鳥獸動物對天災是否真的有預知能力

山羊
科學家正在研究山羊是否真能預知災難即將發生(Credit: BBC)

2004年靠近印尼的印度洋發生9.1級海底大地震,隨即引發滔天而來的巨大海嘯,印度洋沿海十多個國家被衝擊,死於這次海嘯的至少有22.5萬人。死亡人數如此驚人,其中一個原因是許多地區沒有海嘯預警,當地居民不知一場滔天大海嘯即將襲來。

該區域早期建設的預警裝置,如潮汐和地震感應器,在地震發生後未能發出明確的海嘯警報。因為年久失修,該區域已有的許多海嘯警報系統早已失效,而另外許多地區甚至沒有預警系統。靠個人發出的通信警告也未能起到作用,在受到海嘯威脅的地區,因電訊通訊中斷,許多短信無法到達對方的手機,或者無法閲讀。

但是在高達九公尺高的巨浪衝破海岸線之前的幾分鐘和幾小時內,一些動物似乎已感覺到大禍臨頭而出現了反常的異狀。據目擊者說,大象向高處狂奔,紅鶴放棄了低窪的築巢水域,狗拒絶出門。在泰國的海邊村莊邦科伊(Bang Koey),當地居民報告說,在海嘯來襲前的幾分鐘,海灘邊的一群水牛突然豎起耳朵,盯著大海,然後衝到附近的一座山上。

埃琳娜·納夫連娜(Irina Rafliana)說,「死裏逃生的人還報告說,他們看到一些動物,比如牛、山羊、貓和鳥,在地震剛發生不久,趕在海嘯來臨前,有意識地往內陸一方奔去。這些死裏逃生者許多是看見動物的異狀後也和動物一起奔跑,或者緊隨其後才逃得一命。」納夫連娜曾任職於聯合國國際減災署(United Nations International Strategy for Disaster Risk),現在於波恩的德國發展研究所(German Development Institute)任研究員。

大象
據目擊者說,在2004年的印度洋大海嘯發生之前刻他們看見大象狂奔到高處(Credit: CHAIDEER MAHYUDDIN/Getty)

納夫連娜還講述了她在其他災難現場工作時發現的類似現象,比如2010年蘇門答臘(Sumatra)附近海底地震引發的海嘯,導致明打威群島(Mentawai Islands)近500人死亡事件。據報道,當時這個島上一些動物,比如大象,它們的反應就好像已預感有災難要發生。2022年1月南太平洋島國湯加(Tonga)海底火山大爆發,但就在火山爆發的前兩天,一隻被安上電子追蹤儀器遊往湯加方向的放生海龜突然掉頭遊回澳大利亞。

許多經常遭受自然災害的地區至今沒有早期預警設施。世界氣象組織(World Meterological Organisation)2017年發現,全球約有100個國家雖然災害頻發,但政府卻沒有設置應對的早期預警系統。

但是,有關動物因提前感知災難而行為異常的報道卻啟發一些科學研究者人員將下述理論作為嚴肅的科學題目予以研究,即動物可能有一種內在的系統,能預知即將發生的天災而獲得警報。這隨之產生一個有趣的問題:動物的這種本能是否能為人類所用作為一種自然的早期預警系統?

有關天災發生前動物出現反常行為的最早記錄可以追溯到公元前373年古希臘歷史學家修昔底德(Thucydides)的記載。這位歷史學家說古希臘城市赫利斯(Helice)發生毀滅性地震之前,大量老鼠、狗、蛇和鼬鼠逃出城。古今中外不乏同樣的歷史記載。1805年意大利的那不勒斯大地震,歷史記載說地震前幾分鐘,牛、羊、狗和鵝開始不謀而同地大叫預警。據說1906年舊金山大地震前,馬匹曾驚慌奔逃。

與動物相比,人類雖然掌握了很先進的科技,也很難對許多即將發生的自然災害發出預報。以地震為例,只有到地震真的發生,大地開始震動那一刻,地震儀才會受到感應而輸出地震波圖。要做出可靠的預測需要監測到地震發生前的信號,而到目前為止,科學家們還沒有監測到任何大地震發生前似乎必定會有的信號。因此,有些科學家逐漸產生興趣,願意考慮非傳統的警告信號,比如動物的異常行為等。

