科学家正在研究山羊是否真能预知灾难即将发生（Credit: BBC）
2004年靠近印尼的印度洋发生9.1级海底大地震，随即引发滔天而来的巨大海啸，印度洋沿海十多个国家被冲击，死于这次海啸的至少有22.5万人。死亡人数如此惊人，其中一个原因是许多地区没有海啸预警，当地居民不知一场滔天大海啸即将袭来。
该区域早期建设的预警装置，如潮汐和地震感应器，在地震发生后未能发出明确的海啸警报。因为年久失修，该区域已有的许多海啸警报系统早已失效，而另外许多地区甚至没有预警系统。靠个人发出的通信警告也未能起到作用，在受到海啸威胁的地区，因电讯通讯中断，许多短信无法到达对方的手机，或者无法阅读。
但是在高达九公尺高的巨浪冲破海岸线之前的几分钟和几小时内，一些动物似乎已感觉到大祸临头而出现了反常的异状。据目击者说，大象向高处狂奔，红鹤放弃了低洼的筑巢水域，狗拒绝出门。在泰国的海边村庄邦科伊（Bang Koey），当地居民报告说，在海啸来袭前的几分钟，海滩边的一群水牛突然竖起耳朵，盯着大海，然后冲到附近的一座山上。
埃琳娜·纳夫连娜（Irina Rafliana）说，“死里逃生的人还报告说，他们看到一些动物，比如牛、山羊、猫和鸟，在地震刚发生不久，赶在海啸来临前，有意识地往内陆一方奔去。这些死里逃生者许多是看见动物的异状后也和动物一起奔跑，或者紧随其后才逃得一命。”纳夫连娜曾任职于联合国国际减灾署（United Nations International Strategy for Disaster Risk），现在于波恩的德国发展研究所（German Development Institute）任研究员。
据目击者说，在2004年的印度洋大海啸发生之前刻他们看见大象狂奔到高处（Credit: CHAIDEER MAHYUDDIN/Getty）
纳夫连娜还讲述了她在其他灾难现场工作时发现的类似现象，比如2010年苏门答腊（Sumatra）附近海底地震引发的海啸，导致明打威群岛（Mentawai Islands）近500人死亡事件。据报道，当时这个岛上一些动物，比如大象，它们的反应就好像已预感有灾难要发生。2022年1月南太平洋岛国汤加（Tonga）海底火山大爆发，但就在火山爆发的前两天，一只被安上电子追踪仪器游往汤加方向的放生海龟突然掉头游回澳大利亚。
许多经常遭受自然灾害的地区至今没有早期预警设施。世界气象组织（World Meterological Organisation）2017年发现，全球约有100个国家虽然灾害频发，但政府却没有设置应对的早期预警系统。
但是，有关动物因提前感知灾难而行为异常的报道却启发一些科学研究者人员将下述理论作为严肃的科学题目予以研究，即动物可能有一种内在的系统，能预知即将发生的天灾而获得警报。这随之产生一个有趣的问题：动物的这种本能是否能为人类所用作为一种自然的早期预警系统？
有关天灾发生前动物出现反常行为的最早记录可以追溯到公元前373年古希腊历史学家修昔底德（Thucydides）的记载。这位历史学家说古希腊城市赫利斯（Helice）发生毁灭性地震之前，大量老鼠、狗、蛇和鼬鼠逃出城。古今中外不乏同样的历史记载。1805年意大利的那不勒斯大地震，历史记载说地震前几分钟，牛、羊、狗和鹅开始不谋而同地大叫预警。据说1906年旧金山大地震前，马匹曾惊慌奔逃。
与动物相比，人类虽然掌握了很先进的科技，也很难对许多即将发生的自然灾害发出预报。以地震为例，只有到地震真的发生，大地开始震动那一刻，地震仪才会受到感应而输出地震波图。要做出可靠的预测需要监测到地震发生前的信号，而到目前为止，科学家们还没有监测到任何大地震发生前似乎必定会有的信号。因此，有些科学家逐渐产生兴趣，愿意考虑非传统的警告信号，比如动物的异常行为等。
