥漫在山谷中，形成了罕见的“万烟谷”。
烟雾是火山活动的余波。科学家估计，万烟谷每秒钟冒出的水蒸气约200多万公升。那些在喷气孔周围呈现出的各种色彩，是气体中的盐酸、氢氟酸凝结而成的。现在卡特迈火山的高度，只有海拔2047米了。
1918年，“万烟谷”被开辟成了国家公园，面积达
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11330平方千米，位居美国国家公园第二位，仅次于黄石公园。现在，“万烟谷”的喷气孔只剩10个左右，植物开始复苏，熊有时也在这里出没了。
有些火山为何会定时喷发
美国黄石公园里有一个世界闻名的喷泉，每隔一定时间就喷发一次。它信守时间，人们给了它一个好名称-老实泉。无独有偶，在自然界中，有一些火山也是定时喷发的。
在意大利西西里岛以北的利帕里群岛中的斯通博里火山，每天大约每隔10-15分钟就喷发一次，从古到今，一直如此，从未间断过。
每次喷发时，火红的熔岩小块被抛上几百米的高空，在夜空中显得极为壮观，颜色由鲜红的火花变成白色的云雾，因此是地中海航道上有名的“天然灯塔”。由于它高出海面900多米，在海上距离150千米就能看见，至今已有2000年之久。
但是这个有“天然灯塔”之称的火山为何如此有规律地喷发？其中的奥秘人们还不清楚。
另外，在亚洲的非律宾群岛中也有一座定时喷发的活火山-马荣火山。
马荣火山坐落在非律宾最大的岛屿吕宋岛的东南端，海拔2462米，周围占地250平方千米，缓缓的山坡匀称和请，它的圆锥形外貌要比日本富士山更为完美，远远望去，就好像是一顶农夫的斗笠，戴在葱绿的椰林稻田之上，好看极了，被人誉称为世界上最完美的火山锥。
马荣火山是座活火山，一年四季山端蒸汽源源不绝地从喷口逸出，经常凝成朵朵白云，遮住山头，山顶烟雾绕绕，迷迷蒙蒙。晚间，它喷出的烟雾呈暗红色，整个火山像座三角形的烛座，耸立在夜空中闪闪发光，人们处身其间，宛如进入蓬莱仙境。当它行将喷发时，火山口会隆隆作响，喷口不时冒出大量气体并夹杂着少量火山灰，有时还伴有轻微地震。人们收到这警报后，就忙碌开了，居住在马荣山麓依靠肥沃火山灰为生的居民，扶老携幼纷纷疏散，暂避他处。而马荣火山附近的旅游城-地维市却忙着做准备工作，以便迎接来自世界各地的旅游者和火山研究工作者。
人们为什么不惧怕马荣火山，偏偏选在它喷发之际来到它的身边，一睹它的风貌呢？
这是因为人们在实践中逐步掌握了马荣火山的活动规律，摸准了它的脉搏。有经验的居民和专门研究火山活动的专家能从火山地面大小的形变，突如其来的隆起和凹陷，震前的隆隆地声，火山口喷出的气体的多少及成分的变化，乃至火山口喷出泥沙的多寡，来准确预报火山喷发的日期，及时地做好防灾准备。
马荣火山的神奇还在于它的喷发很有规律。据记载：20世纪它的几次喷发时间为1928年、1938年、1948年、1968年、1977年底，大致每隔10年喷发一次，唯独50年代缺了一次。马荣火山为什么每10年喷发一次？而50年代为什么休眠？至今还是个谜。
狂虐的龙卷风
龙卷风可以分水龙卷、陆龙卷、尘龙卷、火龙卷等多种，其中以水龙卷最为凶恶。但陆龙卷、火龙卷的危害也很大。
世界上水龙卷出现最多的地方是在美国墨西哥湾沿岸，尤其是在佛罗里达半岛以南的海面上。在1968年8月的八天中，这里先后出现了27个龙卷，其中有一天就有八个。有一飞行员在1969年6月30日那天，在他飞行的三刻种时间内，目睹了在一条积云带上共发生了九个龙卷，还看到其中五六个水龙卷同时并存的空中奇景。
