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

在尼泊爾2015年4月的大地震發生之后,他們根據巖石圈、大氣層和電離層之間的所紀錄的數據進行分析??茖W家們發現,在地震發生的前三天,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生前,上空電離層也有上升。此外2010年海地大地震發生之前,也同樣測到無線電波反射的一個峰值。
外國媒體報道稱,科學家發現氡和釷射氣可以用來預測地震。據信這種組合的濃度在地震發生前會發生變化,根據它們的指示可以預測地震。韓國的科學研究小組監測了這種化合物的濃度,發現在2011年日本3月11日地震前夕,釷濃度在2月達到峰值,氡濃度也在2月達到峰值。根據研究人員的建議,二月份觀測到的氡和釷發射的異常峰值可能是三月份地震的前兆。雖然地震預測是地球物理學的圣杯,但科學家們一直在從各個方面研究地震預測。
目前,一種方法是分析土壤和地下水中某些物質的突然上升,尋找可能與地震有關的微量物質。雖然提出了許多被認為與地震有關的痕量物質,如氡、氯化物和硫酸鹽,但它們在地震發生前很難監測,如何有效地檢測某些痕量物質的濃度也是一個問題。氡是一種相對容易監測的放射性氣體,半衰期為3.82天,因此很可能受到天氣和潮汐的干擾。氡沒有穩定的同位素,所以科學家發現了釷射氣。
由于釷的半衰期只有56秒,所以在洞穴和其他環境中,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行了長達13個月的監測。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,阻擋風對洞穴表面的干擾。
研究結果發現,2011年2月,科學家發現了一個不尋常的峰值,下個月,日本發生了9.0級地震。盡管這一發現向我們展示了地震預測的可行性,但它也受到了外界的質疑。例如,德國水文地質學家黑科·沃蒂斯認為,由于監測時間太短,仍然無法判斷這些元素是否可以用來預測地震。當然,氡和釷射氣是一種預測地震的新方法。