法国生物多样性研究所（French Biodiversity Office）鸟类组的负责人夏洛特·弗朗西斯（Charlotte Francesiaz）说，“即使拥有当今一切可用的技术，我们仍无法正确预测地震或大多数自然灾害。”弗朗西斯也是法国一个称为“Kivi Kuaka”的科研计划的参与者。这个项目研究随季节飞越太平洋迁徙的候鸟为何能够避开热带风暴和海啸等自然灾害。
据报在1906年旧金山大地震发生之前当地马匹曾惊慌奔逃（Credit: Bernard Friel/Getty）
五年前，德国普朗克动物行为研究所（Max Planck Institute of Animal Behavior）的马丁·威克尔斯基（Martin Wikelski）领导的一个研究小组对动物如何预测灾难进行了最重要的研究。这项研究记录养于意大利中部马尔凯（Marches）地区地震易发带一座农场的牛、羊和狗等多种家畜的活动模式，这是一种称为生物学记录的研究。每头家畜都会系有一个带芯片的项圈，在2016年10月至2017年4月期间，每隔几分钟芯片就会向中央电脑发送一次动物行动的数据。
在此期间，当局统计记录了马尔凯地区18000多次地震，从0.4级的小地震到12次4级或以上的地震，其中包括具有破坏性的6.6级诺尔恰（Norcia）地震。
研究人员发现，这个农场的家畜在地震前20小时行为就开始反常。只要被监测的家畜集体活跃度比平时增强50%以上，而且连续超过45分钟，研究人员预测就会发生4级以上的地震。8次强震中有7次用这种方法做成了准确预测。
威克尔斯基在2020年发表该研究报告时指出，“这些家畜离即将发生的地震震中越近，其反常行为就发生得越早。这也正如人所预料，因为越接近震中，地质物理变化的频率就越大，而离震中的距离越远频率则会减弱。”
威克尔斯基的另一项研究是监测生活在意大利西西里岛（Sicily）埃特纳火山（Mount Etna）斜坡上的山羊的活动，这些山羊也装上追踪器。研究人员也发现这些山羊似乎能提前感知埃特纳火山何时即将爆发。
埃特纳火山爆发，天上弥漫火山烟尘（Credit: Reuters）
现在于伦敦南岸大学（London South Bank University）任教的行为生态学家芮切尔·格兰特（Rachel Grant）在南美洲也曾有类似发现。她在秘鲁安第斯山脉（Peruvian Andes）的亚纳查加国家公园（Yanachaga National Park）使用动感触发相机对国家公园的动物运动模式进行生物学记录，其中包括2011年发生7.0级康斯塔玛纳（Contamana）地震之前动物的行为变化。
格兰特在2015年发表的研究论文中说，“在地震前23天左右，相机捕捉到的动物数量开始减少，在地震前8天，减少速度加快。在地震前的第10天、第6天、第5天、第3天和第2天，以及地震当天，没有动物活动的记录，这是非常不寻常的。”
至关重要的是，格兰特还发现了可能引发亚纳查加国家公园动物行为变化的证据，从地震前两周开始，每两到四分钟当地大气电荷会发生一连串强烈波动。在康斯塔玛纳地震发生前大约8天，记录到一次特别大的波动，正好与动物从相机视野中消失的第二阶段开始的时段相吻合。
科学家现开始研究地震前大气中的电磁波动是否预示即将发生地震，而这个预兆动物是否会感觉到。
地震发生前在一个时段，岩石深处必然会产生强大的压力。在压力下岩石中的氧原子会释放电子，产生“带正电荷的空隙”，形成高强度电流。这种高强度电流可以从地壳快速传递到地表，然后电离地表上空的空气分子。科学家注意到全球的地震爆发前都会发现大气电离现象。当地壳的正电荷空隙流动时，也会产生某些动物能感受到的超低频电磁波这一信号。