水龙卷的气势非常壮观，曾有目睹者在他的日记上这样写道：“当出现第一个龙卷的时候，大海上的浪花被海面上的旋涡吸向空中，形成一个水柱，在旋涡的后方有长长的尾流。当这个水龙卷登陆时，在不远的地方又看到第二个水龙卷，浪花被卷起足足有150米高。”我们知道，钱塘江大潮最高也不过8-10米，世界上最壮观的潮水也只有几十米高。可龙卷所掀起的浪花竟达150米之高，当不成了天下奇观。
陆龙卷和火龙卷虽说比水龙卷要弱些，但威力也相当大。1923年9月1日，日本东京及其邻近地区发生了大地震，随即又起了一场大规模的火灾，烈火四蔓，燃烧长达40小时之久。可谁知更大的灾难又接踵而来，在大火区，上升的浓烟和热空气产生了浓厚的对流云，继而又发展成积雨云。在积雨云中，气流上上下下，形成许多旋涡水平旋转，并逐步伸出云底而成为龙卷。龙卷伸向地面后，把
汽车和人都吸到空中。据统计，在24小时内，东京竟出现120个火龙卷。1925年3月18日，美国一座城市突然被一阵强龙卷席卷而起，689人摔死，1980人受伤，财产损失更无法估计。我国境内也遭到过龙卷的袭击，1956年9月24日，黑压压的大块乌云底下伸出一股强风，把上海市内一只110吨重的储油铁筒高高举起，抛到了120米远的地方。1970年5月27日，陆龙卷掠过湖南省澧水，河水被卷起30多米高，形成了几平方米的大水柱，连河底的水都卷干了。
根据科学研究发现，近代的大城市，尤其是在人口稠密、工业集中、交通拥挤的大城市里，龙卷发生的数目明显减少；而在郊区、高速公路附近龙卷频率显著增加。例如美国近50年来，龙卷风的次数增加了5倍多。原因之一是美国奔驰在高速公路上的汽车数量日益增多，小汽车不下200万辆，卡车也有60万辆。交通实行右侧通行，每当高速运行的两辆汽车错车时，就会造成逆时针方向的空气旋涡，显然，二三百万辆汽车所造成的涡流势必能汇成一股强大的风。因而不能否认，在美国上空发生龙卷风的次数逐年增加，是与风驰电掣的汽车洪流有关。观察结果还进一步表明，在北半球发生的龙卷，大多数正好和错车造成的空气涡流一样，也是逆时针方向旋转的。
龙卷风到来之时，所发出的巨大声响是哪里来的？各种解释不一。有的认为龙卷旋涡某些部分的风速很大，甚至超过声音的速度，每秒达340米以上，因而产生了冲击波，这种波能发出尖锐的吼啸声。有的解释是云中放电作用可造成巨大的响声，尤其是带有大量正负电荷的雷雨云。所以当听到空中特有的轰轰声时，即为龙卷的先兆。
Aomi Da ohijic 破译神奇地理之谜
再有一种看法是，由于龙卷内小旋涡的作用而产生了巨响。他们认为龙卷的中心是空的，外面是旋涡的云壁，沿着云壁所形成的许多小旋涡在移动时，会产生巨大的嘶吼声。
龙卷风为什么有这么大的破坏力？经过科学分析发现，这是龙卷中心气压很低的缘故，在几秒钟或十几秒钟之内，龙卷可以把周围气压下降8％左右。假定一间屋子内的气压是1个标准大气压（1.0336千克／厘米2）。当龙卷从屋上经过时，外面的气压突然降低8%(0.9509千克／厘米2)，可是屋内的气压下降很少，尤其是在门窗紧闭时，室内气压变化更微。这种情况下，瞬时间出现的内外气压差，便对室内的墙或天花板产生83克／厘米2的重力。例如，某屋顶面积是72平方米，则房内天花板受到的作用力就达68吨左右，这样，犹如从内部发生爆炸一般，足以把房屋的顶部掀掉。
