三、地光
地光，是地震过程中，在震区上空出现的一种发光现象，是强震即将来临的征兆。
地光大都出现在地震发生之前，从几分钟到数小时不等，也有少数地光出现在地震之后的。地光的持续时间由几秒钟到几十秒不等，地光闪耀的同时，常伴随着轰隆隆的地声。地光的高度从几米到几十米都有，地光的形态多种多样，可分为闪电状、朦胧弥漫状(片状)、条带状、柱状、探照灯状、散射状和火球状等。各种形态的地光颜色不一，低空大气中出现的片状光、弧状光和带状光多为青白色，地面上冒出的火球、火团则多为红色。不过，这不是绝对的，有时地光的颜色还随时间变化。[41]
人类对地光的观察与记录由来已久，1968年，在日本松代发生一系列地震期间，地震工作者有幸拍摄到了第一批“地震光”照片。有的照片显示，天空出现红色条纹，就像低悬的北极光；有的照片看上去像远处低垂的蓝色曙光。
地光是伴随着地壳变动而出现的一种自然发光现象，那么，地光是如何形成的呢？目前，关于地光的形成机制尚不清楚，主要有以下几种解释：
（1）大地震前地磁、地电场急剧地变化与大气中电离层相互影响而产生。
（2）地下天然气等物质沿地面裂缝冒出，突然自燃而产生的。
（3）由于岩石在大地震前发生急剧破坏，断裂破坏的岩块沿着断裂面互相摩擦，产生热量突然释放的结果。
应该说，上述几种假说都有一定合理性，但是，同时都存在着一定理论缺陷，对各种地光现象并不能给出一个全面的、合理的解释。笔者研究认为，地光起源于自地下岩石层，与物体的压电效应有关，下面就地光的形成机制进行探讨。
在以往的理论研究中，有人试图用压电效应来解释地光的成因，但是，没有取得成功；之所以如此，是因为压电效应只发生在晶体上，并不适用于普通的岩石层。
压电效应，是1880年由著名的法国物理学家、放射学先驱皮埃尔·居里先生（Pierre Curie，1859－1906）和雅克·保罗·居里发现的。他们发现，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；同时，还会产生发光现象。[42]
具体地说，当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷。当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态。当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
压电效应是晶体发生的一种物理变化，试问：晶体在受到挤压或拉伸时，物体表面为什么会产生相反性质的电荷呢？笔者认为，这是一个涉及到物理学基础理论的问题，需要对分子间的作用力重新作出解释。在现代物理学理论体系中，把分子间的作用力称之为范德华力，组成物体的分子就是通过范德华力结合在一起的，其本质是分子或原子之间的静电相互作用。
与传统的分子物理学不同，笔者提出的形态场假说认为，物质分子之间存在两种作用，一种是M键，另一种是Q键，以此构成了分子的结构，称M—Q键模型[43]，现简要阐述如下：
M键是分子及原子质量场之间的一种作用，具有传播光波的功能；Q键是分子及原子电场之间的一种作用，具有传导电流的功能。质量场是一个二维平面场，晶体之所以透明，是因为组成晶体的分子有序排列，M键相互链接，构成了一条光的传导通路，因而能够把光波传播过去。原子的电场是一个线性场，由原子核电场和核外电子电场共同组成，二者的方向相反。通电导体的电流，就是通过原子核电场传导过去的，而非所谓的自由电子。中性分子Q键呈环形闭合状态，对外不显电性。离子的电荷性质是由开放的Q键决定，分子的主电场方向取决于原子核的电场方向。
