在地震時,地層板塊強(qiáng)力運動會釋放出更多的氣體,尤其是無色無味的氡(Radon)。氡會觸發(fā)電離層的原子離子化,產(chǎn)生的離子會吸引水分子。而這種大規(guī)模的冷凝過程中所釋放的熱量,可以被科學(xué)家用紅外線輻射的形式檢測出來。

在尼泊爾2015年4月的大地震發(fā)生之后,他們根據(jù)巖石圈、大氣層和電離層之間的所紀(jì)錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),在地震發(fā)生的前三天,在震央上方的電離層測到紅外線輻射的峰值,而且在地震發(fā)生的前三天,在震央處也測到類似的峰值。在2011年日本東北大地震發(fā)生前,上空電離層也有上升。此外2010年海地大地震發(fā)生之前,也同樣測到無線電波反射的一個峰值。
外國媒體報道稱,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氡和釷射氣可以用來預(yù)測地震。據(jù)信這種組合的濃度在地震發(fā)生前會發(fā)生變化,根據(jù)它們的指示可以預(yù)測地震。韓國的科學(xué)研究小組監(jiān)測了這種化合物的濃度,發(fā)現(xiàn)在2011年日本3月11日地震前夕,釷濃度在2月達(dá)到峰值,氡濃度也在2月達(dá)到峰值。根據(jù)研究人員的建議,二月份觀測到的氡和釷發(fā)射的異常峰值可能是三月份地震的前兆。雖然地震預(yù)測是地球物理學(xué)的圣杯,但科學(xué)家們一直在從各個方面研究地震預(yù)測。
目前,一種方法是分析土壤和地下水中某些物質(zhì)的突然上升,尋找可能與地震有關(guān)的微量物質(zhì)。雖然提出了許多被認(rèn)為與地震有關(guān)的痕量物質(zhì),如氡、氯化物和硫酸鹽,但它們在地震發(fā)生前很難監(jiān)測,如何有效地檢測某些痕量物質(zhì)的濃度也是一個問題。氡是一種相對容易監(jiān)測的放射性氣體,半衰期為3.82天,因此很可能受到天氣和潮汐的干擾。氡沒有穩(wěn)定的同位素,所以科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了釷射氣。
由于釷的半衰期只有56秒,所以在洞穴和其他環(huán)境中,釷的排放量通常很低。為了驗證這一概念,韓國研究人員對韓國東部的一個洞穴進(jìn)行了長達(dá)13個月的監(jiān)測。這個洞穴形成于2.5億年前,深度為330米,高度變化為1至13米。通過隔離,可以隔離外部氣流,阻擋風(fēng)對洞穴表面的干擾。
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),2011年2月,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個不尋常的峰值,下個月,日本發(fā)生了9.0級地震。盡管這一發(fā)現(xiàn)向我們展示了地震預(yù)測的可行性,但它也受到了外界的質(zhì)疑。例如,德國水文地質(zhì)學(xué)家黑科·沃蒂斯認(rèn)為,由于監(jiān)測時間太短,仍然無法判斷這些元素是否可以用來預(yù)測地震。當(dāng)然,氡和釷射氣是一種預(yù)測地震的新方法。