本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
“极不可能，但并非完全超出极端可能性的范畴。”
穆德，F.W. 在《泽西恶魔》（1993年）中
最早有记载的地震前动物异常行为案例是罗马历史学家埃利安在公元前373年记录的；在地震摧毁赫利克城（曾位于科林斯湾沿岸）的前五天，各种动物，如老鼠、鼬鼠、蛇、蜈蚣和虫子，据称从地下钻出来并逃离城市。在随后的几个世纪里，许多其他文化也将地震与动物联系起来。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
根据日本神话，地震的原因是巨型鲶鱼鲶鱼，它居住在地下。通过移动它的尾巴，它可以震动整个地球，不幸的是，它喜欢制造麻烦和混乱。然而，在早期传统中，鲶鱼也充当危险的预兆，警告人们即将到来的灾难，或者通过吞下危险的水龙来阻止进一步的灾难。
在1855年江户（现代东京）地震以及后来的1923年地震之前，显然鲶鱼表现得很奇怪，活动增加，并游到池塘和河流的表面。
与日本类似，在中国，动物也被认为拥有对自然元素和灾害的一些洞察力。中国当局认为58种动物对地震预测有用，特别是蛇、啮齿动物和蝙蝠，并分发了小册子，其中描述和描述了值得报告的异常动物行为。
1975年2月，冬眠的蛇放弃了它们在东北城市海城的巢穴。该市被疏散，2月4日，该地区遭受了7.3级地震袭击。超过1000人丧生，但考虑到人口稠密地区，预测和疏散被认为是巨大的成功。
图1. & 2. 蛇和鱼是在地震前处理动物异常行为报告中常见的动物。这两种生物都拥有特殊的感官器官：蛇可以感知振动和红外辐射，鱼可以感知电场。也许这些感官可以帮助它们检测环境变化，例如微弱的前震或局部电磁场的变化，在强烈地震之前。
然而，仅仅一年后的1976年7月27日，一场突如其来的地震袭击了唐山市，造成655,000人死亡。后来的调查确定，有一些关于动物异常行为的报告；然而，由于文化大革命期间的政治动荡，这些报告被忽视了。在汶川地震（7.8级，2008年5月12日）之前，显然在绵阳市记录到青蛙迁移，该市位于后来的灾区。
在西方文明中，也反复讲述了关于动物在地震发生前数小时或数天表现怪异的故事。在地震摧毁意大利弗留利省（6.5级，1976年5月6日）的前一天，人们看到老鼠在空旷的地方奔跑，农场动物表现出躁动不安的迹象。
在2004年圣诞节地震和毁灭性海啸之后，几乎没有发现野生动物的尸体，显然动物在海浪到达之前逃到了岛屿的内陆。
弗吉尼亚州地震（5.8级，2011年8月23日）也被华盛顿史密森尼国家动物园的动物感知到。大多数动物对震动的反应是普遍的躁动不安，但显然猿类在动物园工作人员注意到震动前几分钟到几秒钟爬到了树上。
这个长长的（远非详尽的）列表的问题在于，几乎所有这些案例都是轶事，在地震后报告，并且基于当时被认为是动物异常行为的主观印象。许多轶事也在文献或网络中脱离背景地被复述。海城的疏散主要基于地震发生前数月和数天发生的一系列前震，当局多年来一直怀疑在过去发生过强烈地震的地区可能会发生更大的地震。动物的行为并非在缺乏明显原因的情况下表现奇怪（并且“预见”了意外地震），而是对持续不断的几乎每天发生的震动和前震做出的反应。
“轶事的复数不是数据”，然而，轶事可以用来形成一个假设：是否存在由构造应力引起的环境变化，可以被生物体检测到？
几乎可以肯定，不存在检测地震的特定动物感官；博拉·齐夫科维奇在他的“观察”中讨论了动物的特殊但并非超自然的感官。然而，假设动物对由地震或可能引起地震的构造过程引起的环境变化表现出反应似乎是合理的。
文献中报告了两种不寻常的动物行为：地震发生前几分钟或几秒钟的短期反应，以及事件发生前几天到几周的长期反应。
提出了各种物理现象来解释为什么动物在人类之前几秒钟对传入的地震波做出反应。
- 许多动物可以感知次声波，次声波在空气中传播速度（330米/秒）比海啸（200米/秒）快得多。这可以解释为什么动物显然在2004年逃离了逼近的海啸。来自微弱前震的低频声波和振动可以被大象或鸟类等动物感觉到，破裂的岩石会产生啮齿动物可以听到的高频声音。