当晶体被拉伸时，分子间距增大，质量场作用减小，相当于形成了一个“负压区”；为了维持物质结构的稳定性，M键会在外界捕获一个电子充填在两分子之间。这个电子的M场与分子的M场处在一个平面内，且旋转方向相同，产生吸引作用，构成（M+1）键。如果分子的主电场方向向上，那么，外来电子的电场方向就会向下，表现为在晶体上下界面分别产生了两种不同性质的电荷，下界面为正电荷，上界面为负电荷。
当晶体被挤压时，分子间距减小，质量场作用增大，相当于形成了一个“高压区”；为了缓解分子间的排斥作用，M键会对外界释放出一个电子，变成（M-1）键。如此一来，原来中性的分子就会变成正离子，正离子的电场方向与分子的主电场方向相一致，与电子的电场方向正好相反。这时晶体上下两个界面的电荷性质就会调转过来，上界面为正电荷，下界面为负电荷。
由此可见，晶体在拉伸或挤压状态下产生电荷，是分子间的M键发生了变化，向外捕获或释放出一个电子，Q键呈开放状态，使晶体上下两个界面产生了相反性质的电荷，这是压电效应的本质。
需要指出，压电效应是有一定条件限制的，它只发生在M键呈平面分布的分子之间；否则开放的Q键电场方向各异，不能产生电荷极化现象。在自然界中，只有晶体具有这种分子结构，这也是压电效应只发生在晶体上的原因。
普通岩石不是晶体，并不适用于压电效应。不过，两种物体在结构上具有相似性，因而，分子结构也会发生相应的变化。据此推断，当岩体被拉伸时，在临界状态下，分子的M键也会向外界捕获一个电子，充填到分子之间，构成（M+1）键，以维持物体结构的稳定性。这一推断对所有非晶体类物体都适用，只不过在这些物体表面，不会极化出异性电荷。在此，把这一理论推断，称压电效应的第一推论。同理，当岩体被压缩时，分子间的M键上也会释放出一个电子，变成（M-1）键，以削减分子间的排斥力；称这一理论推断，为压电效应的第二推论。
上述理论推断，在一定程度上已得到了实验证实。中国地球物理学家郭自强在实验中发现，当岩石受到压力发生破裂时，会放出强烈的电子流。另据报道，美国研究者在对圆柱的花岗岩、玄武岩、煤、大理石等多种试样进行压缩破裂实验时发现，当压力足够大时，这些试样会爆炸性地碎裂，并在几毫秒内释放出一股电子流[44]。不言而喻，上述实验结果与压电效应的第二推论相吻合：当非晶体物体被压缩时，M键上会释放出一个电子。
大地震发生时，会产生各种形态的地光，包括朦胧弥漫状地光、片状地光、球形地光、闪电状地光、柱状地光、散射状地光和带状地光等。地光的形态不同，说明其形成机制也是不同的。下面就以压电效应推论为依据，来分别探讨这些地光现象的成因。
片状地光和弥漫状地光
根据舌岩体脱落说，在软流圈中岩浆流扭旋作用下，地下岩石层形成了螺旋形纹理结构。在前面已经进行过讨论，扭旋运动的岩石层处在纵向（水平方向）“拉伸”状态，而不是断层说所描述的横向（上下垂直方向）“挤压”状态，适用于压电效应第一推论；据此推演，在临震状态下，岩石内部将发生如下物理变化：
当岩石层被拉伸时，分子间距增大，M键会向外界捕获一个电子，充填在两分子之间，以构成（M+1）键。由于岩石中不存在自由电子，因此，这个电子只能从渗透在岩石层间隙中的气体或液体分子上掠夺过来，而失去电子的气体或液体分子则变成了正离子。这一电子转移过程与化学反应相类似，只不过发生电子转移的两种物质并没有结合在一起，而是仍处在分立状态。
