尽管天气寒冷，但在 1975 年 2 月 4 日中国海城发生 7.3 级地震前的几周内，大量蛇从它们的冬眠巢穴中爬了出来。爬行动物的这种行为，以及其他事件，促使当局在发生大地震的几个小时前疏散了这座城市。
几个世纪以来，人们描述了地震事件发生前动物出现的异常行为：狗不停地吠叫，奶牛停止产奶，蟾蜍从池塘中跳出。一些研究人员试图证实这种联系。在 2013 年的一项研究中，德国科学家录制了在断层线上筑巢的红木蚁的视频，发现它们在地震前改变了它们通常的作息，晚上更加活跃，白天则活动减少。但大多数此类尝试主要依赖于轶事证据和单一观察，根据 2018 年发表在《美国地震学会通报》上的一篇综述，该综述考察了之前的 180 项研究。
现在，德国马克斯·普朗克动物行为研究所和康斯坦茨大学的研究人员，以及一个跨国同事团队表示，他们已经成功地精确测量了一组农场动物在地震活动前的活动增加。尽管尚未证实明确的联系，但科学家们表示，他们的发现是寻找这种联系的重要一步。“有亚里士多德和亚历山大·冯·洪堡的古老传说，他们都看到了这种行为，”马克斯·普朗克动物行为研究所的常务董事、该研究的合著者马丁·维克尔斯基说。“但直到现在，我们才能对动物的活动和紧张程度进行连续的生物记录。技术上的可能性终于出现了。”
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研究人员使用了高度敏感的仪器，可以记录任何方向上每秒高达 48 次的加速运动。在 2016 年和 2017 年的单独时期（总共约四个月）里，他们将这些生物记录仪和 GPS 传感器安装在意大利北部地震多发区农场里的六头牛、五只羊和两条狗身上。在研究期间，总共发生了超过 18,000 次震动，第一次地震活动更加频繁——当时发生了 6.6 级地震及其余震。该团队的工作于 7 月发表在《动物行为学》杂志上。
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意大利一栋房屋的地震破坏。图片来源：马克斯·普朗克动物行为研究所
该论文的统计分析考虑了动物正常的日常活动和互动。结果显示，当它们一起被关在马厩里时，它们在 3.8 级或更高级别的地震发生前活动显著增加，但当它们在牧场上时则不然。维克尔斯基说，这种差异可能与一些动物在封闭空间中感受到的压力增加有关。研究人员声称，对整体增加的运动进行分析，显示出在震动发生前几个小时的明显预期行为信号。“这有点像相互影响的系统，”维克尔斯基说。“最初，牛会僵在原地——直到狗发疯。然后，牛实际上变得更加疯狂。然后，这会放大绵羊的行为，等等。”
维克尔斯基说，这一观察结果与集体行为理论一致。这一观点部分是由他的马克斯·普朗克同事伊恩·库津率先提出的，库津的实验室报告称，发现了哺乳动物、鸟类、昆虫和鱼类共享信息的证据，这些信息可以集体提高导航和躲避捕食者等生存技能。维克尔斯基说，这种“群体智慧”可能发生在物种内部或跨物种之间。例如，“我们做了一项关于加拉帕戈斯群岛海鬣蜥的研究，我们知道它们实际上在听嘲鸟关于加拉帕戈斯鹰的警告，”他补充道。“这些类型的系统无处不在。我们只是还没有真正关注它们。”
研究人员说，农场动物似乎在震动发生前一到二十个小时就预感到了震动，当它们离震源较近时反应较早，而当它们离得较远时反应较晚。作者认为，这一发现与动物以某种方式感知到向外扩散的信号的假设相符。它认为，在地震发生前的几天，移动的构造板块会挤压断层线上的岩石。根据 2010 年的一项研究，这种作用会导致岩石释放矿物质，将离子释放到空气中。“动物随后对这种新奇的感觉做出反应，”2013 年一篇论文的作者建议道。
华盛顿特区地震学研究所的地理学家温迪·博洪没有参与这项新研究，她对空气电离的观点持怀疑态度。她指出，许多地质学家曾试图寻找即将发生地震的先兆信号，但均未成功。博洪承认，维克尔斯基和他的合著者做了一些“很酷的事情”来探索动物预测地震的可能性。但她想知道是否会出现动物表现出异常活动但没有地震的情况，或者在发生地震之前没有做出反应的情况。“我的猫在地震前可能会表现得很疯狂，”她说。“但是如果有人使用开罐器，我的猫也会表现得很疯狂。”为了将动物用作预测器，必须确定它们只对即将发生的地震事件做出异常行为，博洪说。“否则，”她补充说，“就会变成‘狼来了’的问题。”
德国地球科学研究中心的地质学家海科·沃伊斯是 2018 年综述的合著者，他称赞这项新研究的作者不仅仅测量了一次异常行为。但他表示，时间框架仍然太短。沃伊斯还指出，许多声称显示地震前兆信号的研究通常依赖于时间过少的数据收集，因此无法确定测量到的信号是与地震相关还是只是噪音。
维克尔斯基和他的同事表示，他们的单项研究无法区分动物可能做出反应的所有潜在刺激。但他们仍然认为，这是未来开展更多受控研究的良好第一步。研究人员正在意大利、智利以及俄罗斯堪察加半岛启动一个新的项目。他们希望测试更多物种，以了解这些动物是否对地震活动表现出敏感性。“我们称之为生物宝藏猎，”维克尔斯基说。