地光的研究
20世紀30年代以後，地震發光的研究進入了全麵發展的階段，人們對於地光的真實存在不再感到懷疑了，並開始出現了解釋這種現象的理論假說。在這些研究中尤以日本領先。1965年以後，日本學者安井與近藤五郎、栗林亨等利用地磁儀、回轉集電器等進行了觀測研究，並拍攝了世界上第一張地光照片。1974年，我國學者馬宗晉在研究了邢台地震以來曆次較大地震的臨震宏觀現象以後，提出了“地光不僅僅是地震派生的結果，而應看作是臨震共同發展的統一過程”。這就是說，應把地光間與它同時出現的其了現象聯係來考慮。隨著地光現象資料的不斷積累，人們從地光的複雜形態中領悟到它的成因也並非是單一的。由於地光發生的時間短促，機會難逢，過去的地光資料也常常缺少細致確切的說明，尤其是直到今天，還未解決儀器觀測技術問題，因此地震中地光成因的研究還沒有確切結果，仍然處於假說階段。
5、地光產生之謎
地光是由岩塊相對摩擦產生的。米爾恩是一位長年工作在野外的地質學家，有一天，他在野外采集岩石、礦物標本，手中的錘子落在堅硬的岩石上時，點點火星迸濺出來。米爾恩從這種現象中得到了啟發，第一個提出了地光是地震時岩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。
岩石磨擦
這種說法是探索地光成因的一次有益嚐試，但它的解釋隻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，似乎與地麵岩石的摩擦無關；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。因為按照岩塊摩擦發光的假說，地光應該主要分布在裂隙帶附近，並與裂隙的分布方向一致，發光的部位應接近地麵。例如，1975年遼寧海城地震時，有人看到本縣大青山菱鎂礦分布區出現強烈的白色光帶，它與該地大量裂隙的分布基本一致，光緊貼地麵，持續2~3秒鍾，沒有明顯閃爍，然後突然消失，這種地光可以用岩塊磨擦生光觀點解釋。但以此來解釋所有的地光，顯然是不全麵的。
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，常伴隨有一些電現象，即在液體和固體的接觸麵上會出現兩層異種電荷。如果液體在壓力下通過一個固體毛細管，那麼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一顯身手。他認為，一場強烈地震所影響的深度可與地麵波及的範圍相當。在地震影響的深度範圍內，地下水受到擠壓，便通過岩石的孔隙向上移動，產生流動電位。寺田推測，地下水所受到的壓力，相當於100千米厚的岩柱所產生的壓力。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岩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。
1970年，芬克爾斯坦和鮑威爾首次發現了地震孕育過程中石英的壓電效應。科學家們早在物理學的實驗中發現，許多晶體在受到擠壓或拉伸時，會在兩個平麵上產生相反的電荷，這種現象被稱為壓電效應。由於石英在地殼中分布很廣，地震是岩層長期受力突然破裂的表現，可以想像，在地震孕育過程中必然也有壓電效應產生。兩位學者推斷，當石英在地殼中有規律排列時，如果沿長軸排列的石英晶體的總長度，相當於地震波的波長時，就會產生地震電效應。若地震壓力的壓強為30～330帕，就有可能產生500~5000伏／厘米的平均電場。這個電場足以引起類似暴風雨時的閃電那樣的低空放電現象，產生地光。由於壓電效應並不一定在地震發生時才有，所以在地震前的幾個小時也可以看到地光。
如果按照這種理論，地光應該隻發生在某些特定的分布有定向排列的大量石英晶體的區域內，然而實際上出現地光的強震區其地下岩石並非都是石英岩，而是多種多樣的岩石，但無論地下岩石性質如何，都有出現地光的可能，這一實際情況與石英壓電效應理論不相吻合。另外，石英壓電效應理論也不能解釋在一些震區觀察到的極為獨特的“電磁暴”現象。
更難解釋的奇怪現象。1966年，前蘇聯塔什幹大地震前幾小時，塔什幹上空突然發生了一場電磁暴。天空中耀眼的白光就像鎂光燈一樣，使人目眩。更令人奇怪的是，室內的日光燈無故自亮。科學工作者觀測到電離層中電子密集度達到頂峰。
6、地震前雲彩奇觀
《德隆縣誌》上有這樣一段文字：“天晴日暖，碧空晴淨，忽見黑雲如縷，婉如長蛇，久而不散，勢必地震。”可見300多年以前，我國古人就將雲和地震聯係在一起了。
地震雲預報地震
1978年3月6日，日本國奈良市市長健田忠三朗在舉行記者招待會時，他指著北方天空裏的一縷雲說：“這就是地震雲。不久將會有一次影響日本廣大地區的強烈地震。”就在第二天，靠近日本的大海裏果然發生了一次70級地震。也是利用地震雲預報這次地震的還有我國中科院物理研究所的地震學家呂大炯。他在1978年3月3日早晨，於北京中關村上空也觀測到了條帶狀雲彩，再根據地應力和地電異常的情況，預報了震中將發生在地震雲垂線所指的方向，即日本海之中，其預報時間和地震發生時間僅差48分鍾，其準確度令人驚歎。
1979年7月4日淩晨五六時左右，住在北京飯店一套高級客房的日本奈良市市長健田忠三朗忽然發現天上東南方向橫亙了一條較長的白色條帶狀的雲帶，這位業餘地震雲研究者立即通告中國有關方麵，作出了近期將要發生地震，但北京不會受其影響的預報。一連幾天，我國各地的地震觀測站測到的地電、電磁都發生強烈異常現象，有些中國的地震工作者在7月2日、4日、5日也都觀測到長條狀雲帶……7月9日晚，江蘇傈陽果然發生了6級地震。
地震雲的成因
日本九州大學真鍋大黨認為：由於地震之前地熱的增高，加熱空氣，使之上升擴散到同溫層，在1000米高空形成細長的稻草繩狀的雲帶。但是持否定意見的科學家認為同溫層的高度至少在1萬米以上，一般上升氣流不易達到，而且強烈對流上升的氣流一般是蘑菇狀雲彩，不可能沿水平展開成長條狀，也無法解釋地震雲的垂線方向能指示震中的道理。而我國的呂大炯等人認為：由於斷裂帶產生熱量，可以以超高頻或紅外輻射的形式來加熱上空的空氣微粒，形成條帶狀地震雲。由於斷裂帶大多垂直於震中的震波傳遞方向，所以，由此產生的條帶狀雲也是垂直於來自震中的震波傳遞方向的。