龙卷的行迹神出鬼没，来去匆匆。它的生命很短，有的只有几分钟、十来分钟，有的范围非常小，只有十几个平方米，因此要观察、研究龙卷也很不容易。有些气象工作者为了要搞清龙卷的来龙去脉，曾提出企图在实验室内人造龙卷的设想，那显然是困难重重。现在一般的观察是看雷雨云中有梨状云向下伸展时，可能会产生龙卷。当然最科学的办法还得依靠气象卫星和气象雷达的探测。
现在看来，所谓的奇风怪雨并不离奇。但也存在着至今尚未能揭开的谜。1980年夏秋之交，在西班牙马拉加的阿洛拉附近竟降下一块巨大的冰球，足足有50千克重！它来自何方？科学家们分析它既不象冰崩的残体，又不是雷雨中的冰雹，因此有人提出，也许是龙卷风所带来的礼物
吧！
台风的来龙去脉之谜
人们恐惧于地震，也惊骇于洪水，殊不知，尚有比地震、洪水威力更大的自然灾害-热带气旋。1970年11月12日和13日，扫过孟加拉国低地和恒河三角洲的一次极强风，使涌浪高达10米，30万人被淹死。这种所谓热带风暴，在美洲被称作飓风，在我国则一般叫台风。在天气学上，就是指热带气旋或热带低压。其范围虽不及温带气旋大，但风狂雨骤，风力达12级以上，破坏力骇人听闻。
台风给人类带来的灾难是惨重的。我国历史上曾有过这样的记载：元世祖至元十八年七月，右丞相阿刺罕领兵10万、战舰3000渡海东征日本。可惜10万雄师未及到达日本，恶遇台风大作。3000战舰随波逐浪，最后不是沉没海底，就是搁浅在日本海边。元朝10万将兵中只有报信的三人生还中国。台风历来令海员胆颤心惊，我国东南一带沿海，每年都会有台风袭击，总不免遭受损失。可怕的台风，是怎样形成的？又是怎样移动的？探讨这样的问题，显然是太重要了。
我国气象学的奠基者竺可桢先生，在20世纪20年代即对台风有深刻的研究。他在《说飓风》一文中谈到，北太平洋台风多起源于北纬5°~10°之间，又必在东经130°～150°之间。因为当赤道低压（热赤道）移到北半球后，南半球信风也随之北移，变为西南风。东北信风与西南风在上述区域中相遇，就会同二支方向相反的水流相遇成漩流一样，激成旋风。加之又处于高温区，气压低，空气辐合
上升，四方之风旋转剧烈，就变成台风。北太平洋的台风每年平均约有24起，多集中在夏末秋初。菲律宾，我国粤、闽、台、浙、苏、沪一带沿海，以及日本都将受其影响。
英国哈维博士在论及人类的流体环境时，对台风的成因也曾有过讨论。他认为：因为低纬地区没有明显的锋面温度对比，所以热带气旋即台风必定是由热力不稳定以及动力不稳定共同引起。其形成的背景首先是信风带中出现东风波，即产生一个赤道倒槽内。另外尚有四个必不可少的条件：一是海面较宽广、温度高于27℃；二是有深厚的潮湿而不稳定的气层；这些都是台风生成的位能条件。三是纬度大于5°，有形成气旋式环流的地转影响的条件；四是垂直风向变化很小，使之保持垂直发展而不变形。但是，即使这些条件都具备了，也未必定有台风生成，还必须对应在对流层上部出现反气旋，使高空气流辐射，才能促使下面的空气辐合汇入，便于台风发育成熟。
瑞典气象学家斯凡特·博丁对台风的生成原因也有基本相似的看法。不过他感到台风形成与发展过程中，地球自转的作用是至关重要的。台风的能源虽来自洋面上潮湿的热空气中，但地球的自转为其提供了形成机制。台风本身的旋流运动一开始，其内环吮吸能使更多的潮湿空气集中，促使能源富集。当然，如其登陆后，由于能源被切断，往往也就较快地消亡了。
那么，台风的成因问题是否解决了呢？人们看到这样一种现实，就是上述各家论及的生成条件在一定季节一定区域是经常有的，但每年平均能真正生成台风的却仅50起左右。为何有生成条件但不一定形成台风？台风本身的形