地表岩石层扭旋运动的角动量，是舌岩体传递过来的。在一个地震序列，除了主震以外，还包括前震和余震。和主震一样，这两类地震也是由舌岩体脱落引起的，只不过舌岩体的质量小一些。舌岩体脱落必然带走一部分角动量，因此，在主震发生前后，岩石层的扭旋运动是变化的，处在间歇式运动状态。岩石层在扭旋运动中将产生扭波，通过检测扭波的脉冲周期，可以证明这一点。
在间歇期内，岩石层内部的拉伸作用会有所缓解，甚至出现反弹，这时，部分（M+1）键就会释放出一个电子，还原为M键。正是在这种机制作用下，形成了两种形态的地光，一种是片状地光，另一种是弥漫状地光。
一方面，与晶体的压电效应相类似，从分子释放出来的电子聚集在岩石层表面，随着电子数量的增大，岩石层表面的电压逐渐增高；当电压累积达到临界值时，就会产生放电现象，像阴雨天的雷电一样，电闪雷鸣，并发出耀眼的闪光，这就是出现在震区上空的片状地光。
可见，片状地光与闪电的性质相同，都属于高压放电现象，只不过闪电是云层对大地放电，而片状地光则是大地对大气层放电。
另一方面，分子的（M+1）键转换为M键，对于构成分子的原子来说，原子的能级发生了变化，将导致核外电子由高能级轨道向低能级轨道跃迁。根据原子的发光机制，发生轨道跃迁的电子，将辐射出电磁波。如此一来，地下岩层就变成了一个发光体，将产生发光现象。地下岩层发出的光透过地表，在大气中发生散射，呈弥漫状，像雾气一样笼罩在大地，被称为朦胧弥漫状地光。
例如，1968年，日本松代发生地震，在野水裕拍摄到的第一批“地震光”照片中，有些地光看上去像远处低垂的蓝色曙光。
可见，片状地光和弥漫状地光是由同一种机制触发而成，同时出现在地震之前，属于一组震前伴生型地光。
人们总结发现，7级以上大震前几小时至几天的极震区，多有地光出现，呈现片状或团状的低空朦胧的闪光，除个别伴有燃气外，均为低空大气的放电。表现形式上，山区为多、平原为少；震时最多、震后较少；蓝白为主、黄色为辅等等。
1975年2月4日傍晚，海城地震发生前，在我国辽宁南部海城一带，天色已是漆黑一片了，伸手不见五指，马路上的汽车靠打黄灯才勉强行驶。突然间，天空变成白昼，人们重新看清了路面甚至能看清房内摆放物品。还有人看到满天的红光，随后又变为白光。
2017年9月7日墨西哥当地时间晚上11点时，遭遇了8级地震，而在地震前，有当地民众拍到天空出现的地光现象，呈紫色，蓝色，蓝白色，青色，黄绿色，白色等倒圆锥形的闪光，有几次闪光持续时长1到2秒。
球形地光
地震前后，在震区上空时常会出现一种漂移的火球，也被列为地光现象；它来无影去无踪，闪着炽热的光芒，被称为球形地光。
1976年，唐山地震的前夕，郊区一农民在野外看到一个大火球从地下钻出来，通红刺眼，噼啪乱响，飞到半空中才灭。另外几个看瓜的农民，也同样看到距离他们约200米远的天空，忽然明亮起来，照得地面发白，西瓜地中的瓜叶、瓜蔓都清晰可。第二天凌晨，就发生了里氏7.8级大地震，整个城市被夷为平地。
1999年的一天夜里，在土耳其的伊茨米特市上空，出现了一个漂浮的球状的发光体。第二天，一场剧烈的地震袭击了这一城市，有1.5万人在这次地震中丧生。
1975年2月4日，海城地震前，在锦州一带人们看到火灾似的粉红色亮光持续了4分钟。而在海城一带的地区，许多人看到从冒水孔和地裂缝中喷出火球状光亮，像似不带尾巴的信号弹。