英国考文垂大学（Coventry University）自然地理和自然灾害学副教授马修·布莱克特（Matthew Blackett）说，“地震前兆无法做到可靠的科学记录。”但他说，一些科学家推测，动物可能已经进化出一种地震逃生机制。他说，“也许动物能在地震发生前探测到压力波，也许能在岩石开始压缩时探测到断层线的电场变化。动物体内也含有大量的铁，而铁这种元素对磁场和电场很敏感。”
带正电荷的空隙也可能导致某些有毒化学物质在地震前出现。例如，与水接触，就会引发水的氧化反应，产生漂白物过氧化氢。带正电荷的空隙和土壤中的有机物产生化学反应还可能出现臭氧之类的厌恶性物质。
2001年印度古吉拉特邦（Gujarat）发生7.7级地震，震前几天卫星检测到一个方圆100平方公里的地区大气中一氧化碳水平激增，后来发现这个地区就是地震的震中。科学家认为，这是因为随着地震压力的增强，岩石所受压力可能会迫使一氧化碳气体从地层中释放出来。
当然，许多动物能感应到一系列生死攸关的自然信号，也是因为这些动物都拥有高度发达的感官，所以某类动物似乎完全能捕捉到地震即将发生的任何前兆也就是不足为奇的事了。这些动物可以嗅到厌恶性化学物，可以感觉到低频电磁波，也可以通过皮毛或羽毛感知到电离的空气。
2004年南亚大海啸发生后，一架美国海军直升机飞过印尼苏门答腊灾区（Credit: Jordon R. Beesley/US Navy/Getty）
既然预测地震难之又难，就不得不提出这样的问题：人类真的可以通过动物的观察来预测地震，并因此能够向人类发出地震预警吗？
据2020年发表的一篇论文，威克尔斯基和他的同事根据他在意大利的研究数据，建立了一个使用动物活动行为监测站的地震早期预警系统模式。他估计，在地震震中地表上的农场动物能够以某种方式感知到即将发生的地震，最早会在地震发生18小时前出现异常行为。8小时后距离震中10公里的动物开始显示异常，再过8小时震中20公里以外的农场动物也发出这样的预警信号。他说，"如果这个预警信号时间序是正确的，这表明未来两小时内地震将会发生。"
要将这种动物预测模式用于预测地震，科学研究者需要在世界各地不同的地震带对大量的动物进行长时间的观察以建立模式。威克尔斯基因此和其他科学家正在求助国际空间站上的全球动物观测系统“Icarus”，帮助收集全球动物的活动行为数据。
“Icarus”计划为国际合作太空动物研究计划（International Cooperation for Animal Research Using Space）的简称，是2002年全球科学家发起的一项太空科学研究。宗旨是为一系列带追踪器的小动物（如鸟类）建立一个精确的全球监测系统，为人类提供地球上动物生命与其自然系统如何相互作用的数据和启示。
中国很早已在广西南宁地震局建立了一个依靠动物信号的地震预警系统，在一个范围较大的地震易发区监测最靠近地表的动物行为，特别是观察在农场饲养的蛇的行为变化。蛇有一套强大的感官机制能感应周遭环境的细微变化。1975年海城大地震，中国当局提前疏散居民，挽救了无数的生命，其中一个原因正是观察到蛇和其它动物的行为大变，促使当局采取行动。
2006年时任南宁地震局局长的蒋维松告诉《中国日报》，“在地球上所有的生物中，蛇可能是对地震最敏感的。即将发生地震时，即使在寒冷的冬天，蛇也会爬出蛇穴。”
中国南宁地震局局长蒋维松手持一条蛇。他认为蛇或许能帮助人类预报即将发生的地震（Credit: BBC Horizon）
地震并不是动物唯一能预感的天灾。鸟类能够预感一些自然灾难的能力逐渐受到人类的关注。
