儘管天氣寒冷，但在 1975 年 2 月 4 日中國海城發生 7.3 級地震前的幾周內，大量蛇從它們的冬眠巢穴中爬了出來。爬行動物的這種行為，以及其他事件，促使當局在發生大地震的幾個小時前疏散了這座城市。
幾個世紀以來，人們描述了地震事件發生前動物出現的異常行為：狗不停地吠叫，奶牛停止產奶，蟾蜍從池塘中跳出。一些研究人員試圖證實這種聯絡。在 2013 年的一項研究中，德國科學家錄製了在斷層線上築巢的紅木蟻的影片，發現它們在地震前改變了它們通常的作息，晚上更加活躍，白天則活動減少。但大多數此類嘗試主要依賴於軼事證據和單一觀察，根據 2018 年發表在《美國地震學會通報》上的一篇綜述，該綜述考察了之前的 180 項研究。
現在，德國馬克斯·普朗克動物行為研究所和康斯坦茨大學的研究人員，以及一個跨國同事團隊表示，他們已經成功地精確測量了一組農場動物在地震活動前的活動增加。儘管尚未證實明確的聯絡，但科學家們表示，他們的發現是尋找這種聯絡的重要一步。“有亞里士多德和亞歷山大·馮·洪堡的古老傳說，他們都看到了這種行為，”馬克斯·普朗克動物行為研究所的常務董事、該研究的合著者馬丁·維克爾斯基說。“但直到現在，我們才能對動物的活動和緊張程度進行連續的生物記錄。技術上的可能性終於出現了。”
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研究人員使用了高度敏感的儀器，可以記錄任何方向上每秒高達 48 次的加速運動。在 2016 年和 2017 年的單獨時期（總共約四個月）裡，他們將這些生物記錄儀和 GPS 感測器安裝在義大利北部地震多發區農場裡的六頭牛、五隻羊和兩條狗身上。在研究期間，總共發生了超過 18,000 次震動，第一次地震活動更加頻繁——當時發生了 6.6 級地震及其餘震。該團隊的工作於 7 月發表在《動物行為學》雜誌上。
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義大利一棟房屋的地震破壞。圖片來源：馬克斯·普朗克動物行為研究所
該論文的統計分析考慮了動物正常的日常活動和互動。結果顯示，當它們一起被關在馬廄裡時，它們在 3.8 級或更高級別的地震發生前活動顯著增加，但當它們在牧場上時則不然。維克爾斯基說，這種差異可能與一些動物在封閉空間中感受到的壓力增加有關。研究人員聲稱，對整體增加的運動進行分析，顯示出在震動發生前幾個小時的明顯預期行為訊號。“這有點像相互影響的系統，”維克爾斯基說。“最初，牛會僵在原地——直到狗發瘋。然後，牛實際上變得更加瘋狂。然後，這會放大綿羊的行為，等等。”
維克爾斯基說，這一觀察結果與集體行為理論一致。這一觀點部分是由他的馬克斯·普朗克同事伊恩·庫津率先提出的，庫津的實驗室報告稱，發現了哺乳動物、鳥類、昆蟲和魚類共享資訊的證據，這些資訊可以集體提高導航和躲避捕食者等生存技能。維克爾斯基說，這種“群體智慧”可能發生在物種內部或跨物種之間。例如，“我們做了一項關於加拉帕戈斯群島海鬣蜥的研究，我們知道它們實際上在聽嘲鳥關於加拉帕戈斯鷹的警告，”他補充道。“這些型別的系統無處不在。我們只是還沒有真正關注它們。”
研究人員說，農場動物似乎在震動發生前一到二十個小時就預感到了震動，當它們離震源較近時反應較早，而當它們離得較遠時反應較晚。作者認為，這一發現與動物以某種方式感知到向外擴散的訊號的假設相符。它認為，在地震發生前的幾天，移動的構造板塊會擠壓斷層線上的岩石。根據 2010 年的一項研究，這種作用會導致岩石釋放礦物質，將離子釋放到空氣中。“動物隨後對這種新奇的感覺做出反應，”2013 年一篇論文的作者建議道。
華盛頓特區地震學研究所的地理學家溫迪·博洪沒有參與這項新研究，她對空氣電離的觀點持懷疑態度。她指出，許多地質學家曾試圖尋找即將發生地震的先兆訊號，但均未成功。博洪承認，維克爾斯基和他的合著者做了一些“很酷的事情”來探索動物預測地震的可能性。但她想知道是否會出現動物表現出異常活動但沒有地震的情況，或者在發生地震之前沒有做出反應的情況。“我的貓在地震前可能會表現得很瘋狂，”她說。“但是如果有人使用開罐器，我的貓也會表現得很瘋狂。”為了將動物用作預測器，必須確定它們只對即將發生的地震事件做出異常行為，博洪說。“否則，”她補充說，“就會變成‘狼來了’的問題。”
德國地球科學研究中心的地質學家海科·沃伊斯是 2018 年綜述的合著者，他稱讚這項新研究的作者不僅僅測量了一次異常行為。但他表示，時間框架仍然太短。沃伊斯還指出，許多聲稱顯示地震前兆訊號的研究通常依賴於時間過少的資料收集，因此無法確定測量到的訊號是與地震相關還是隻是噪音。
維克爾斯基和他的同事表示，他們的單項研究無法區分動物可能做出反應的所有潛在刺激。但他們仍然認為，這是未來開展更多受控研究的良好第一步。研究人員正在義大利、智利以及俄羅斯堪察加半島啟動一個新的專案。他們希望測試更多物種，以瞭解這些動物是否對地震活動表現出敏感性。“我們稱之為生物寶藏獵，”維克爾斯基說。