1969年，美国加利福尼亚州圣罗萨镇连续遭到两次强震的袭击。和其他地区的强地震一样，当地居民看到了多种地光现象，其中，有许多是一种球形的闪光。例如，有人报告说：“镇西方看到像火流星一样的光。”“看到了3米左右的火球，拖着红的尾巴，3秒钟移动了几米。”“看到火球从前右侧跑到左侧，在很短的时间内，由蓝色发绿，散乱地变成红色……”
1976年，我国松潘地震时也有大量火球出现。仅8月16日晚发震前后，江油的一个社员就看到400多个火球。有人这样描述到：“我们先看见几处冒出零星的火球，以后越冒越多，难以计数。球刚冒出时有碗口大，当升高到10多米后，就变至簸箕般大；先是白色，后变为乌黑，还伴有响声。在白色的火光中，还有一股黑色烟雾在翻滚，同时闻到一种火药味。出现火球的范围估计约有3000～4000平方米，持续约15分钟。在火球发生的时候，收音机、罗盘、广播等均未出现任何干扰，也未发现物质的放射性增高。”
观察资料显示，球形地光具有多种表现形式，我国黄录基、邓汉增在研究这种火球时，把它分为两种类型[45]：
A型火球，通常在地震前不久和震时发生。它们主要出现在震中区，没有明显的分布规律，也看不到来自地下的通道，总是突然出现在空中。球体大小不等，一般直径二三十厘米，红色居多，间有蓝色、白色，移动迅速，有时带有响声，同时可见到其他形态的地光。
B型火球，是信号弹式或流星式的球状光体，发震前后都有，出现的范围也较广，但与一定的地质构造及地理条件有关，常直接从地面裂缝、冒水孔、河沟等处升起。上升高度一般为一二十米。球体大小较悬殊，小如鸡蛋，大如脸盆。颜色以红色居多，绿色次之，再次是白色或蓝白色。它们的移动速度较A型为快。有时随风飘忽不定，也常伴有响声，并往往带有一股难闻的气味，如硫磺味等。严重时，可灼伤人畜。
球形地光与大自然中的另一种神秘现象——球形闪电非常相似，都是一种漂移运动的火球。球形闪电形成于雷雨天气，与震区的大气环境基本相同，都存在着大气放电现象。那么，这种火球是如何形成的呢？下面就来探讨这一问题。
临震状态下，地下岩石层处在拉伸状态，构成岩石的分子通过压电效应获得一个电子；与此同时，岩体缝隙中的液体或气体分子失去一个电子，变成了正离子。这些离子构成的物质分为两种，一种以流体的形式从地下溢出，附着于地面物体之上，产生了静电现象。例如，1976年唐山地震前，在唐山北部一个军营里，几个士兵发现地下的一堆钢筋，莫名其妙地迸发出闪亮的火花。还有一种则是，离子间通过Q键作用，即分子间电场作用，首尾相接，形成了一个环状分子链，由此组成了一种离子态物质。
按照电磁学理论，同性电荷相互排斥，因此，携带同种电荷的正离子不能聚集在一起，组成单一电荷性质的离子态物质；离子态物质是由等量的正离子和负离子共同组成的，称为等离子体。其实不然，根据笔者的研究，电磁学理论中有一个基础概念需要改变，那就是对“电荷”的定义。在笔者提出的形态场假说中，电荷的基本属性：同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引，已转换为粒子质量场和电场的作用效应，不存在独立的正电荷或负电荷。粒子电场间的作用规则是，电场方向相同，产生吸引作用；电场方向相反，产生排斥作用。对于携带同一种电荷的正离子来说，只要电场方向相同，就会相互吸引，以Q键链接的方式组合在一起，形成链式或环状分子结构。[46]