2014年，美国科学家监测一批金翅莺的行踪，记录到一个令人意外的鸟类逃离天灾迁徙个案。他们发现监测的金翅莺尽管刚从南美洲飞了5000公里到达田纳西州东部坎伯兰山脉（Cumberland Mountains）的传统栖息地，但突然之间又急急飞离栖息地，飞到700公里之外。但就在金翅莺飞离后不久，其栖息地就遭到80多个恐怖龙卷风的袭击，结果35人死亡，经济损失超过10亿美元。
这一现象的启示似乎很明确，金翅莺不知为何竟然感觉到了400多公里以外的龙卷风正在袭来。金翅莺是如何预感到的？最初的猜测是次声波，即人类听力感知不到，但存在于大自然中的低频率声波。
当年，加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）的野生动物生物学家亨利·斯特雷比（Henry Streby）解释说，“气象学家和物理学家几十年已知，龙卷风暴会产生非常强烈的次声波，可以从风暴源传播到数千公里之外。”他进一步指出，来自强烈风暴的次声波传播的频率，鸟类可能已经听惯了。
法国 Kivi Kuaka 计划为监测的鸟戴上GBS追踪器，以了解这些飞鸟如何感知天然灾害（Credit: Science Photo Library）
科学家还认为，候鸟能感应到次声波的变化或许是能够在广阔无际的海洋上躲避风暴的一种生理机制。法国Kivi Kuaka计划正在太平洋上验证这个理论。
这项研究是受到法国海军军官杰罗姆·查登（Jérôme Chardon）在广播节目收听到的一种候鸟故事的启发。这种鸟叫斑尾塍鹬，会每年在南半球的新西兰和北半球阿拉斯加之间迁徙飞行长达14000公里。查登是一名在东南亚和法属波利尼西亚协调海洋救援行动，经验丰富的海军军官，他深知斑尾塍鹬这上万公里海洋飞行有多危险和艰难，因为太平洋及其星罗棋布的岛屿常年频繁遭受猛烈的风暴袭击。那么，斑尾塍鹬每年漫长的越洋迁徙飞行如何做到不会被无处不在的太平洋暴风雨所阻碍？
于是在2021年1月追踪飞越太平洋候鸟旅程的Kivi Kuaka计划成立。法国国家自然历史博物馆（National Museum of Natural History）的一个团队为五种不同物种的56只鸟安装了GPS追踪器，跟踪其飞越海洋的路线。国际空间站提供监督，接收这批被追踪候鸟飞行时的信号，并观察其如何应对途中的自然灾害。这批飞禽所携带的追踪器还收集气象数据，以帮助改善太平洋地区的气候模型和天气预报。
Kivi Kuaka计划追踪飞越太平洋候鸟的飞行模式，以了解这些候鸟的行为是否可以发出海啸警报（Credit: Reuters）
Kivi Kuaka计划还会研究这些候鸟的行为是否可以对较罕见的海洋灾难，比如海啸，发出预警。众所周知，海啸产生的独特次声波，会先于海啸到达海岸。弗朗西斯说，该项目会测试飞越太平洋的候鸟是否能有助于预测台风或海啸来袭的预警系统。该团队目前正在收回系在杓鹬身上的GPS，以检测其是否对最近汤加火山爆发几小时后法国气象气球在太平洋上记录到的次声波也有反应。
利物浦大学（University of Liverpool）的海洋生物学家萨曼莎·帕特里克（Samantha Patrick）也在研究鸟类以次声波感知和避开自然灾难的这种方法，以及鸟类此本事是否也能帮助人类预测天灾。她说，“我认为，可以说鸟类有可能感知次声波的变化。”帕特里克目前正在观察信天翁对次声波的感知是倾向于高频次声波还是低频次声波，不过分析还没有完成。
但并非所有专家都认为动物的预感是人类预报天灾的可行选择。即或确有帮助，仅靠动物反常行为这一单项的信息并不足够，人类还需要将各方面的前兆信息作综合分析才能完全把握情况。
不过人类今天还无法和动物交谈说话，但或许可以多留意动物发出的警报已是时候。