در سال ۲۰۰۴، سونامی که براثر زمینلرزهای به بزرگی ۹/۱ ریشتر در حوالی سواحل اندونزی رخ داد، جوامع ساحلی اطراف اقیانوس هند را به نابودی کشید و حداقل ۲۲۵ هزار نفر را در چندین کشور کشت. مردم محلی دهکده ساحلی بنگ کویی در تایلند گزارش کردند که گلهای گاومیش در کنار ساحل بهطور ناگهانی گوشهایشان را سیخ کردند، به دریا خیره شدند و چند دقیقه پیش از وقوع سونامی از تپهای که در آن نزدیکی بود، بالا رفتند.
ایرینا رافلیانا، که قبلا عضو گروه مشورتی استراتژی بینالمللی سازمان ملل متحد درخصوص کاهش بلایا (UNISDR) بود و اکنون پژوهشگر مؤسسه توسعه آلمان است، میگوید: بازماندگان همچنین مشاهدهی حیواناتی مانند گاو، بز، گربه و پرندگان را گزارش کردند که عمدا کمی پس از زمینلرزه و پیش از وقوع سونامی به سمت داخل خشکی میآمدند. بسیاری از کسانی که زنده ماندند، همراه با این حیوانات یا بلافاصله بعد از آنها از سواحل دور شده بودند.
رافلیانا داستانهای مشابهی را بازگو میکند که مربوط به مطالعات میدانیاش درمورد بلایای دیگر است. یکی از این موارد، سونامی است که در سال ۲۰۱۰ براثر زمینلرزه زیردریایی در نزدیکی سوماترا رخ داد و حدود ۵۰۰ نفر را در جزایر منتاوی کشت. در اینجا نیز، گزارش شده بود که حیواناتی مانند فیلها به گونهای واکنش نشان داده بودند که گویی از وقوع رویداد خبر دارند. لاکپشتی که تازه آزاد شده بود، نیز دو روز پیش از فوران آتشفشانی ژانویه تونگا، بهطور ناگهانی حرکت چرخشی U شکلی انجام داده بود.
سیستمهای هشدار زودهنگام در بسیاری از مناطقی که در آنجا مرتبا بلایای طبیعی رخ میدهد، وجود ندارد. در سال ۲۰۱۷، سازمان جهانی هواشناسی اعلام کرد که حدود صد کشور هنوز فاقد سیستمهای هشدار زودهنگام برای بلایای طبیعی هستند که درمعرض آن قرار دارند.
گزارشهایی که درمورد رفتار حیوانات پیش از وقوع بلایا وجود دارد، برخی از پژوهشگران را برآن داشته است تا به این تئوری بپردازند که حیوانات ممکن است سیستمهای درونی داشته باشند که به آنها درمورد بلایای طبیعی قریبالوقوع هشدار میدهد. این موضوع سؤال جالبی را ایجاد میکند: آیا حیوانات میتوانند بهعنوان سیستمهای هشدار زودهنگام طبیعی برای انسانها عمل کنند؟
گفته شده است که اسبها پیش از زلزله سانفرانسیسکو در سال ۱۹۰۶، وحشتزده پا به فرار گذاشتند. یکی از مهمترین پژوهشها درمورد اینکه حیوانات چگونه میتوانند بلایا را پیشبینی کنند، پنج سال پیش توسط تیمی به سرپرستی مارتین ویکلسکی از مؤسسه رفتارشناسی حیوانات ماکس پلانک در آلمان انجام شد.
این مطالعه شامل ثبت الگوهای حرکت حیوانات مختلف (گاو، گوسفند و سگ) در مزرعهای در منطقهی زلزلهخیزی در مرکز ایتالیا بود. به هریک از این حیوانات، قلادههایی همراه با تراشههایی متصل بود که دادههای مربوط به حرکت آنها را هر چند دقیقه یک بار از اکتبر ۲۰۱۶ تا آوریل ۲۰۱۷ به کامپیوتر مرکزی ارسال میکرد.
