能預知災難的動物

【美】諾曼·米勒

2004年，印尼發(fā)生9.1級海底地震，引發(fā)海嘯，沿岸社區(qū)被盡數摧毀，導致至少22.5萬來自不同國家的人遇難。造成悲劇的原因有很多，其中一點在于，許多社區(qū)并未提前收到警示。

當時，當地的人造預警系統(tǒng)（如潮汐和地震傳感器）未能發(fā)出明確的警報。許多傳感器年久失修，無法正常工作。而沿海許多地區(qū)更是缺乏海嘯預警系統(tǒng)，通訊系統(tǒng)也欠缺規(guī)劃，因此，許多示警短信未能發(fā)送到受災地區(qū)民眾的手機上，或者未能及時得到閱讀。

然而，早在高達九米的巨浪沖毀海岸線的幾分鐘乃至幾小時前，一些動物似乎便已經感知到了即將到來的危險，拼命地想要逃離。根據目擊者的描述，當時，象群紛紛朝著地勢較高的地方奔跑，火烈鳥群拋棄了處于低洼地帶的筑巢區(qū)，犬類則是待在家中不敢外出。據報道，在泰國沿海的村莊，有人看到海灘邊的一群水牛突然豎起耳朵，凝望著大海的方向，接著便趕在海嘯來襲前的幾分鐘內沖到了附近一座小山的山頂上。

“海嘯幸存者還表示，地震發(fā)生后不久，在海嘯到來之前，牛、山羊、貓和鳥類等動物都在有意識地向內陸移動。”伊琳娜·拉弗利安娜說，她以前是聯(lián)合國國際減災戰(zhàn)略咨詢小組的成員，現(xiàn)在是德國發(fā)展研究所的研究員。“許多人正是因為跟這些動物跑在一起或緊隨其后，才得以幸免于難。”她說。

根據拉弗利安娜在其他自然災害現(xiàn)場的工作經歷，類似的故事還有許多。例如，2010年蘇門答臘島附近發(fā)生海底地震，引發(fā)的海嘯造成明打威群島近500人死亡。然而，據報道，島上的一些動物，比如大象，同樣提前作出了反應，仿佛已經預先知道了會有天災降臨。再如，2022年1月，一只剛被放生沒多久的海龜突然放棄了原本向湯加方向游動的路線，來了個180度大轉彎，而就在兩天后，湯加發(fā)生了火山爆發(fā)。

事實上，許多經常遭受自然災害的地區(qū)都缺乏早期預警系統(tǒng)。世界氣象組織的數據顯示，截至2017年，約有100個自然災害頻發(fā)的國家仍然缺乏這樣的系統(tǒng)。不過，動物的預警行為也給了研究人員一些啟發(fā)，讓他們對這種現(xiàn)象給予更嚴肅、科學的關注。許多研究者認為，動物體內可能天生就擁有一套系統(tǒng)，可以感知即將到來的自然災害。這就引出了一個有趣的問題——人類是否可以利用動物的這種能力來建立自然災害早期預警系統(tǒng)？

關于自然災害發(fā)生前動物的異常行為，最早的記錄可以追溯到公元前373年。根據古希臘歷史學家修昔底德的記錄，大地震發(fā)生的幾天前，老鼠、狗、蛇和黃鼠狼等紛紛逃離赫里斯市。無獨有偶，1805年，意大利那不勒斯發(fā)生地震，震前的幾分鐘，牛、羊、狗和鵝等家畜及家禽齊聲發(fā)出警報。同樣，據說在1906年舊金山地震發(fā)生前，馬群也因受驚而四散逃竄。

時至今日，即便在先進技術的加持下，許多自然災害也只有在發(fā)生之后才能監(jiān)測到。以地震為例，地震傳感器顯示的波形只有在地震真正發(fā)生時才會產生區(qū)別于以往的變化。因此，要想作出可靠的預測，前兆信號必不可少。然而，截至目前，科學家尚未發(fā)現(xiàn)大地震發(fā)生前有規(guī)律的信號。因此，一些科學家越來越青睞那些不算正統(tǒng)的示警信號，比如動物的異常行為。

通過動物的異常行為預測自然災害，相關的研究有很多，其中最重要的是由德國馬克斯·普朗克動物行為研究所的馬丁·威克爾斯基領導的研究小組所進行的一項研究。其中的一項工作是記錄諸如牛、羊以及狗等的運動模式，這一過程名為“生物日志”，研究地點為意大利中部馬爾凱地震多發(fā)地區(qū)的一個農場。每個動物的項圈上都裝有芯片，在2016年10月至2017年4月期間，每隔幾分鐘，這些項圈就會將運動數據發(fā)送到中央計算機。

在此期間，根據官方統(tǒng)計記錄，該地區(qū)一共發(fā)生了1.8萬多次地震。有的地震震級極小，僅為0.4級；也有震級較大的地震，4.0級或4.0級以上的地震發(fā)生過12次，其中就包括6.6級的諾爾恰大地震。搜集到的數據顯示，在震前的20個小時里，農場中的動物出現(xiàn)行為異常。只要監(jiān)測到農場中半數動物異常活躍的時間超過45分鐘，研究人員便預測將會發(fā)生4.0級以上的地震，而通過這種方法預測出的強震，八次中有七次是準確的。

