核心原因：地光并非单一机制产生，而是多种地质过程在特定条件下发出的光。
一、颜色差异的原因 - 能量来源和发光物质不同
岩石摩擦破裂与压电效应：
- 机制： 地震前或发生时，地壳岩石在巨大应力下发生剧烈摩擦、挤压、破裂。这会产生：
- 电荷分离： 摩擦本身会产生静电电荷（类似摩擦起电）。
- 压电效应： 石英等压电矿物在应力下会产生强大的瞬时电场。
- 发光： 这些强大的电场可以电离岩石缝隙或地表附近的空气，形成等离子体（类似闪电或霓虹灯的原理）。等离子体中的电子跃迁会释放光子，产生光。
- 颜色差异： 等离子体发光的颜色取决于被电离气体的成分和电场强度。
- 主要电离空气（氮气、氧气）：产生蓝白色、白色、蓝紫色光（类似闪电或电焊弧光）。
- 如果含有特定矿物粉尘或地下释放的气体（如氡气），颜色可能偏黄、绿、红。
- 电场强度不同，激发程度不同，也会影响颜色。
地下气体释放与燃烧：
- 机制： 地震活动导致岩石裂隙增加、渗透性增强，被困在地下的可燃气体（如甲烷）或活性气体（如硫化氢）会快速释放到地表空气中。
- 发光：
- 自燃： 某些气体（如磷化氢、部分硫化氢）遇到空气可能自燃。
- 被引燃： 摩擦产生的电火花、高温岩石、甚至地光本身（如果是电致发光）都可能引燃释放的气体。
- 缓慢氧化： 某些气体在特定条件下可能发生缓慢氧化发光（类似磷火）。
- 颜色差异： 燃烧或氧化发光的颜色取决于气体的种类：
- 甲烷： 燃烧火焰呈蓝色（完全燃烧）或黄色（不完全燃烧）。
- 硫化氢： 燃烧火焰呈蓝色。
- 磷化氢： 低温氧化产生蓝绿色或白色光（鬼火）。
- 一氧化碳： 燃烧火焰呈蓝色。
- 混合气体或含有杂质会产生更复杂的颜色。
土壤/岩石颗粒摩擦生热与发光：
- 机制： 强烈震动导致土壤颗粒、岩石碎屑剧烈摩擦碰撞，产生局部高温热点。
- 发光： 高温热点可以使颗粒本身或周围的物质（如有机物）灼热发光（类似烧红的木炭）。
- 颜色差异： 灼热发光的颜色取决于温度（黑体辐射规律）：
- 较低温：暗红色、红色。
- 较高温：橙色、黄色、黄白色。
- 极高温度（少见）：接近白色。
- 发光物质的成分也会影响颜色。
大气与光学效应：
- 机制： 地光产生后，在传播到观察者眼睛的过程中，会受到大气的影响。
- 颜色差异：
- 大气散射： 波长较短的光（蓝、紫）更容易被大气散射掉。如果地光传播距离较远，观察者看到的可能是散射后剩下的红光或黄光（类似日出日落）。
- 尘埃/水汽吸收/散射： 地震前后常伴随扬尘或湿度变化，也会影响最终看到的颜色。
二、持续时间差异的原因 - 能量释放过程的快慢不同
瞬时能量释放 vs. 持续过程：
- 瞬间闪光： 由单次的岩石破裂、压电放电、电火花引燃小股气体或小规模爆炸引起。能量释放集中且短暂，可能只持续零点几秒到几秒。
- 持续发光： 由相对缓慢、持续的过程引起：
- 大规模气体持续泄漏并燃烧： 如果地下气体源稳定释放，且燃烧条件维持，光可持续数秒到数分钟，甚至更长。
- 持续的岩石摩擦/应力调整： 在断层持续滑动或主震后余震调整过程中，摩擦生热或压电效应可能间歇性或较长时间存在。
- 土壤液化区的持续扰动： 液化区土壤颗粒的持续摩擦可能产生较长时间的光。
气体释放速率：
- 气体从地下裂隙中释放的速度决定了燃烧是瞬间爆炸（短暂闪光）还是稳定燃烧（持续火焰）。
过程规模：
- 小规模的局部破裂或气体喷发，发光时间短。
- 大规模的断层活动或大量气体释放区域，发光过程可能更长。
地下水的作用：
- 地下水参与可能影响气体溶解/释放速度、化学反应速率，从而影响发光持续时间。
总结与认识
成因复杂多样： 地光不是单一现象，其背后是地震活动触发的一系列物理（摩擦、压电、电致发光）、化学（燃烧、氧化）过程。不同地点、不同地震、甚至同一地震的不同阶段，主导的发光机制可能完全不同。
环境决定细节： 当地的地质构造、岩石矿物成分、地下水文、圈闭气体类型和含量等因素，共同决定了在特定地点可能发生哪种发光机制，从而决定了光的颜色和持续时间。
观测条件影响： 观察者的位置、距离、大气状况、背景光污染等，也会影响对颜色和持续时间的判断。
科学仍在探索： 虽然以上理论能解释大部分观测现象，但由于地光发生的不可预测性和短暂性，对其进行系统性的直接测量和验证非常困难。地光的精确物理机制，尤其是在不同地质条件下的主导机制，仍然是地球物理学和地震学研究的前沿课题之一。
因此，地光颜色和持续时间的千变万化，正是地震活动这个复杂巨系统在不同局部环境下，多种能量转换和物质释放过程的具体体现。 它提醒我们，地球内部的活动是极其复杂的，我们对它的理解还在不断深入中。观测和研究地光，对于理解地震物理过程和探索地震短临预报方法具有重要意义。