پژوهشگران شواهدی پیدا کردند که نشان میداد رفتار حیوانات مزرعه تا ۲۰ ساعت پیش از زلزله تغییر پیدا میکرد. هر زمان که حیوانات تحت نظارت به مدت بیش از ۴۵ دقیقه، درمجموع ۵۰ درصد فعالتر بودند، پژوهشگران وقوع زلزلهای بزرگتر از ۴ ریشتر را پیشبینی میکردند. از هر هشت مورد زلزله بزرگ، هفت مورد بهدرستی به این روش پیشبینی شد. ویکلسکی در سال ۲۰۲۰ هنگام انتشار مطالعه گفت:
هرچه حیوانات به مرکز زمینلرزه نزدیکتر بودند، رفتارشان زودتر تغییر میکرد. این همان چیزی است که با توجه به این موضوع که تغییرات فیزیکی با فراوانی بیشتری در مرکز زمینلرزه قریبالوقوع رخ میدهد و با افزایش فاصله ضعیفتر میشود، مورد انتظار است.
مطالعه دیگری که توسط ویکلسکی انجام شد و بر حرکات بزهای دارای برچسب در دامنههای آتشفشانی کوه اتنا در سیسیل نظارت داشت، نشان داد که ظاهراً این حیوانات نیز فوران کوه اتنا را زودتر از وقوع احساس کردند.
در آمریکای جنوبی، راشل گرانت، بومشناس رفتاری نتایج مشابهی پیدا کرده است. او الگوهای حرکت حیوانات را با استفاده از دوربینهایی که نسبتبه حرکت حساس هستند، در پارک ملی یاناچاگا در پرو در طول دورهای که شامل زلزله ۷ ریشتری کنتامانا در سال ۲۰۱۱ میشد، بررسی کرد.
گرانت در مقاله خود که در سال ۲۰۱۵ منتشر شد، گفت: «تعداد حیوانات ثبتشده در دوربینهای تلهای حدود ۲۳ روز پیش از وقوع زمینلرزه شروع به کاهش کرد و این کاهش ۸ روز پیش از زمینلرزه شتاب بیشتری گرفت. در روزها ۱۰، ۶، ۵، ۳ و ۲ قبل از زمینلرزه و در روز زلزله، هیچ حرکتی ثبت نشده بود که بسیار غیرعادی است.»
گرانت همچنین شواهدی از آنچه ممکن است باعث ایجاد تغییر در رفتار حیوانات محلی شده باشد، پیدا کرد: آشفتگیهای شدید چند دقیقه یک بار در بارهای الکتریکی جوی محلی که دو هفته پیش از وقوع زمینلرزه آغاز شده بود. مخصوصا، نوسان بزرگی حدود هشت روز قبل از زلزله کنتامانا ثبت شد که با آغاز مرحله دوم ناپدیدشدن حیوانات از چشمانداز همزمان بود.
دانشمندان درحال بررسی این موضوع هستند که آیا آشفتگیهای الکترومغناطیسی در جو پیش از وقوع زلزله میتواند علامت هشداردهندهای از لرزههای قریبالوقوع باشد که ممکن است حیوانات آنها را احساس کنند.
همیشه پیش از زمینلرزهها دورهای وجود دارد که در آن تنشهای شدیدی در سنگهای اعماق زمین ایجاد میشود. این تنشها باعث ایجاد بارهای الکتریکی به نام «حفرههای مثبت» میشوند. این حاملهای بارهای الکتریکی بسیار متحرک میتوانند بهسرعت از پوسته به سطح زمین جریان پیدا کنند و مولکولهای هوا را یونیزه میکنند.
چنین یونیزه شدنی قبل از زمینلرزهها در سراسر جهان مشاهده شده است. همانطور که این حفرههای مثبت جریان پیدا میکنند، امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بسیار پایین تولید میکنند و سیگنالی را ایجاد میکنند که برخی حیوانات ممکن است آن را احساس کنند.
متیو بلکت، دانشیار جغرافیای فیزیکی و خطرها طبیعی در دانشگاه کاونتری میگوید سیگنالهایی که پیش از زمینلرزه ایجاد میشوند، ازنظر علمی بهخوبی مستند نشدهاند؛ اما برخی دانشمندان این تئوری را مطرح میکنند که حیوانات ممکن است طی تکامل مکانیسمی را به دست آورده باشند که نسبت به ارتعاشات زمینلرزه حساس شده و با حس کردن آن فرار کنند.