法國生物多樣性研究所(French Biodiversity Office)鳥類組的負責人夏洛特·弗朗西斯(Charlotte Francesiaz)說,「即使擁有當今一切可用的技術,我們仍無法正確預測地震或大多數自然災害。」弗朗西斯也是法國一個稱為「Kivi Kuaka」的科研計劃的參與者。這個項目研究隨季節飛越太平洋遷徙的候鳥為何能夠避開熱帶風暴和海嘯等自然災害。

馬匹
據報在1906年舊金山大地震發生之前當地馬匹曾驚慌奔逃(Credit: Bernard Friel/Getty)

五年前,德國普朗克動物行為研究所(Max Planck Institute of Animal Behavior)的馬丁·威克爾斯基(Martin Wikelski)領導的一個研究小組對動物如何預測災難進行了最重要的研究。這項研究記錄養於意大利中部馬爾凱(Marches)地區地震易發帶一座農場的牛、羊和狗等多種家畜的活動模式,這是一種稱為生物學記錄的研究。每頭家畜都會系有一個帶芯片的項圈,在2016年10月至2017年4月期間,每隔幾分鐘芯片就會向中央電腦發送一次動物行動的數據。

在此期間,當局統計記錄了馬爾凱地區18000多次地震,從0.4級的小地震到12次4級或以上的地震,其中包括具有破壞性的6.6級諾爾恰(Norcia)地震。

研究人員發現,這個農場的家畜在地震前20小時行為就開始反常。只要被監測的家畜集體活躍度比平時增強50%以上,而且連續超過45分鐘,研究人員預測就會發生4級以上的地震。8次強震中有7次用這種方法做成了凖確預測。

威克爾斯基在2020年發表該研究報告時指出,「這些家畜離即將發生的地震震中越近,其反常行為就發生得越早。這也正如人所預料,因為越接近震中,地質物理變化的頻率就越大,而離震中的距離越遠頻率則會減弱。」

威克爾斯基的另一項研究是監測生活在意大利西西里島(Sicily)埃特納火山(Mount Etna)斜坡上的山羊的活動,這些山羊也裝上追蹤器。研究人員也發現這些山羊似乎能提前感知埃特納火山何時即將爆發。

埃特納火山
埃特納火山爆發,天上彌漫火山煙塵(Credit: Reuters)

現在於倫敦南岸大學(London South Bank University)任教的行為生態學家芮切爾·格蘭特(Rachel Grant)在南美洲也曾有類似發現。她在秘魯安第斯山脈(Peruvian Andes)的亞納查加國家公園(Yanachaga National Park)使用動感觸發相機對國家公園的動物運動模式進行生物學記錄,其中包括2011年發生7.0級康斯塔瑪納(Contamana)地震之前動物的行為變化。

格蘭特在2015年發表的研究論文中說,「在地震前23天左右,相機捕捉到的動物數量開始減少,在地震前8天,減少速度加快。在地震前的第10天、第6天、第5天、第3天和第2天,以及地震當天,沒有動物活動的記錄,這是非常不尋常的。」

至關重要的是,格蘭特還發現了可能引發亞納查加國家公園動物行為變化的證據,從地震前兩周開始,每兩到四分鐘當地大氣電荷會發生一連串強烈波動。在康斯塔瑪納地震發生前大約8天,記錄到一次特別大的波動,正好與動物從相機視野中消失的第二階段開始的時段相吻合。

科學家現開始研究地震前大氣中的電磁波動是否預示即將發生地震,而這個預兆動物是否會感覺到。

地震發生前在一個時段,岩石深處必然會產生強大的壓力。在壓力下岩石中的氧原子會釋放電子,產生「帶正電荷的空隙」,形成高強度電流。這種高強度電流可以從地殼快速傳遞到地表,然後電離地表上空的空氣分子。科學家注意到全球的地震爆發前都會發現大氣電離現象。當地殼的正電荷空隙流動時,也會產生某些動物能感受到的超低頻電磁波這一信號。