成为何是随机突发性的呢？而且它的行动更是难以捉摸和反复无常，有时登陆，有时转向别的海域，有时登陆转向反复几次，有时还可伸入高纬地区。不明白的问题还是很多。人们为此在探索，希望找到一种台风生成的“激发机制”和“控制机制”，尤其经常受其袭击的国家更为迫切。但至今机制还没能真正找到。今天，防止台风破坏的措施也仅仅用远程雷达、同步卫星等各种现代手段观测预报，真正积极的成果还须不断努力争取。
海啸奇观
1946年3月31日是个星期天，太平洋中瓦胡岛美丽的沙滩上挤满了游人。美国海洋学家斯帕德和他的妻子也来到这里休假，晚上他们就住在一座海滩房屋里。
第二天凌晨，他们突然被一阵巨大的声音吵醒，那声音就像有几十个火车头正在门前放气。他们从床上跳下来奔到窗前，只见原先的一大片海滩消失了，翻腾的海水冲过海滩上高高的沙脊，直向他们的房子涌来。斯帕德夫妇赶忙动身逃跑，但当他们跑出房门后，却看见海水不再前进了，接着竟迅速向后退下去。海滩又可以看见了，后来就连一向淹在水下的珊瑚礁也大片大片地露了出来，搁了浅的鱼在沙滩上跳跳蹦蹦，想挣扎着游回大海。
看到这一切，斯帕德明白了：这是海啸！马上还会有更大的海浪扑回来。于是他拉着妻子拚命往高处跑。当他们再次回头观看时，只见刚才站立的地方已被海水淹没，接着就听到一阵令人心惊的玻璃破裂声，一道壁立的水墙势不可挡地推过来，附近许多房屋都已荡然无存了。当海浪
停止前进时，他们已宛如置身于一个小岛之上。
斯帕德唯恐下面来的浪还会更大，就乘着海浪进退的间隙（后来知道是15分钟），拉着他妻子再向山坡上的公路跑去。不久，又有一个巨浪滚过珊瑚礁，以骇人的威势冲上沙脊，随即升高形成一道怪兽似的水墙，紧紧地追超他们。斯帕德夫妇幸而早几步跑上了公路，总算保住了性命。这时公路上已聚集了不少逃难的人，每个人都浑身透湿，狼狈不堪。
巨浪一共来了六次，此后海啸便渐渐减弱。斯帕德想回到那座被冲垮的房子里找一点随身用品，但才走到大门口，就发现一股如山的巨浪劈头泻下，他连忙冲向一株大树，拼命抓住树枝把自己悬在空中。树和人都在浪里摆来摆去。直到巨浪退去，斯帕德才安全落地。这时，他看清自己住过的房屋己大半倒塌了，房子里遍地狼藉，许多东西已经影踪全无。
4月1日袭击瓦胡岛的这次海啸持续了将近三个小时，事后大海又恢复了平静，阳光灿烂，碧波粼粼，好像并未发生过什么事情一样。海啸停止后，人们看到沿海60％的房屋遭到了破坏，有一座房屋被从地基上拔起，冲到几百米以外才放下，屋子里面的火炉居然还在烧着早饭。在海啸冲击中，海水淹没了大片沙滩，有的高出海面十米的地方也遭到淹没，海水深人的最远距离足有一千米多。
1963年4月18日，又一次海啸袭击了巴西第一大城市里约热内卢，数以百万计的人见识了海啸奇观。这一天晚上，海面风平浪静，里约热内卢像往常一样喧嚣不已，车水马龙，海滩上人们在三三两两地漫步。突然，海上响
起一阵吼声，由远而近隆隆而来，平静的海面腾然起浪，几米高的巨浪滚滚扑向里约热内卢。这时，人们发现海平面升高了，地平线却相对地沉了下去。巨浪撞击在岸上，飞溅起高达十米的浪花。海边上的行人车辆还来不及躲开，海浪已劈头盖下，冲倒了人群，掀翻了汽车，撞塌了商店，卷走了报摊。带着泥沙的海水接着灌进了公寓、旅馆，把正在夜总会里狂舞滥饮的人浇得落荒而逃。许多汽艇和渔船也被冲到了岸上。随着海水的进退，马路上到处飘荡着书报纸，不少鱼虾也乘势进了城。有一位中年人在黑暗中看到水里好像有一个孩子在挣扎，跑了过去，却抱回来一条大鱼。