شاید آنها امواج فشار را قبل از رسیدن زمینلرزه تشخیص میدهند. شاید هم هنگام فشردهشدن سنگها، تغییرات میدان مغناطیسی تشخیص میدهند. حیوانات حاوی مقدار زیادی آهن هستند که به خاصیت مغناطیسی و میدان الکتریکی حساس است.
حفرههای مثبت همچنین میتوانند موجب تولید برخی از مواد شیمیایی سمی پیش از زمینلرزه شوند. بهعنوان مثال، اگر آنها با آب در تماس قرار بگیرند، میتوانند موجب آغاز واکنشهای اکسیداسیون شوند که حاصل آن تولید عامل سفیدکننده آباکسیژنه (هیدروژن پراکسید) است. واکنشهای شیمیایی بین حاملهای بار و مواد آلی درون خاک میتواند باعث ایجاد محصولات ناخوشایند دیگری مانند اوزون شود.
همچنین، چند روز پیش از زمینلرزه ۷/۷ ریشتری گجرات هند در سال ۲۰۰۱، افزایش ناگهانی در سطوح کربنمونوکسید توسط ماهوارهها در منطقهای به وسعت ۱۰۰ کیلومتر مربع با مرکزیت ناحیهای که درنهایت مرکز زمینلرزه نهایی شد، تشخیص داده شد. دانشمندان میگویند گاز کربنمونوکسید ممکن است همزمان با وقوع فشار زمینلرزه به علت تنش جمعشده در سنگها به خارج از زمین فوران کند.
البته بسیاری از حیوانات به دستگاههای حسی بسیار پیشرفتهای مجهز هستند که میتوانند مجموعهای از سیگنالهای طبیعی را که زندگی آنها ممکن است به آنها بستگی داشته باشند، احساس کنند. بنابراین، این امکان وجود دارد که برخی از حیوانات بتوانند نشانههای پیش از زمینلرزه را درک کنند. مواد شیمیایی ناخوشایند را میتوان بو کشید، امواج با فرکانس پایین را میتوان احساس کرد و هوای یونیزهشده را میتوان به کمک پرها یا خز احساس کرد.
مارها دارای مکانیسمهای حسی متعددی هستند که میتوانند تغییرات اندک در جنبههای محیطی خود را تشخیص دهند. تغییر ناگهانی در رفتار مارها و حیوانات دیگر یکی از دلایلی بود که مقامات شهر هایچنگ، این شهر را در سال ۱۹۷۵، درست پیش از وقوع زمینلرزه بزرگی خالی کردند. این اقدام جان افراد زیادی را نجات داد. جیانگ ویسونگ که در آن زمان مدیر دفتر ناننینگ بود، در سال ۲۰۰۶ به روزنامه چاینا دیلی گفت:
از میان تمام موجودات روی زمین، مارها شاید حساسترین آنها به زمینلرزه باشند. زمانی که زمینلرزهای در شرف وقوع است، مارها حتی در سرمای زمستان از لانههای خود بیرون میآیند.
پرندگان بهنحوی این گردبادها را که از فاصله بیشتر از ۴۰۰ کیلومتری درحال نزدیکشدن بودند، حس کردند. درمورد چگونگی آن، تمرکز اولیه بر «فروصوت» است که صداهای پسزمینه با فرکانس بسیار پایین هستند که برای انسانها غیرقابل شنیدن بوده؛ اما درسراسر محیط طبیعی وجود دارد. در آن زمان، هنری استربی، زیستشناس حیاتوحش در دانشگاه کالیفرنیا گفت: «هواشناسان و فیزیکدانان برای دههها میدانستند که طوفانهای تورنادو امواج فروصوت قدرتمندی را ایجاد میکنند که میتوانند تا هزاران کیلومتر دورتر از طوفان حرکت کنند.» وی همچنین خاطرنشان کرد که امواج فروصوت ناشی از طوفانهای شدید با فرکانسی حرکت میکنند که پرندگان بهخوبی برای شنیدن آنها سازگار شدهاند.