预知灾难的动物

诺曼·米勒

山羊：“我好像感觉到了什么……”

2004年，印尼发生9.1级海底地震，引发海啸，沿岸社区被尽数摧毁，导致至少22.5万来自不同国家的人遇难。造成悲剧的原因有很多，其中一点在于，许多社区并未提前收到警示。

当时，当地的人造预警系统（如潮汐和地震传感器）未能发出明确的警报。许多传感器年久失修，无法正常工作。而沿海许多地区更是缺乏海啸预警系统，通讯系统也欠缺规划，因此，许多示警短信未能发送到受灾地区民众的手机上，或者未能及时得到阅读。

然而，早在高达九米的巨浪冲毁海岸线的几分钟乃至几小时前，一些动物似乎便已经感知到了即将到来的危险，拼命地想要逃离。根据目击者的描述，当时，象群纷纷朝着地势较高的地方奔跑，火烈鸟群抛弃了处于低洼地带的筑巢区，犬类则是待在家中不敢外出。据报道，在泰国沿海的村庄，有人看到海滩边的一群水牛突然竖起耳朵，凝望著大海的方向，接着便赶在海啸来袭前的几分钟内冲到了附近一座小山的山顶上。

“海啸幸存者还表示，地震发生后不久，在海啸到来之前，牛、山羊、猫和鸟类等动物都在有意识地向内陆移动。”伊琳娜·拉弗利安娜说，她以前是联合国国际减灾战略咨询小组的成员，现在是德国发展研究所的研究员。“许多人正是因为跟这些动物跑在一起或紧随其后，才得以幸免于难。”她说。

根据拉弗利安娜在其他自然灾害现场的工作经历，类似的故事还有许多。例如，2010年苏门答腊岛附近发生海底地震，引发的海啸造成明打威群岛近500人死亡。然而，据报道，岛上的一些动物，比如大象，同样提前作出了反应，仿佛已经预先知道了会有天灾降临。再如，今年1月，一只刚放生没多久的海龟突然放弃了原本向汤加方向游动的路线，来了个180度大转弯，而就在两天后，汤加发生了火山爆发。

事实上，许多经常遭受自然灾害的地区都缺乏早期预警系统。世界气象组织的数据显示，截至2017年，约有100个自然灾害频发的国家仍然缺乏这样的系统。不过，动物的预警行为也给了研究人员一些启发，让他们对这种现象给予更严肃、科学的关注。许多研究者认为，动物体内可能天生就拥有一套系统，可以感知即将到来的自然灾害。这就引出了一个有趣的问题——人类是否可以利用动物的这种能力来建立自然灾害早期预警系统？

关于自然灾害发生前动物的异常行为，最早的记录可以追溯到公元前373年。根据古希腊历史学家修昔底德的记录，大地震发生的几天前，老鼠、狗、蛇和黄鼠狼等纷纷逃离赫里斯市。无独有偶，1805年，意大利那不勒斯发生地震，震前的几分钟，牛、羊、狗和鹅等家畜及家禽齐声发出警报。同样地，据说在1906年旧金山地震发生前，马群也因受惊而四散逃窜。

时至今日，即便在先进技术的加持下，许多自然灾害也只有在发生之后才能监测到。以地震为例，地震传感器显示的波形只有在地震真正发生时才会产生区别于以往的变化。因此，要想作出可靠的预测，前兆信号必不可少。然而，截至目前，科学家尚未发现大地震发生前有规律的信号。因此，一些科学家越来越青睐那些不算正统的示警信号，比如动物的异常行为。

通过动物的异常行为预测自然灾害，相关的研究有很多，其中最重要的是由德国马克斯·普朗克动物行为研究所的马丁·威克尔斯基领导的研究小组所进行的一项研究。其中的一项工作是记录诸如牛、羊以及狗等的运动模式，这一过程名为“生物日志”，研究地点为意大利中部马尔凯地震多发地区的一个农场。每个动物的项圈上都装有芯片，在2016年10月至2017年4月期间，每隔几分钟，这些项圈就会将运动数据发送到中央计算机。

在此期间，根据官方统计记录，该地区一共发生了1.8万多次地震。有的地震振幅极小，仅为0.4级;也有震级较大的地震，4.0级或4.0级以上的地震发生过12次，其中就包括6.6级的诺尔恰大地震。搜集到的数据显示，在震前的20个小时里，农场中的动物出现行为异常。只要监测到农场中半数动物异常活跃的时间超过45分钟，研究人员便预测将会发生4.0级以上的地震，而通过这种方法预测出的强震，八次中有七次是准确的。

