本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
“極不可能，但並非完全超出極端可能性的範疇。”
穆德，F.W. 在《澤西惡魔》（1993年）中
最早有記載的地震前動物異常行為案例是羅馬歷史學家埃利安在公元前373年記錄的；在地震摧毀赫利克城（曾位於科林斯灣沿岸）的前五天，各種動物，如老鼠、鼬鼠、蛇、蜈蚣和蟲子，據稱從地下鑽出來並逃離城市。在隨後的幾個世紀裡，許多其他文化也將地震與動物聯絡起來。
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根據日本神話，地震的原因是巨型鯰魚鯰魚，它居住在地下。透過移動它的尾巴，它可以震動整個地球，不幸的是，它喜歡製造麻煩和混亂。然而，在早期傳統中，鯰魚也充當危險的預兆，警告人們即將到來的災難，或者透過吞下危險的水龍來阻止進一步的災難。
在1855年江戶（現代東京）地震以及後來的1923年地震之前，顯然鯰魚表現得很奇怪，活動增加，並游到池塘和河流的表面。
與日本類似，在中國，動物也被認為擁有對自然元素和災害的一些洞察力。中國當局認為58種動物對地震預測有用，特別是蛇、齧齒動物和蝙蝠，並分發了小冊子，其中描述和描述了值得報告的異常動物行為。
1975年2月，冬眠的蛇放棄了它們在東北城市海城的巢穴。該市被疏散，2月4日，該地區遭受了7.3級地震襲擊。超過1000人喪生，但考慮到人口稠密地區，預測和疏散被認為是巨大的成功。
圖1. & 2. 蛇和魚是在地震前處理動物異常行為報告中常見的動物。這兩種生物都擁有特殊的感官器官：蛇可以感知振動和紅外輻射，魚可以感知電場。也許這些感官可以幫助它們檢測環境變化，例如微弱的前震或區域性電磁場的變化，在強烈地震之前。
然而，僅僅一年後的1976年7月27日，一場突如其來的地震襲擊了唐山市，造成655,000人死亡。後來的調查確定，有一些關於動物異常行為的報告；然而，由於文化大革命期間的政治動盪，這些報告被忽視了。在汶川地震（7.8級，2008年5月12日）之前，顯然在綿陽市記錄到青蛙遷移，該市位於後來的災區。
在西方文明中，也反覆講述了關於動物在地震發生前數小時或數天表現怪異的故事。在地震摧毀義大利弗留利省（6.5級，1976年5月6日）的前一天，人們看到老鼠在空曠的地方奔跑，農場動物表現出躁動不安的跡象。
在2004年聖誕節地震和毀滅性海嘯之後，幾乎沒有發現野生動物的屍體，顯然動物在海浪到達之前逃到了島嶼的內陸。
弗吉尼亞州地震（5.8級，2011年8月23日）也被華盛頓史密森尼國家動物園的動物感知到。大多數動物對震動的反應是普遍的躁動不安，但顯然猿類在動物園工作人員注意到震動前幾分鐘到幾秒鐘爬到了樹上。
這個長長的（遠非詳盡的）列表的問題在於，幾乎所有這些案例都是軼事，在地震後報告，並且基於當時被認為是動物異常行為的主觀印象。許多軼事也在文獻或網路中脫離背景地被複述。海城的疏散主要基於地震發生前數月和數天發生的一系列前震，當局多年來一直懷疑在過去發生過強烈地震的地區可能會發生更大的地震。動物的行為並非在缺乏明顯原因的情況下表現奇怪（並且“預見”了意外地震），而是對持續不斷的幾乎每天發生的震動和前震做出的反應。
“軼事的複數不是資料”，然而，軼事可以用來形成一個假設：是否存在由構造應力引起的環境變化，可以被生物體檢測到？
幾乎可以肯定，不存在檢測地震的特定動物感官；博拉·齊夫科維奇在他的“觀察”中討論了動物的特殊但並非超自然的感官。然而，假設動物對由地震或可能引起地震的構造過程引起的環境變化表現出反應似乎是合理的。
文獻中報告了兩種不尋常的動物行為：地震發生前幾分鐘或幾秒鐘的短期反應，以及事件發生前幾天到幾周的長期反應。
提出了各種物理現象來解釋為什麼動物在人類之前幾秒鐘對傳入的地震波做出反應。
- 許多動物可以感知次聲波，次聲波在空氣中傳播速度（330米/秒）比海嘯（200米/秒）快得多。這可以解釋為什麼動物顯然在2004年逃離了逼近的海嘯。來自微弱前震的低頻聲波和振動可以被大象或鳥類等動物感覺到，破裂的岩石會產生齧齒動物可以聽到的高頻聲音。
