地光是由巖塊相對摩擦產生的。米爾恩是壹位長年工作在野外的地質學家,有壹天,他在野外采集巖石、礦物標本,手中的錘子落在堅硬的巖石上時,點點火星迸濺出來。米爾恩從這種現象中得到了啟發,第壹個提出了地光是地震時巖塊相對運動發生摩擦而產生的發光現象。1954年,前蘇聯學者邦奇科夫斯基也把地震發光比喻為馬蹄與石頭道路撞擊而產生的火花。
這種說法是探索地光成因的壹次有益嘗試,但它的解釋只是對某種形態的地光說得通,對地光的其他形態則難以奏效。例如,有些地光發生在半空中,似乎與地面巖石的摩擦無關;有些地光還伴隨有類似日光燈的自動閃爍,這顯然也無法用摩擦生光來解釋。另外這種觀點也很難說明在震區廣闊的範圍內都可觀察到地光以及球形光和柱狀光的緣由。因為按照巖塊摩擦發光的假說,地光應該主要分布在裂隙帶附近,並與裂隙的分布方向壹致,發光的部位應接近地面。根據水的毛細管電位理論。日本學者寺田寅彥閑來無事,對物理學中的電動現象甚感興趣。他看到液體和固體相對運動時,常伴隨有壹些電現象,即在液體和固體的接觸面上會出現兩層異種電荷。如果液體在壓力下通過壹個固體毛細管,那麽就會在毛細管的兩端出現電位差,這就是流動電位。這位學者由此萌發了水的毛細管電位理論,試圖能在地光成因問題上壹顯身手。他認為,壹場強烈地震所影響的深度可與地面波及的範圍相當。在地震影響的深度範圍內,地下水受到擠壓,便通過巖石的孔隙向上移動,產生流動電位。寺田推測,地下水所受到的壓力,相當於100千米厚的巖柱所產生的壓力。根據計算,它所產生的電位差可達到300萬伏。顯然,這樣巨大的電位差足以導致產生高空放電,形成地光。寺田的理論得到了日本部分學者的支持,但國際上多數學者對這理論提出了質疑。尤其是美國學者麥克唐納對寺田計算出來的300萬伏電位差表示懷疑。這位美國人設想了地球內部產生電位差的各種可能原因,研究了地下核爆炸時所產生的壓力對地下水流經巖石和土壤中孔隙的流動電位的影響,結果發現,在300多米的深度範圍內,能產生的最大電位差僅有幾百毫伏。即使地震的影響能達到100千米的深度,所產生的電位差也不過幾百伏,遠比寺田所說的小得多。這樣小的電位差,是不可能引起大氣發光的。
這個水的毛細管電位理論,就這樣夭折了。
石英的壓電效應說。芬克爾斯坦和鮑威爾,當年曾是繼美國人麥克唐納之後水的毛細管電位理論的主要反對者。他們在推翻日本學者的理論以後,提出了石英的壓電效應說,企圖利用地電電位差來解釋地光的形成。
從現有資料看,地光是地震時有著多種成因的發光現象的總稱。要想徹底揭開它的形成之謎,就必須加強對地光的科學觀察,特別是要用現代的先進技術裝備,及時地捕捉有關地光的各種信號,並仔細地區分不同類型,最後終將洞悉地光的秘密。
中國地球物理學家郭自強最近通過巖石壓裂實驗研究,得知巖石在受到壓力發生破裂時,會放出強烈的電子流。地震發生之前,巖石受到地殼應力作用而破裂,也會產生強電子流,這些電子流可以通過地殼裂縫進入大氣,使空氣分子電離而產生地光,這是目前世界上對地光的最新解釋。