Origin of Earthquake Light Associated with Earthquakes in Christchurch, New Zealand, 2010-2011

Abstract

Earthquake light (EQL) mainly blue-white flashes from the ground, was observed coseismically during a NewZealand M7.1 earthquake, (4.47 am 4-Sep-2010 local time). A local production mechanism is most probable. The blue-white flash observations support the Freund et al. mechanism, i.e. shockwave disturbance creating electronic“holes” from ruptured peroxy bonds in quartz, and subsequent surface positive charge from the ground, followed by light emission during neutralization. Examination of video records shows the flash median length is about half a second and needs to be differentiated from the light during electricity supply short circuits. Observed ground-level white colors appear to result from very intense non-specific air ionization. Blue colors seem to be nitrogen emission with a short lifetime, succeeded by green oxygen emissions with longer lifetime followed by much lower intensity red. These were created by transient low-to-moderate voltages and probably include significant UV production.The maximum likely radiation dose is small, restricted to the skin, and equivalent at most to a few months natural background radiation. Calculations confirm the release of 222Rn is not the major mechanism for creating earthquake light, and would contribute minimal radiation dose. Other unique observations are: streamers of light changing from blue to green as they passed from west to east, vertical sheets of blue-green light from cracks in an asphalt road surface, created by local shockwaves and shearing forces, daylight observation by fishermen of rapid linear undersea travel of blue light seconds before a 2011 M6.0 aftershock, and a mid-day green-blue glow over nearby hills containing a fault zone, shortly before the further destructive M6.3 earthquake, (12.51 pm 22-Feb-2011). Origen de Luces de Terremoto Asociadas con los Terremotos de Christchurch, Nueva Zelanda, 2010-2011 Las luces de terremoto o EQL (del inglés "Earth Quake Light") son principalmente azul blancas y fueron cosísmicamente observadas durante un terremoto de magnitud 7.1 en Nueva Zelanda (4:47 a.m., 4 de septiembre de 2010, hora local). Es muy probable que el fenómeno haya sido producto de un mecanismo local. Las observaciones del destello azul blanco coinciden con el mecanismo de Freund y otros, esto es, la alteración de un movimiento sísmico que crea "agujeros" electrónicos a partir de lazos de ácido peroxi rotos en cuarzos, con carga positiva superficial consecuente del suelo, y seguida por la emisión de luz durante la neutralización. La revisión de grabaciones de video muestra que la duración del destello es de cerca de medio segundo y debe ser diferenciado de la luz generada por los cortos circuitos del fluido eléctrico. Los colores blancos observados a nivel del terreno parecen resultar de una intensa ionización aérea no específica. Los colores azules serían emisiones de nitrógeno con un corto período de duración, sucedidas por emisiones de oxígeno verde de mayor duración y seguidas por un rojo mucho menos intenso. Estos colores fueron creados por voltajes transitorios de bajo a moderados y probablemente incluyen una producción significativa de radiación ultravioleta. La cantidad de radiación máxima probable es pequeña, restringida a la piel, y equivalente a unos pocos meses de radiación natural regular. Los cálculos confirman que la liberación de 222Rn (Radón) no es el principal mecanismo para crear las luces de terremoto y que este contribuye con una mínima cantidad de radiación. Otras observaciones únicas hablan de rayos de luz que cambian de azul a verde mientras van de oeste a este, de cortinas verticales de luz azul verdosa que emergen de grietas en la carretera, creadas por movimientos sísmicos y fuerzas de corte; de observaciones de pescadores a luz del día del trayecto subacuático, rápido y lineal, de una luz azul antes del movimiento sísmico de magnitud 6.0 de 2011, y de un resplandor verde azuloso a mediodía sobre las colinas cercanas a una zona de fallas momentos antes del destructivo terremoto de magnitud 6.3 (12:51 p.m., 22 de febrero de 2011).