理论推断，正离子通过Q键链接，首先形成的是链状分子结构，正离子之间呈线性连接状态。当正离子的数量增多时，链状分子就会卷曲起来，首尾相接，形成环状结构。环状分子的特点是，正离子的电场环形连接，呈封闭状态，对外不显电性；但是，这种连接方式相当于组成了环形电流，因而，将形成分子磁场。根据安培定则判断，分子磁场方向与环状分子平面相垂直，是一个偶极磁场。也就是说，每一个环状分子都是一个小磁体，它们之间可以通过磁场作用结合在一起，组成一个大的分子团。这个分子团就是由正离子组成的单一电荷性质的离子态物质，其基本结构单元是环状分子。
在地震发生前后，地下岩石层的缝隙中存在着大量正离子，这些正离子先是通过Q键链接生成环状分子，接着通过磁场作用组成大分子团。在地下刚生成的分子团呈链条状，也携有偶极磁场，两端是磁场的N极和S极，当这个磁场自我封闭起来后，将形成环形分子团。由于离子态物质的温度很高，不断地对外释放热量，因而环形分子团就像火球一样，炽热而明亮。火球的颜色以红色居多，绿色次之，再次是白色或蓝白色。不同颜色代表不同的温度，红色表示温度较低，绿色表示温度中等，白蓝色表示温度较高。当地下压力增大时，分子团会从岩石层的缝隙处迸发而出，像信号弹一样射向天空，它就是出现在震区上空的球形地光之——B型火球。
同样道理，来自地下的电子辐射，使震区上空的大气层处在高度电离状态，生成了大量正离子。根据Q键作用原理推断，这些正离子同样会通过Q 键链接生成环状分子，之后通过环状分子的磁场作用，组成大分子团，形成单一电荷性质的离子态物质。这个分子团也以火球的形态出现，炽热而明亮，并发出耀眼的光芒。颜色以红色居多，间有蓝色、白色，移动迅速，有时带有响声。为了与B型火球相区别，被称为A型火球。
可见，A型火球和B型火球是通过不同途径形成的，由此决定了二者具有不同的物理性质和特征：
（1）起源地点不同：B型火球生成于地下岩层的缝隙中，从地面裂缝、冒水孔、河沟等处升起。而A型火球生成于低空大气层中，看不见来自地下的通道。
（2）外观尺度不同：B型火球大小相差悬殊，小如鸡蛋，大如脸盆。之所以如此，主要取决于不同的地质环境。而A型火球大小相差不大，直径在二三十厘米左右，这是因为生成A型火球的大气环境基本相同的缘故。
（3）出现时间不同：B型火球在地震前后都可能出现，而A型火球只出现在震前，且常与其他类型地光相伴。
球形地光出现时往往带有一股难闻的气味，无独有偶，在雷雨天气出现的球状闪电周围，也会闻到类似气味。对这种现象的解释是，在电闪雷鸣之际，会产生大气放现象，电离的空气分子会通过Q键链接起来，形成环状分子结构，进而组成大分子团。这个分子团像A型火球一样，炽热而明亮，被称为球状闪电。
正常情况下，氧分子（O2）是由两个氧原子组成的，而大气发生电离时，三个氧离子会通过Q键作用链接起来，形成臭氧分子（O3），这种臭氧分子像硫磺一样，具有强烈的刺激性气味。臭氧分子与大分子团相伴而生，即可以是组成大分子团的分子链，也可能是大分子团分解后的残片，这就是球形地光和球状闪电周围异常气味的由来。
球形地光的本质，是正离子通过Q键链接，形成的单一电荷性质的离子态物质。如果正离子的温度下降，就会从外界吸收一个电子，转化为中性分子；这时，环状分子的Q键就会发生断裂而分解，分子团解体，火球将随即消失。球形地光多出现在地震之前，偶尔出现在地震之后，通常被列为震前地光。
闪电状地光和柱状地光
地震发生时，下潜板块前端的震源体发生脱落，扭旋的岩石层迅速向回反弹，拉伸的岩体随之恢复到正常状态。这时，在岩石层内部，将发生压电效应第一推论的逆效应，即分子间的（M+1）键会释放出一个电子，变成M键；其结果是，构成分子的原子能级发生了变化，同时产生了大量电子。在这种机制作用下，形成了两种形态的地光，一种是闪电状地光，另一种是柱状地光。