据说在1906年旧金山地震发生前，马群因受惊而四散逃窜。

有目击者称，大象在2004年印度洋海啸发生之前狂奔到了高处。

2020年这项研究公布时，威克尔斯基表示：“地震即将发生时，动物距离震中越近，行为便越早出现异常。这一点符合预期，因为在地震发生前，震中的物理变化会更频繁，而随着距离的增加，其频率则会逐渐降低。”威克尔斯基进行的另一项研究还发现，在意大利西西里岛埃特纳火山的山坡上，被标记过的山羊似乎也能提前感知到火山何时会爆发。

伦敦南岸大学的行为生态学家雷切尔·格兰特也发现了类似的现象。2011年，她曾在秘鲁安第斯山脉的亚纳查加国家公园内使用运动触发摄像机对动物的运动模式进行过生物学记录，这期间南美洲发生了7.0级的孔塔马纳大地震。2015年，格兰特在关于这项研究的论文中提到：“摄像机捕捉到的动物数量在地震发生前的23天左右开始减少，在震前的8天里加速减少。相当反常的是，在地震当天，机器完全没有记录到动物活动。”

更重要的是，格兰特还发现了当地动物行为异常与地震有关的证据：在震前的两周里，每两到四分钟，当地便会出现大气电场扰动现象。在发生孔塔马纳大地震的八天前，机器更是监测到一个特别强的电场异常信号——而这个时间点正好与动物开始从人们视野中消失的第二阶段重合。

科学家们正在研究，地震前大气中的电磁扰动是否是地震来临的前兆，而动物是否正是通过这种信号来提前预知地震的。地震发生前的一段时间，深层岩石中往往会出现强烈的应力，并因此产生空穴。这些高速移动的载流子可以从地壳逸散至地球表面，将空气分子电离。这种电离现象并不罕见，全球各地都有类似的记录。同时，在这些载流子移动的过程中，还会产生超低频率的电磁波，一些动物可以接收并处理这种信号。

英国考文垂大学自然地理学和自然灾害学副教授马修·布莱克特说：“有关地震前兆的科学记录并不完善。”不过，一些科学家提出了一种理论，即动物可能进化出了一种地震逃生机制。他说：“也许它们能在地震到来前感觉到压力波，也许它们能在岩石开始压缩时感知到电场的变化。动物体内含有大量的铁元素，而铁元素对磁场和电场都很敏感。”

除此之外，空穴还可能导致某些有毒化学物质在地震前出现。例如，如果它们接触到水，就会引发氧化反应，生成过氧化氢。它们和土壤中的有机物之间也可能发生化学反应，并生成其他有害物质，比如臭氧。

2001年，印度古吉拉特邦7.7级地震发生的几天前，卫星监测发现，在以震中为中心约100平方公里的区域内，一氧化碳浓度激增。科学家们认为，随着地球内部壓力的增加，岩石间的应力也随之增加，地球内部的一氧化碳气体可能会被逼至地表。

当然，许多动物都进化出了高度发达的感觉器官，能够读取它们赖以生存的一系列自然信号。因此，一些动物具备察觉地震前兆的能力也就不足为奇了。它们可以嗅到有害的化学物质、感觉到低频电磁波，还可以凭借毛皮或羽毛的触感感知电离过的空气。

在2020年发表的一篇论文中，基于意大利的研究数据，威克尔斯基和他的同事利用动物活动监测点建立了一个地震早期预警系统的模型。据他估计，地震发生前，在震源正上方，若农场中的动物能以某种方式感知到这一危险信号，它们会提前18个小时表现出异常行为。距离震中10公里的动物会在8个小时后表现出异常，而距离震中20公里的动物则需要16个小时。“如果符合模型的话，就表示地震将在未来两小时内发生。”他说。

要想判断动物行为能否用于预测地震，研究人员需要在世界各地不同的地震带对大量的动物进行长时间的观察。为此，威克尔斯基和其他人正通过国际空间站上的全球动物观察系统伊卡洛斯收集全球动物的运动数据。伊卡洛斯系统于2002年由全球科学家合作共同建立。它致力于为标记过的小型动物（如鸟类）提供一个精确的全球观测系统，以发掘地球动物与地球物理系统之间相互作用的数据和线索。

除了伊卡洛斯系统外，中国南宁市地震局也建立了一个地震预警系统，不过，该系统监测的动物多是地震多发地区农场里的蛇。与其他动物相比，蛇类的活动范围离地面近得多，更拥有强大的感知机制，能够察觉到所处环境的细微变化。1975年，海城大地震发生前，蛇和其他动物突然行为异常，政府发现后及时疏散了群众，无数人因此逃过一劫。

