公元前373年,赫里克的动物疯了。
家里的狗和鹅疯狂地叫着,到处上窜下跳。
无数的老鼠、蛇、蜈蚣、黄鼠狼从阴暗的角落里跑出来,成群结队地逃离赫里克。
几天后,地震开始了。这场灾难摧毁了整个城市,杀死了无数人。
(赫里克城网站)
这是古希腊历史学家修昔底德记录的史料,也是人类历史上最早描述地震前动物奇怪行为的文字。
在过去的几千年里,像这样的故事数不胜数,世界各地都有。
它们听起来有点像神话,似乎是古人的想象,但在现代的灾难中,也有大量关于动物奇怪行为的官方报道。
2004年,印度洋发生9.1级地震,地震引发的海啸造成22.5万人死亡。
之所以会有这么多人死亡,是因为很多社区没有收到海啸预警,但在灾难发生前几个小时,很多动物都知道了。
当当地人看到大象突然跑向高地时,火烈鸟放弃了低洼的巢穴,向山上飞去。
在泰国的海边村庄Bang Koey,人们看到沙滩上的一群水牛突然抬起头,警惕地看着大海,然后奔向附近的山顶。几分钟后,9米高的海啸出现了。
联合国国际灾难风险战略前顾问伊琳娜·拉夫连娜(Irina Rafliana)说:“许多幸存者告诉我们,从地震到海啸期间,牛、山羊、猫和鸟等动物明显试图向内陆移动。很多幸存者发现了,和动物一起跑,所以活了下来。”
在其他灾难中,她也看到过类似的报道,比如2010年苏门答腊的海底地震,明打威群岛的海啸造成500人死亡。海啸之前,大象已经开始逃跑了。
最近爆发的汤加火山也有同样的情况。去年11月,一只名叫蒂莉的海龟被放生。释放者在它身上安装了一个发射器,以检查它的游泳路线。
(被释放的蒂莉)
追踪地图显示,蒂莉获释后向东游了47天,但在汤加火山爆发前几天,她突然掉头游到了原来的海岸。
“它一定是感觉到了什么,有什么东西在海里晃动,于是它转身游回了昆士兰。”
(蒂莉的追踪地图)
因为动物的敏感,越来越多的科学家开始认真考虑一个问题:
动物能否代替机器为人类提供灾难预警?
尽管人类拥有先进的技术,但仍然很难预测地震的发生。
地震预警系统使用地震传感器。只有当地球真的震动时,传感器的数据才会发生变化。也就是说,警报发出后,地震可能已经来了。
科学家们还利用其他方法进行预测,如观测空气体中的氡浓度、电磁活动、地球表面的翘曲或变形、地下水的化学变化等等。
它们确实经常出现在地震前,但要想成为可靠的预测者,必须满足地震前所有发生的条件,与正常状态不同。目前科学家还不能从统计数据中分析出来。相比之下,动物要可靠得多。
他们的预测能力可以提前好几天,每次地震前都会有明显的异常行为。
五年前,德国马普动物行为研究所所长马丁·维克尔来到意大利马尔凯,研究如何通过动物预测地震。
马尔凯是一个地震多发地区,农民经常报告他们的动物在地震前有异常行为。
马丁给农场里的13头牛、羊和狗戴上了智能项圈。项圈每隔几分钟就会将动物的运动数据发送到中央计算器。
(马丁·维克尔)
从2016年10月到2017年4月,动物一直戴着项圈。在此期间,这一地区发生了18000次地震,其中包括十几次4级以上的大地震。
通过数据分析,发现地震前20小时农场动物有异常行为。
如果有一天,农场动物的活跃度超过50%,持续时间超过45分钟,那么研究人员预测将发生4级以上地震。
用这种方法,他们成功预测了8次强震中的7次。
马丁还观察到动物会受到焦距的影响。
"动物离地震中心越近,它们的异常行为就会越早出现。这和地震中心的物质变化更频繁是一个道理,距离远了会变弱。”他在2020年的论文中写道。
马丁还在西西里的埃特纳火山上监测羊群。他给17只山羊和4只绵羊戴上项圈,记录它们每时每刻的活动。
(马丁和他的羊)
发现小型火山喷发对羊没有影响,而大型喷发会提前6、7个小时影响,羊会跑上跑下,躲在灌木丛或树上。
2012年1月4日,马丁的团队发现所有的羊都变得异常活跃,并推测将会发生严重的火山爆发。
六个小时后,他们猜测的事情真的发生了。科学家当天早上用次声探测器探测到了喷发,但无法确定强度,因此没有预警。结果那天的火山灰喷到了7公里高的地表空。
"我们本可以利用观察到的数据发出预警."马丁遗憾地说。因为实验没有完成,我当时没有把握那样做。
他们持续研究了两年,最终成功预测了27次火山爆发,其中7次为大爆发。
在南美洲,生态生物学家雷切尔·格兰特发现了类似的结果。
她用相机记录了秘鲁安第斯山脉Anachaga国家公园中动物的行为模式,期间发生了2011年的Kongtamana M7级地震。
格兰特在这篇研究论文中写道:“地震前二十三天,摄像机记录的动物数量开始减少。到地震前8天,这种下降正在加速。地震当天,没有记录到动物活动,这很不寻常。”
为什么动物有「预测」自然灾害的能力?
关于这一点科学家们还没有得出结论,大气中的电磁波是一种流行的解释。
地震前一段时间,岩石深处会产生严重的应力,产生空带正电的孔洞,这些孔洞会迅速从地壳向地表移动。
在地球表面,它们会电离空气体,这种气体是在全球地震之前发现的。正空洞穴移动时,会产生超低频电磁波,有些动物或许能接收到。
考文垂大学自然灾害学教授马修·布莱克特(Matthew Blackett)表示,许多同事推测动物进化出了一种地震逃生机制,可以在地震前探测到地震的压力波,或者岩石受到挤压时断层线的电场变化。
“动物体内含有大量的铁,所以它们对磁场和电场非常敏感。”
格兰特同意这种说法。她认为动物通过大气中电荷的变化来了解。在孔塔马纳地震前两周,她检测到每隔两到四分钟,大气电场就会受到异常干扰。
到地震前8天,这种波动变得异常巨大,恰好是动物加速消失的开始。
除此之外空洞穴中产生的化学物质也能给动物提示。
与水接触可产生过氧化氢,与土壤中的有机物接触可产生臭氧等有毒化学物质。
总之,感官敏锐的动物可能只靠羽毛就能闻到化学物质,或者听到低频波,或者感知电离空气体。他们获取地震前兆的途径太多了。
动物很厉害,但是科学家如何预测自然灾害,并通过它们向人类发出警告呢?
马丁根据农场动物的数据做了一个地震预警模型,通过不同地区动物活动的变化来预测地震发生的时间和地点。
他在2020年把这个模型写进了他的论文,但是要在现实中使用它,还需要更多来自不同国家不同地震带的数据。
为此,马丁申请使用国际空站上的全球动物观测系统Icarus,获取全球各种动物的运动数据。
Icarus成立于2002年,旨在为动物学家提供一个观察小动物(如鸟类)生态系统的平台。
虽然原意与地震无关,但动物的运动数据可以被马丁等人使用,海量数据可以帮助他们监测世界各地的地震带。
(在马丁的研究中,一只羊的轨迹)
依靠其他动物的早期预警系统在中国和美国也存在。
随着研究的一步步完善,我相信人类可以通过这种古老却有效的方式成功预测地震。
未来,也许每个地震多发的地方都会有一群羊、牛、狗。
人类只有在它们身上上窜下跳,才能知道如何逃脱…