参照片状地光的形成机制，地震发生时，在岩石层内部产生了大量电子，这些电子聚积在岩石层表面，形成了地表电场。当地表电场的电压累积达到临界值时，将产生地对空放电现象。由于岩石层释放出的电子数量巨大，因而，所发出的光超过片状地光，像闪电一样划破震区上空，这就是闪电状地光。
1975年2月4日海城地震前,一列从大连开往北京的客车，在行驶途中，司机突然发现列车前方有大片紫红色的耀眼亮光。司机马上联想到可能是地光，于是采取措施，紧急停车，列车刚刚停稳，大地震就发生了，从而避免了一场车翻人亡的重大事故。
另据报道，海城地震发生时，东自岫岩，西到绵县，北起辽中，南到新金，震区有百分之九十的人都看到了地光，近处可见一道道长的白色光带，远处则见到红、黄、蓝、白、紫的闪光。
1976年唐山地震时，据唐山市中心的居民反映，地震时市区东面和南面，弧形状光较多，当闪光由红色变成青白色时，地面随之大动起来。唐山市发电厂夜班工人在凌晨3点40多分钟听到响声后，便发现厂房东南面好象有几百支水银灯在发光。
云层对大地放电时，既能听到雷声，也能看到闪电，人们常用电闪雷鸣来描述这一场景。同样道理，地对空放电时，除了产生闪电状地光以外，也会发出巨大的声响。有观测资料显示，地光闪耀的时候，往往伴有象飞机一样的轰隆声。但是，大多数情况下，人们把这种现象归结为地声，认为这种声音来自地下，是岩石层破裂产生的声响。其实不然，按照闪电状地光的形成机制推断，这种声音来自大气层，是地对空放电产生的雷声。
例如，1966年，苏联塔什干发生地震，一位工程师“听到左方传来发动机隆隆的响声，同时闪现出耀眼的白光，晃得睁不开眼，持续了4.4秒种，接着地震来了，差点把他摔倒在地上。地震过后，光也就暗下来了。”
一般来说，闪电状地光分布范围可以达到方圆数公里，在夜空中高度可以达到200～300米，持续时间只有一瞬间。也有人把闪电状地光比喻为电焊时发出的耀眼闪光，其明亮程度可见一斑。
云层对大地放电时，在天地之间有一条闪电通道，炽热而明亮，雷电的能量就是通过它传输下来的。而地面上被雷击的地方，通常都是向上凸起的建筑物、树木等。同样道理，在地对空放电时，也会形成一条传输电能的通道，其形态如同升腾的火柱，也被列为地光现象，称柱状地光。柱状地光多为红色、红黄色和白色，多出现于山区或高岗处，与遭遇雷击的地点具有相同的地势特征。
由此可见，闪电状地光和柱状地光，是由同一种机制触发的两种发光现象，同时出现在地震发生之时，属于一组伴生型地光。
散射状地光
地震发生时，地下岩层的分子由（M+1）键转化为M键。对于构成分子的原子来说，原子的能级发生了变化，核外电子由高能级轨道向低能级轨道跃迁，将辐射出电磁波。换句话说，震中所对应的地下岩层已变成了一个发光体，相当于一个地下光源，它将以震中为中心，向外发射出光波，这就是人们看到的散射状地光。
不难发现，散射状地光与弥漫状地光的形成机理相同，所发出的光都来自地下岩石层。不同之处在于，弥漫状地光出现在震前，射程较短，光线较弱，局限于低空大气层；而散射状地光多出现在震时，射程较远，光线明亮，照彻天际。
历史上，对散射状地光的观测由来已久。在几个世纪之前，人们就在地震前后或地震发生时，看到过一种神秘而璀璨的光芒。