- 地震由各種型別的地震波組成。P（初級）波的傳播速度比更具破壞性的S（次級）波快1.7倍。與次聲波和海嘯波類似，這種相對的速度差異可以解釋動物在更強的S波到達之前幾秒鐘的明顯反應。
解釋長期反應要困難得多。
- 魚類、鳥類和其他動物可以檢測到電場或磁場的變化，地殼中積累的張力也可能影響區域性場，但在磁場變化的情況下，這種影響非常微弱。
- 蛇和一些昆蟲可以根據其紅外視覺檢測熱變化。物理學家弗裡德曼·T·弗羅因德在1993年證明，受張力作用的岩石會發射紅外輻射，美國宇航局Terra衛星在2001年1月21日印度 magnitude 7.9 Bhuj 地震之前也記錄到了紅外異常。也許蛇可以“看到”施加在岩石上的累積應力透過大地構造運動。
- 基於這些觀察，近年來還提出了“電場假說”。這個想法的第一個版本是，由於石英等礦物的壓電效應，積累的構造應力會在岩石中引起電流。然而，正如安德魯·奧爾登在關於“地震光”（據推測是由這種電場引起的）的討論中指出，產生的電壓可以忽略不計。
“p-穴理論”也是由弗羅因德提出的，它假設帶負電的氧離子從礦物結構的相應位置移除，在晶體中留下帶正電的“空穴”。這些空穴遷移到礦物顆粒的表面，並可以電離其他原子，這些原子被釋放到大氣或地下水中。GRANT 等人。2011年使用這種機制來解釋2009年4月6日拉奎拉地震前幾天交配蟾蜍的消失（關於“預測地震的青蛙”的 GRANT 等人 2010年的新聞在媒體上非常流行）。該論文提出，帶電離子改變了該地區含水層和泉水的化學性質，蟾蜍對它們通常環境中的這些變化做出了反應。地震發生後，構造應力的釋放也使岩石的電離效應消失，使水化學恢復到正常水平。
圖3. GRANT 等人在2009年春季對聖魯菲諾水庫（距離2009年4月6日拉奎拉地震後來的震中約幾公里）的觀測結果（點選圖片放大）。該研究的重點是蟾蜍（Bufo bufo）的交配行為。在地震發生前幾天和之後，觀察到的雄蟾蜍數量明顯減少，沒有具體原因。
上方的線顯示了無線電訊號的干擾，這是由電離層中的干擾引起的。根據提出的方案，地面上由於構造應力而積累的正電荷影響了電離層，因此可以用作釋放到蟾蜍環境中的離子的代理。最終，蟾蜍對這些離子引起的化學變化做出了反應。
重要的是要注意，這些都是合理但假設性的機制。幾乎不可能測試生物體對地震等不可預見事件的行為。當恰好發生地震時，野生或動物園中的動物可能會對其他環境因素做出反應。在地震期間實驗室中對動物的罕見觀察顯示出矛盾的結果，有時觀察到被解釋為異常的行為，在其他情況下什麼也沒有發生，或者假設的反應與其他研究人員記錄的完全相反。
我們可以假設一些動物會受到地震前可能發生的環境變化的影響；然而，我們對這種可能的前兆效應以及生物體如何對其做出反應的理解仍然有限。只要這種差距存在，僅憑動物的異常行為就不能用於評估地震風險的增加。
參考文獻
BHARGAVA, N.; KATIYAR, V.K.; SHARMA, M.L. & PRADHAN, P. (2009): 透過動物行為預測地震：綜述。 印度生物力學雜誌：NCBM 特刊 7-8: 159-165
GRANT, R.A. & HALLIDAY, T. (2010): 預測不可預測之事；普通蟾蜍震前預 anticipatory 行為的證據。 動物學雜誌 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學變化及其對動物的可能影響。 環境研究與公共衛生 8: 1936-1959
IKEYA, M. (2004): 地震與動物：從民間傳說到科學. 世界科學出版社，倫敦：295
KIRSCHVINK, J.L. (2000): 動物地震預測：進化和感官知覺。 美國地震學會公報 90(2): 312-323
SCHNYTZER, Y. (2011): 地震和預測市場的動物建模。 工作論文
TONG, K. (1988): 動物異常行為與地震預測。 東北伊利諾伊大學地球科學系碩士論文。