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高灵敏观测 牛羊狗能预测地震?最新研究引发争议(图)

新闻来源: 环球科学 于2020-08-04 13:22:03  提示:新闻观点不代表本网立场


奶牛和其他家畜身上的传感器可以检测地震前的活动(图片来源:马普动物行为研究所)

地震前,动物的行为会出现异常吗?如果反常行为存在,我们可以利用这些行为预测地震吗?长久以来,科学家试图建立两者间的关系,但至今没有可信的结论。最近,一项发表于《动物行为学》的研究指出,借助高灵敏仪器,他们在意大利的一座农场中观察到地震数小时前,牛、羊、狗等动物的行为呈现出清晰的信号。但论文发表后,也遭到一些地震学家的质疑。

几个世纪以来,人们记述了不少地震来临前的反常动物行为:狗吠不止、奶牛停止产奶、青蛙跳出池塘……许多学者试图证明这二者间的联系。在2013年的一项研究中,德国科学家用影像记录下了沿着断层带筑巢的红木蚁的活动,发现它们会在地震发生前改变日常行动,在夜间变得更加活跃。但是,2018年《美国地震学会会刊》(Bulletin of the Seismological Society of America)的一篇综述在分析了过去的180项研究之后表示,这些通过动物活动预测地震的案例大多仅依赖传闻轶事或是孤立的观测,因此可信度有限。

最近,德国马普动物行为研究所(Max Planck Institute of Animal Behavio)和康斯坦茨大学(University of Konstanz)等机构组成的国际合作团队表示,他们已经掌握了精确的方法来监测震前家畜活动的异常。虽仍未证实这其中的确切联系,这群科学家表示他们的研究是迈向该目标的重大进步。该研究的共同作者、马普动物行为研究所所长马丁·维克尔斯基(Martin Wikelski)说:“据传说亚里士多德(Aristotle)和亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt)观察到了这种行为,但直到现在,我们才能够对动物的在地震前的行为做连续的记录。技术手段终于可行了。”

高灵敏观测

研究者们利用高灵敏仪器来记录家畜在各个方向上行为异常(每秒最多可记录48次)。在2016-2017年间断断续续总共4个月的时间里,他们给一个农场中的6头奶牛、5只绵羊和2条狗装上了这些生物记录仪和GPS传感器,该农场位于意大利北部的地震多发地区。研究期间,总共出现了18000多次轻微地震。在研究的第一阶段,曾有一次里氏6.6级地震及其余震来袭,该阶段的地震活动也最为频繁。该团队的研究结果发表在近期的《动物行为学》(Ethology)。

论文中的数据分析也考虑到了动物日常的活动和交流。结果显示,在3.8级或更强的地震来袭之前,相比于在牧场中活动时,当这些动物被圈养在同一间棚圈里,它们的活动明显增多。维克尔斯基表示,这一差异可能与动物在封闭空间中感受到的压力增加有关。研究者表示,将动物的异常行为作为一个整体来分析,则会发现地震前数小时的预期行为具有清晰的信号。维克尔斯基说道:“这有点像是一种相互影响的系统,最初奶牛感到有点惊慌,直到狗发疯了,奶牛就表现得更疯狂了,而这又会影响绵羊的行为,以此类推。”

意大利一栋楼房遭地震毁坏(图片来源:马普动物行为研究所)

维克尔斯基表示,这一观察结果与集体行为理论一致。他在研究所的同事伊恩·库津(Iain Couzin)是该理论的创建者之一。库津的实验室曾报告称,他们找到了证据证明哺乳动物、鸟类、昆虫和鱼类中都存在信息共享行为,以此来共同提高生存技能(如导航、躲避捕食者)。维克尔斯基还表示,这种“群体智能”可能发生在同一物种中或不同物种之间。例如,“我们研究加拉帕戈斯群岛的海鬣蜥时,发现它们实际上在收听嘲鸫对加拉帕戈斯鹰的警报信号。”他还补充道:“世界各地都存在这种系统,只不过我们还未真正了解。”

空气电离?

研究者表示,家畜似乎能提前1~20个小时预料到地震,且距离震源越近,反应得越早;距离越远,反应得就越晚。有一种假说认为,动物能通过某种方式感知到向外扩散的信号,本文作者声称他们的发现与该假说一致。地震发生前,漂移的地壳板块沿着断层带挤压岩石。根据2010年的一项研究,这一现象会使岩石释放出矿物质,后者又会向空气中排放离子。“于是动物就会对这种新奇的感觉作出反应。”2013年的一篇文章作者如是说道。

华盛顿联合地震研究所(Incorporated Research Institutions for Seismology)的地质学家温迪·波洪(Wendy Bohon,未参与此次研究)对这一空气电离理论持怀疑态度。她指出,无数地质学家试图寻找即临地震的先兆信号,但都失败了。波洪认可维克尔斯基与同事们做了些“炫酷的事”来探索动物预测地震的可能性。但她想知道,是否有以下两种情况,即生物表现出了异常行为,但却没有发生地震;或者某次地震发生之前,动物并未表现异常。她说:“我的猫也可能在地震前发狂,但如果有人用了开罐器,我的猫也会发狂。”为了利用动物来预报地震,必须先确定动物只在地震事件发生前才表现异常,“否则,这无异于‘狼来了’的故事。”波洪说道。

海科·沃伊特(Heiko Woith)是GFZ德国地球科学研究中心(GFZ German Research Center for Geosciences)的地质学家,他也是2018年那篇综述的作者之一。沃伊特赞扬了这项新研究的作者们,因为他们测量的不仅仅只是单一情况下的异常行为。但是,沃伊特认为他们选取的时间范围仍然太短。他还指出,在许多声称能显示出地震预报信号的研究中,随时间所收集的数据往往很少,因此很难分辨某个测量到的信号到底只是噪音,还是确实与地震有关。

维克尔斯基和同事也表示,仅仅依靠这一项研究不足以区分能让动物作出反应的所有潜在刺激源,但这项研究是良好的开始,未来可以展开更多的控制变量实验。研究者正计划开展新的研究项目,这几项研究将分别在意大利、智利以及俄罗斯的堪察加半岛进行。他们希望能检测更多的物种,以此来确定这些动物是否对地震活动敏感。

原文链接:

https://www.scientificamerican.com/article/do-animals-really-anticipate-earthquakes-sensors-hint-they-do/
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