像上面所介绍的大海啸，在地球上是不常见的。造成海啸的主要原因是地震，但据统计，99％的地震都不会造成海啸，只有那些威力大、震源浅又发生在海底或靠近海洋的地震才有可能产生海啸。如上述袭击瓦胡岛的海啸就是由于头一天夜里12点29分在3500千米以外的阿留申群岛发生7.5级地震造成的，海啸波以每小时780千米的速度在太平洋中向前推进，第一个大浪在早震6点45分冲到瓦胡岛，海浪的最大高度超过10米。
迄今为止地球上破坏最严重的一次地震海啸是1960年智利大地震造成的。这次地震的主震发生在5月22日，震级达8.9级。巨大的海啸波随即以智利中部沿海为圆心，在辽阔的太平洋上迅速扩展出去，真可谓横扫万里如卷席。这次海啸在智利500千米沿岸的平均波高为10米，最大波高为25米。14小时56分后，海啸第一波走完10560千米的路程，到达夏威夷群岛，速度为每小时707千米，波高达到9米。22小时后，海啸波跑完17000千米，到达
日本，波高仍有8.1米。巨浪排山倒海般地冲上海岸，破坏了防波堤，冲毁了房屋，有的地方甚至遭到毁灭性的灾难。尽管事先发出了海啸警报，损失仍很惨重。
除了地震以外，海底或海中火山爆发也可能造成大小不等的海啸，如果火山在爆发过程中山体发生大坍塌，就会造成特大海啸。公元前1630年前后的一个夏季的早晨，地中海东部爱琴海上的桑托林火山岛发生猛烈爆发和坍塌，曾经触发一次骇人听闻的大海啸，海啸波横扫半个地中海，最大波高超过60米！此后3000多年中地球上任何一次海啸均无出其右。还有人根据遗迹的研究，认为最大波高竟达到200米，果真如此，那确实是一次地覆天翻，亘古旷闻的天灾奇祸了。而从实地的情况来看，这一次桑托林火山爆发造成的海啸的确给附近广大地区带来了极其严重的破坏，许多沿海城镇均遭毁灭。如果这次海啸发生在今天，其后果更是不堪设想。
1883年印度尼西亚喀拉喀托火山的大爆发情况同桑托
神奇的海啸景观
林十分类似。8月27日上午10时，当火山爆发达到最高潮时，这个面积达80平方千米的火山岛有2/3陷入海底，在原地形成一个最深达300多米的火口湖。半小时后，大海啸发生了，高40米的巨浪扫荡了周围各岛，破坏了295个村庄，三万余人葬身鱼腹。有一艘荷兰军舰竟被冲到距海岸将近一千米的陆上，高出海面足有10米。
台风海啸也具有惊人的破坏力。每当强台风登陆，雷霆万钧的风力驱动着排排巨浪扑向海岸，加上台风内气压很低，会吸引水位上涨，如恰逢大潮汛，常会酿成严重的灾难。如1970年11月12日，印度洋东北部的孟加拉湾出现强大的飓风（即台风），风速达到每秒67米以上，结果在湾顶造成罕见的风暴海啸，浪高3~9米，冲垮了孟加拉国南部许多圩堤，有些小岛甚至完全从地图上被抹掉。海水冲进内陆，使26000平方千米的土地上看不到任何生命，造成30万人死亡，100万人无家可归。
从历史上看来，地震海啸发生的次数并不多，自公元前479年到公元1964年的2000多年里，世界上共记载了地震海啸367次，平均六年半才发生一次，而火山爆发造成的海啸就更少见了。但台风海啸以及由于其他气象因素（低气压、大风）造成的海啸次数却很多，仅在清代的268年间，我国沿海就发生风暴海啸118次，平均每两年多就有一次，其中有10次造成了严重灾害。
我国沿海除台湾省东部外全临浅海，大部分水深只有几十米，加上外面又有一系列岛屿环护，因此太平洋上的地震海啸很难波及我国。1960年智利地震海啸到达日本时波高超过8米，但在我国长江口则只有几厘米。然而，我国是多台风的国家，台风海啸值得引起我们高度重视。