英國考文垂大學(Coventry University)自然地理和自然災害學副教授馬修·布萊克特(Matthew Blackett)說,「地震前兆無法做到可靠的科學記錄。」但他說,一些科學家推測,動物可能已經進化出一種地震逃生機制。他說,「也許動物能在地震發生前探測到壓力波,也許能在岩石開始壓縮時探測到斷層線的電場變化。動物體內也含有大量的鐵,而鐵這種元素對磁場和電場很敏感。」

帶正電荷的空隙也可能導致某些有毒化學物質在地震前出現。例如,與水接觸,就會引發水的氧化反應,產生漂白物過氧化氫。帶正電荷的空隙和土壤中的有機物產生化學反應還可能出現臭氧之類的厭惡性物質。

2001年印度古吉拉特邦(Gujarat)發生7.7級地震,震前幾天衛星檢測到一個方圓100平方公里的地區大氣中一氧化碳水平激增,後來發現這個地區就是地震的震中。科學家認為,這是因為隨著地震壓力的增強,岩石所受壓力可能會迫使一氧化碳氣體從地層中釋放出來。

當然,許多動物能感應到一系列生死攸關的自然信號,也是因為這些動物都擁有高度發達的感官,所以某類動物似乎完全能捕捉到地震即將發生的任何前兆也就是不足為奇的事了。這些動物可以嗅到厭惡性化學物,可以感覺到低頻電磁波,也可以通過皮毛或羽毛感知到電離的空氣。

南亞大海嘯
2004年南亞大海嘯發生後,一架美國海軍直升機飛過印尼蘇門答臘災區(Credit: Jordon R. Beesley/US Navy/Getty)

既然預測地震難之又難,就不得不提出這樣的問題:人類真的可以通過動物的觀察來預測地震,並因此能夠向人類發出地震預警嗎?

據2020年發表的一篇論文,威克爾斯基和他的同事根據他在意大利的研究數據,建立了一個使用動物活動行為監測站的地震早期預警系統模式。他估計,在地震震中地表上的農場動物能夠以某種方式感知到即將發生的地震,最早會在地震發生18小時前出現異常行為。8小時後距離震中10公里的動物開始顯示異常,再過8小時震中20公里以外的農場動物也發出這樣的預警信號。他說,"如果這個預警信號時間序是正確的,這表明未來兩小時內地震將會發生。"

要將這種動物預測模式用於預測地震,科學研究者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以建立模式。威克爾斯基因此和其他科學家正在求助國際空間站上的全球動物觀測系統「Icarus」,幫助收集全球動物的活動行為數據。

「Icarus」計劃為國際合作太空動物研究計劃(International Cooperation for Animal Research Using Space)的簡稱,是2002年全球科學家發起的一項太空科學研究。宗旨是為一系列帶追蹤器的小動物(如鳥類)建立一個精確的全球監測系統,為人類提供地球上動物生命與其自然系統如何相互作用的數據和啟示。

中國很早已在廣西南寧地震局建立了一個依靠動物信號的地震預警系統,在一個範圍較大的地震易發區監測最靠近地表的動物行為,特別是觀察在農場飼養的蛇的行為變化。蛇有一套強大的感官機制能感應周遭環境的細微變化。1975年海城大地震,中國當局提前疏散居民,挽救了無數的生命,其中一個原因正是觀察到蛇和其它動物的行為大變,促使當局採取行動。

2006年時任南寧地震局局長的蔣維松告訴《中國日報》,「在地球上所有的生物中,蛇可能是對地震最敏感的。即將發生地震時,即使在寒冷的冬天,蛇也會爬出蛇穴。」

蔣維松
中國南寧地震局局長蔣維鬆手持一條蛇。他認為蛇或許能幫助人類預報即將發生的地震(Credit: BBC Horizon)

地震並不是動物唯一能預感的天災。鳥類能夠預感一些自然災難的能力逐漸受到人類的關注。

2014年,美國科學家監測一批金翅鶯的行蹤,記錄到一個令人意外的鳥類逃離天災遷徙個案。他們發現監測的金翅鶯儘管剛從南美洲飛了5000公里到達田納西州東部坎伯蘭山脈(Cumberland Mountains)的傳統棲息地,但突然之間又急急飛離棲息地,飛到700公里之外。但就在金翅鶯飛離後不久,其棲息地就遭到80多個恐怖龍捲風的襲擊,結果35人死亡,經濟損失超過10億美元。