1888年新西兰发生地震。地震过后，天空中突然出现了数道耀眼的光芒。令人惊讶的是，这些光竟然持续了数个小时之久。1930年，日本发生了大地震，人们发现，地震中心上方约七十公里的天空中，也出现了几道奇特的光芒。
1975年2月4日傍晚6时许，辽宁南部海城与营口一带，虽然天色还未完全黑下来，但能见度已很低了，马路上已不能骑自行车，汽车也只有打黄灯才勉强行驶。突然，暗淡的天空豁然开朗，人们重新看清了道路，甚至能看清室内的物品。在海城招待所，人们甚至看到了满天的红光，后来又变为白光。
散射状地光是由地表岩石层发射出来的，而由地下深处岩石层发射出来地光，则多以光束形式出现。根据散射状地光的形成机制推断，地震发生时，与地表岩石层一样，地下深处岩石层也处在辐射状态，且所产生的地光强度更高，亮度更大，只是因为有地表岩石层的覆盖，而无法照射出来。但是，当地表岩石层错裂时，这种地光就会沿着错裂缝隙发射出来，形成耀眼的束状地光。其中，狭窄缝隙发出的光，犹如探照灯射向远方的光束，随着缝隙的开合而改变方向，人们形象地称之为探照灯状地光。
1976年7月28日凌晨3点42分，河北的唐山、丰南一带发生7.8级大地震。从北京开往大连的129次直达快车，于3点41分经过地震中心唐山市附近的古冶车站，发现前方夜空像雷电似的闪现出三道耀眼的光束。司机进行了紧急刹车，接着大地震发生了，由于措施得当避免了脱轨和翻车的危险。
1975年海城地震中，在北镇赵屯公社，人们看到的是东南方的天空有两道很亮的白光，像拖拉机的灯光在晃动，持续了一分钟左右，不久就听到了轰隆隆的地声。
带状地光
有一种由强震引发的地光，即使在白天也能看到，犹如彩霞映射天边，有的呈片状大面积分布在震区上空，天地红光一片，类似火烧云，有如带状横穿天空，似彩虹，被称为带状地光。
带状地光与其他形态的地光不同，它是一种高空发光现象，而其他形态的地光则是来自大地的一种发光现象，二者存在着本质区别。那么，这种地光是如何形成的呢？
关于带状地光的形成机制，笔者研究认为，带状地光的光源来自太阳，是太阳光在震区上空发生了折射，形成的彩虹缎带。具体地说，在地震孕育过程中，处在扭旋状态的地壳岩石层内部压力增大，不断有气体溢出，其中含有大量的水蒸气。这些气体聚集在震中区上空，与雨后的空气环境相类似，水蒸气分子团对光具有折射作用，彩虹就是通过水滴的折射而形成的。当太阳光从地平线方向照射过来时，在震区上空发生折射。由于不同频率的光折射率不同，因而产生了色散现象，在与太阳相对称的位置上，形成彩虹一般的光带，这就是我们看到的带状地光。
由此可见，带状地光的形成有两个前提条件，一是在震区上空必须含有大量的水蒸气，以起到透镜作用，这就要求震中区必须处在地下水丰富的地段，以保证有足够的水蒸气生成。二是太阳的位置必须处在地平线以上，即凌晨或傍晚时分，只有这样折射光才能投射到震区上空，形成彩色光带。
值得说明的是，与雨后的大气环境不同，震区上升的水蒸气团处在流动状态，因此，所形成的彩色光带并不会像彩虹那样矗立不动，而是随着水蒸气团的流动而移动。如果水蒸气团（透镜）的形状发生了改变，那么，带状地光也会随之发生千奇百怪的变化。
1804年11月1日，五更天的时候，湖南沅陵的居民看到“红光为匹练，自西而东，没于地”，地光以条带状划过长空，随后就发生了地震。
1976年唐山地震前的一个夜晚，一位护士值夜班，由于闷热，到屋外乘凉，天本是阴沉沉的，突然出现一片奇形怪状的云，说红不红，说紫不紫，刚回头又看到西北方的天特别亮，像失了火。