2020年這項研究公布時，威克爾斯基表示：“地震即將發(fā)生時，動物距離震中越近，行為便越早出現(xiàn)異常。這一點符合預期，因為在地震發(fā)生前，震中的物理變化會更頻繁，而隨著距離的增加，其頻率則會逐漸降低。”

科學家們正在研究，地震前大氣中的電磁擾動是否是地震來臨的前兆，而動物是否正是通過這種信號來提前預知地震的。地震發(fā)生前的一段時間，深層巖石中往往會出現(xiàn)強烈的應力，并因此產生空穴。這些高速移動的載流子可以從地殼逸散至地球表面，將空氣分子電離。這種電離現(xiàn)象并不罕見，全球各地都有類似的記錄。同時，在這些載流子移動的過程中，還會產生超低頻率的電磁波，一些動物可以接收并處理這種信號。

除此之外，空穴還可能導致某些有毒化學物質在地震前出現(xiàn)。例如，如果它們接觸到水，就會引發(fā)氧化反應，生成過氧化氫。它們和土壤中的有機物之間也可能發(fā)生化學反應，并生成其他有害物質，比如臭氧。

許多動物都進化出了高度發(fā)達的感覺器官，能夠讀取它們賴以生存的一系列自然信號。因此，一些動物具備察覺地震前兆的能力也就不足為奇了。它們可以嗅到有害的化學物質、感覺到低頻電磁波，還可以憑借毛皮或羽毛的觸感感知電離過的空氣。

在2020年發(fā)表的一篇論文中，基于意大利的研究數據，威克爾斯基和他的同事利用動物活動監(jiān)測點建立了一個地震早期預警系統(tǒng)的模型。據他估計，地震發(fā)生前，在震源正上方，若農場中的動物能以某種方式感知到這一危險信號，它們會提前18個小時表現(xiàn)出異常行為。距離震中10公里的動物會在8個小時后表現(xiàn)出異常，而距離震中20公里的動物則需要16個小時。“如果符合模型的話，就表示地震將在未來兩小時內發(fā)生。”他說。

要想判斷動物行為能否用于預測地震，研究人員需要在世界各地不同的地震帶對大量的動物進行長時間的觀察。為此，威克爾斯基和其他人正通過國際空間站上的全球動物觀察系統(tǒng)伊卡洛斯收集全球動物的運動數據。

除了伊卡洛斯系統(tǒng)外，中國南寧市地震局也建立了一個地震預警系統(tǒng)，不過，該系統(tǒng)監(jiān)測的動物多是地震多發(fā)地區(qū)農場里的蛇。與其他動物相比，蛇類的活動范圍離地面近得多，更擁有強大的感知機制，能夠察覺到所處環(huán)境的細微變化。1975年，海城大地震發(fā)生前，蛇和其他動物突然行為異常，政府發(fā)現(xiàn)后及時疏散了群眾，無數人因此逃過一劫。

當然，動物對環(huán)境危險的預知并不僅限于地震。如今，鳥類越來越受到研究人員的關注，因為它們能夠感知到其他正在逼近的自然災害。“憑借今天所有可用的技術，我們仍無法準確預測地震或大多數自然災害。”夏洛特·弗朗西斯說，他是法國生物多樣性辦公室鳥類研究小組的組長，也是“候鳥遷徙追蹤”項目的成員，該項目致力于研究候鳥在穿越太平洋時如何規(guī)避風暴以及其他危險。

加州大學伯克利分校的野生動物生物學家亨利·斯特雷比說：“幾十年前，氣象學和物理學界便已經發(fā)現(xiàn)，龍卷風風暴會產生非常強的次聲波，可以從風暴附近向外傳播數千公里。”此外，他還進一步指出，劇烈的風暴所產生的次聲波正是以一種與鳥類聽覺相契合的頻率傳播的。因此，研究人員猜測，候鳥之所以能在穿越浩瀚海洋時規(guī)避風暴，是因為它們具備感知次聲波變化的能力。如今，“候鳥遷徙追蹤”項目正在太平洋地區(qū)進行，而這一猜想也正在得到驗證。

2021年1月，“候鳥遷徙追蹤”項目啟動，來自法國國家自然歷史博物館的一個團隊為五種共計56只鳥裝上了全球定位追蹤器，以追蹤它們穿越海洋的路線。國際空間站負責接收這些鳥類飛行時發(fā)出的信號，同時觀察它們如何應對途中的自然災害。此外，它們身上的裝置還能收集氣象數據，以幫助改善太平洋的氣候模型和天氣預報準確度。

未來，該項目還將研究鳥類的行為是否可以用于預警更罕見的自然災害，比如海嘯。海嘯襲來之前，會產生獨特的次聲波。湯加火山爆發(fā)后，法國的氣象氣球便記錄到了次聲波。研究小組正在回收鳥身上的定位裝置，以檢查它們是否對次聲波作出了反應。

當然，并非所有專家都看好利用動物建立自然災害早期預警系統(tǒng)。有些人認為，即便動物的行為真的具有參考價值，人們也無法單憑這些就作出判斷，還需要綜合考慮其他早期預警信號。

不過，雖然我們還不能與動物交談，但對它們發(fā)出的警報給予更多關注總是沒錯的。

（摘自《海外文摘》2022年第9期）