- 地震由各种类型的地震波组成。P（初级）波的传播速度比更具破坏性的S（次级）波快1.7倍。与次声波和海啸波类似，这种相对的速度差异可以解释动物在更强的S波到达之前几秒钟的明显反应。
解释长期反应要困难得多。
- 鱼类、鸟类和其他动物可以检测到电场或磁场的变化，地壳中积累的张力也可能影响局部场，但在磁场变化的情况下，这种影响非常微弱。
- 蛇和一些昆虫可以根据其红外视觉检测热变化。物理学家弗里德曼·T·弗罗因德在1993年证明，受张力作用的岩石会发射红外辐射，美国宇航局Terra卫星在2001年1月21日印度 magnitude 7.9 Bhuj 地震之前也记录到了红外异常。也许蛇可以“看到”施加在岩石上的累积应力通过大地构造运动。
- 基于这些观察，近年来还提出了“电场假说”。这个想法的第一个版本是，由于石英等矿物的压电效应，积累的构造应力会在岩石中引起电流。然而，正如安德鲁·奥尔登在关于“地震光”（据推测是由这种电场引起的）的讨论中指出，产生的电压可以忽略不计。
“p-穴理论”也是由弗罗因德提出的，它假设带负电的氧离子从矿物结构的相应位置移除，在晶体中留下带正电的“空穴”。这些空穴迁移到矿物颗粒的表面，并可以电离其他原子，这些原子被释放到大气或地下水中。GRANT 等人。2011年使用这种机制来解释2009年4月6日拉奎拉地震前几天交配蟾蜍的消失（关于“预测地震的青蛙”的 GRANT 等人 2010年的新闻在媒体上非常流行）。该论文提出，带电离子改变了该地区含水层和泉水的化学性质，蟾蜍对它们通常环境中的这些变化做出了反应。地震发生后，构造应力的释放也使岩石的电离效应消失，使水化学恢复到正常水平。
图3. GRANT 等人在2009年春季对圣鲁菲诺水库（距离2009年4月6日拉奎拉地震后来的震中约几公里）的观测结果（点击图片放大）。该研究的重点是蟾蜍（Bufo bufo）的交配行为。在地震发生前几天和之后，观察到的雄蟾蜍数量明显减少，没有具体原因。
上方的线显示了无线电信号的干扰，这是由电离层中的干扰引起的。根据提出的方案，地面上由于构造应力而积累的正电荷影响了电离层，因此可以用作释放到蟾蜍环境中的离子的代理。最终，蟾蜍对这些离子引起的化学变化做出了反应。
重要的是要注意，这些都是合理但假设性的机制。几乎不可能测试生物体对地震等不可预见事件的行为。当恰好发生地震时，野生或动物园中的动物可能会对其他环境因素做出反应。在地震期间实验室中对动物的罕见观察显示出矛盾的结果，有时观察到被解释为异常的行为，在其他情况下什么也没有发生，或者假设的反应与其他研究人员记录的完全相反。
我们可以假设一些动物会受到地震前可能发生的环境变化的影响；然而，我们对这种可能的前兆效应以及生物体如何对其做出反应的理解仍然有限。只要这种差距存在，仅凭动物的异常行为就不能用于评估地震风险的增加。
参考文献
BHARGAVA, N.; KATIYAR, V.K.; SHARMA, M.L. & PRADHAN, P. (2009): 通过动物行为预测地震：综述。 印度生物力学杂志：NCBM 特刊 7-8: 159-165
GRANT, R.A. & HALLIDAY, T. (2010): 预测不可预测之事；普通蟾蜍震前预 anticipatory 行为的证据。 动物学杂志 281(4): 1-9
GRANT, R.A.; HALLIDAY, T; BALDERER, W.P.; LEUENBERGER, F.; NEWCOMER, M.; CYR, G. & FREUND, F.T. (2011): 大地震前的地下水化学变化及其对动物的可能影响。 环境研究与公共卫生 8: 1936-1959
IKEYA, M. (2004): 地震与动物：从民间传说到科学. 世界科学出版社，伦敦：295
KIRSCHVINK, J.L. (2000): 动物地震预测：进化和感官知觉。 美国地震学会公报 90(2): 312-323
SCHNYTZER, Y. (2011): 地震和预测市场的动物建模。 工作论文
TONG, K. (1988): 动物异常行为与地震预测。 东北伊利诺伊大学地球科学系硕士论文。