2006年，南宁市地震局官员在接受《中国日报》采访时说：“在地球上所有的生物中，蛇可能是对地震最敏感的。即使是在寒冷的冬天，若地震将至，蛇类也会从它们的巢穴中爬出来。”

当然，动物对环境危险的预知并不仅限于地震。如今，鸟类越来越受到研究人员的关注，因为它们能够感知到其他正在逼近的自然灾害。“凭借今天所有可用的技术，我们仍无法准确预测地震或大多数自然灾害。”夏洛特·弗朗西斯说，他是法国生物多样性办公室鸟类研究小组的组长，也是“候鸟迁徙追踪”项目的成员，该项目致力于研究候鸟在穿越太平洋时如何规避风暴以及其他危险。

2014年，跟踪研究美国金翅莺的科学家们记录到一个惊人的案例，即所谓的疏散迁移。据记录，这些金翅莺突然从田纳西州东部坎伯兰山区的繁殖地起飞，飞到了700公里以外的地方——尽管它们刚刚从南美洲迁徙而来，已经飞行了5000公里。而就在鸟群离开后不久，80多场可怕的龙卷风袭击了该地区，造成35人死亡，损失超过10亿美元。

很显然，金翅莺不知怎的感知到了400多公里外的龙卷风。至于金翅莺是如何做到的，研究人员决定先将研究重点放在次声波上。虽然人类听不到这种低频背景音，但它却广泛存在于整个自然界。

蛇或许可以帮人类预警地震。

当时，加州大学伯克利分校的野生动物生物学家亨利·斯特雷比说：“几十年前，气象学和物理学界便已经发现，龙卷风风暴会产生非常强的次声波，可以从风暴附近向外传播数千公里。”此外，他还进一步指出，剧烈的风暴所产生的次声波正是以一种与鸟类听觉相契合的频率传播的。因此，研究人员猜测，候鸟之所以能在穿越浩瀚海洋时规避风暴，是因为它们具备感知次声波变化的能力。如今，“候鸟迁徙追踪”项目正在太平洋地区进行，而这一猜想也正在得到验证。

研究人员猜测，候鸟之所以能在穿越浩瀚海洋时规避风暴，是因为它们具备感知次声波变化的能力。

这项研究的灵感来自一个电台节目。法国海军军官杰罗姆·查尔顿在收听这个节目时，听到节目中介绍了一种名为斑尾塍鹬的鸟，这种鸟每年在新西兰和阿拉斯加之间迁徙，飞行距离达1.4万公里。作为一名经验丰富的救援协调员，查尔顿的作业范围横跨东南亚与法属波利尼西亚，他深知斑尾塍鹬的迁徙之旅危险重重。太平洋和零散分布的孤岛少不了受到猛烈风暴的侵袭，那么，斑尾塍鹬究竟是如何在迁徙途中规避这些随机出现的暴风雨的呢？

鸟身上携带的全球定位追踪器可以发出信号并收集数据。

2021年1月，“候鸟迁徙追踪”项目启动，来自法国国家自然历史博物馆的一个团队为五种共计56只鸟装上了全球定位追踪器，以追踪它们穿越海洋的路线。国际空间站负责接收这些鸟类飞行时发出的信号，同时观察它们如何应对途中的自然灾害。此外，它们身上的装置还能收集气象数据，以帮助改善太平洋的气候模型和天气预报准确度。

未来，该项目还将研究鸟类的行为是否可以用于预警更罕见的自然灾害，比如海啸。海啸袭来之前，会产生独特的次声波。汤加火山爆发后，法国的气象气球便记录到了次声波。研究小组正在回收鸟身上的定位装置，以检查它们是否对次声波作出了反应。

利物浦大学的海洋生物学家萨曼莎·帕特里克也在研究次声波，并将其视作鸟类探测和规避自然灾害的一种方法。她认为，该技术若能得到进一步推广，或许也能用于人类的灾害预警。她说：“可以推测，鸟类确实可以感知到次声波的变化。”帕特里克正在研究信天翁是否对高次声区域或低次声区域表现出偏好，目前分析尚在进行中。

当然，并非所有专家都看好利用动物建立自然灾害早期预警系统。有些人认为，即便动物的行为真的具有参考价值，人们也无法单凭这些就作出判断，还需要综合考虑其他早期预警信号。

不过，虽然我们还不能与动物交谈，但对它们发出的警报给予更多关注总是没错的。

[编译自BBC网站]

编辑：马果娜