這一現象的啟示似乎很明確,金翅鶯不知為何竟然感覺到了400多公里以外的龍捲風正在襲來。金翅鶯是如何預感到的?最初的猜測是次聲波,即人類聽力感知不到,但存在於大自然中的低頻率聲波。

當年,加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley)的野生動物生物學家亨利·斯特雷比(Henry Streby)解釋說,「氣象學家和物理學家幾十年已知,龍捲風暴會產生非常強烈的次聲波,可以從風暴源傳播到數千公里之外。」他進一步指出,來自強烈風暴的次聲波傳播的頻率,鳥類可能已經聽慣了。

鳥
法國 Kivi Kuaka 計劃為監測的鳥戴上GBS追蹤器,以了解這些飛鳥如何感知天然災害(Credit: Science Photo Library)

科學家還認為,候鳥能感應到次聲波的變化或許是能夠在廣闊無際的海洋上躲避風暴的一種生理機制。法國Kivi Kuaka計劃正在太平洋上驗證這個理論。

這項研究是受到法國海軍軍官傑羅姆·查登(Jérôme Chardon)在廣播節目收聽到的一種候鳥故事的啟發。這種鳥叫斑尾塍鷸,會每年在南半球的新西蘭和北半球阿拉斯加之間遷徙飛行長達14000公里。查登是一名在東南亞和法屬波利尼西亞協調海洋救援行動,經驗豐富的海軍軍官,他深知斑尾塍鷸這上萬公里海洋飛行有多危險和艱難,因為太平洋及其星羅棋布的島嶼常年頻繁遭受猛烈的風暴襲擊。那麼,斑尾塍鷸每年漫長的越洋遷徙飛行如何做到不會被無處不在的太平洋暴風雨所阻礙?

於是在2021年1月追蹤飛越太平洋候鳥旅程的Kivi Kuaka計劃成立。法國國家自然歷史博物館(National Museum of Natural History)的一個團隊為五種不同物種的56隻鳥安裝了GPS追蹤器,跟蹤其飛越海洋的路線。國際空間站提供監督,接收這批被追蹤候鳥飛行時的信號,並觀察其如何應對途中的自然災害。這批飛禽所攜帶的追蹤器還收集氣象數據,以幫助改善太平洋地區的氣候模型和天氣預報。

候鳥
Kivi Kuaka計劃追蹤飛越太平洋候鳥的飛行模式,以了解這些候鳥的行為是否可以發出海嘯警報(Credit: Reuters)

Kivi Kuaka計劃還會研究這些候鳥的行為是否可以對較罕見的海洋災難,比如海嘯,發出預警。眾所周知,海嘯產生的獨特次聲波,會先於海嘯到達海岸。弗朗西斯說,該項目會測試飛越太平洋的候鳥是否能有助於預測颱風或海嘯來襲的預警系統。該團隊目前正在收回系在杓鷸身上的GPS,以檢測其是否對最近湯加火山爆發幾小時後法國氣象氣球在太平洋上記錄到的次聲波也有反應。

利物浦大學(University of Liverpool)的海洋生物學家薩曼莎·帕特里克(Samantha Patrick)也在研究鳥類以次聲波感知和避開自然災難的這種方法,以及鳥類此本事是否也能幫助人類預測天災。她說,「我認為,可以說鳥類有可能感知次聲波的變化。」帕特里克目前正在觀察信天翁對次聲波的感知是傾向於高頻次聲波還是低頻次聲波,不過分析還沒有完成。

但並非所有專家都認為動物的預感是人類預報天災的可行選擇。即或確有幫助,僅靠動物反常行為這一單項的信息並不足夠,人類還需要將各方面的前兆信息作綜合分析才能完全把握情況。

不過人類今天還無法和動物交談說話,但或許可以多留意動物發出的警報已是時候。

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