Животные чувствуют приближение бедствий

На протяжении тысячелетий люди по всему миру сообщали о встревоженном поведении животных в преддверии стихийных бедствий. Могут ли эти сигналы каким-то образом использоваться для предупреждения о надвигающихся катастрофах?

В 2004 году цунами, вызванное подводным землетрясением силой 9,1 балла у берегов Индонезии, уничтожило прибрежные общины Индийского океана, унеся жизни по меньшей мере 225 000 человек в дюжине стран. Огромное число погибших отчасти было вызвано тем, что многие общины не были предупреждены. Местные искусственные системы раннего предупреждения, такие как датчики приливов и отливов и землетрясений, не сработали. Многие датчики вышли из строя из-за проблем с техническим обслуживанием, а во многих прибрежных районах отсутствовали системы предупреждения о цунами. Плохая связь также не давала предупреждений: многие текстовые сообщения не доходили до мобильных телефонов в районах, находящихся под угрозой, или оставались непрочитанными.

По свидетельствам очевидцев, слоны бежали к возвышенностям, фламинго покидали низменные места гнездования, а собаки отказывались выходить на улицу. В прибрежной деревне Банг-Кой в Таиланде местные жители сообщили, что стадо буйволов на пляже внезапно навострили уши, посмотрели в море, а затем за несколько минут до того, как ударило цунами, бросились на вершину близлежащего холма.

«Выжившие также сообщали, что видели животных, таких как коровы, козы, кошки и птицы, преднамеренно перемещающихся вглубь суши вскоре после землетрясения и до того, как пришло цунами», — говорит Ирина Рафлиана, ранее входившая в состав консультативной группы Международной стратегии Организации Объединенных Наций по рискам бедствий (UNISDR), а сейчас научный сотрудник Немецкого института развития в Бонне. «Многие из тех, кто выжил, бежали вместе с этими животными или сразу после них».

Рафлиана рассказывает похожие истории, связанные с её полевой работой в связи с другими стихийными бедствиями, такими как цунами 2010 года, вызванное подводным землетрясением недалеко от Суматры, в результате которого погибло около 500 человек на Ментавайских островах. Однако и здесь некоторые животные, такие как слоны, как сообщается, реагировали так, как будто обладали каким-то ранним знанием об этом событии. Всего несколько дней назад вновь выпущенная черепаха совершила внезапный разворот за два дня до январского извержения вулкана в Тонге.

Системы раннего предупреждения отсутствуют во многих районах, регулярно подвергающихся стихийным бедствиям. В 2017 году Всемирная метеорологическая организация обнаружила, что правительства около 100 стран по-прежнему не имеют систем раннего предупреждения о стихийных бедствиях, которым они были подвержены. Но эти рассказы о поведении животных до стихийных бедствий побудили некоторых исследователей уделить серьезное научное внимание теории о том, что у животных могут быть встроенные системы, предупреждающие их о надвигающихся опасностях.

Самое раннее зарегистрированное упоминание о необычном поведении животных перед стихийным бедствием относится к 373 г. до н.э., когда греческий историк Фукидид сообщил о крысах, собаках, змеях и ласках, покидающих город Гелис за несколько дней до катастрофического землетрясения. За несколько минут до землетрясения в Неаполе в 1805 году волы, овцы, собаки и гуси предположительно начали одновременно издавать тревожные сигналы, а в Сан-Франциско в 1906 году лошади, как говорят, в панике разбежались незадолго до землетрясения.

Даже при наличии передовых технологий может быть трудно обнаружить многие виды надвигающихся стихийных бедствий. В случае землетрясений, например, сейсмические датчики сбиваются в дрожащие волнистые линии только тогда, когда на самом деле происходят сотрясающие землю толчки. Чтобы делать надёжные прогнозы, нужны сигналы-предвестники, и пока учёные не обнаружили никаких сигналов, которые, по-видимому, постоянно возникают перед сильными землетрясениями. Отсюда растущая готовность некоторых учёных рассматривать более неортодоксальные предупредительные сигналы, такие как поведение животных.

«Даже со всеми технологиями, доступными сегодня, мы не в состоянии правильно предсказать землетрясения или большинство природных катастроф», — говорит Шарлотта Франчезиаз, руководитель группы орнитологов Французского управления биоразнообразия (OFB) и участница проекта Киви Куака, который исследует, как перелётные птицы, пересекающие Тихий океан, могут уворачиваться от штормов и других опасностей.

Одно из самых важных исследований того, как животные могут предсказывать стихийные бедствия, было проведено пять лет назад группой под руководством Мартина Викельски из Института поведения животных имени Макса Планка в Германии. Исследование включало запись моделей движения различных животных (коров, овец и собак) — процесс, известный как биологирование — на ферме в подверженном землетрясениям регионе Марке в центральной Италии. К каждому животному были прикреплены ошейники с чипами, которые отправляли данные о перемещениях на центральный компьютер каждые несколько минут в период с октября 2016 года по апрель 2017 года.

За этот период официальная статистика зафиксировала более 18 000 землетрясений в регионе, от крошечных толчков силой всего 0,4 балла до дюжины землетрясений силой 4 балла или выше, включая разрушительное землетрясение в Норчии магнитудой 6,6. Исследователи обнаружили доказательства того, что сельскохозяйственные животные начали менять своё поведение за 20 часов до землетрясения.

Всякий раз, когда наблюдаемые животные были на 50% активнее в течение более 45 минут подряд, исследователи предсказывали землетрясение магнитудой выше 4,0.

«Чем ближе животные находились к эпицентру надвигающегося бедствия, тем раньше они меняли своё поведение», — сказал Викельски в 2020 году, когда исследование было опубликовано. «Это именно то, чего можно ожидать, когда физические изменения происходят чаще в эпицентре надвигающегося землетрясения и становятся слабее с увеличением расстояния». Другое исследование, проведенное Викельски, отслеживающее движения помеченных коз на вулканических склонах горы Этна на Сицилии, также показало, что животные, по-видимому, заранее предчувствовали, когда Этна вот-вот вернётся к жизни.

В Южной Америке поведенческий эколог Рэйчел Грант, которая сейчас работает в Лондонском университете Саут-Бэнк, обнаружила аналогичные результаты. Она провела биологическую регистрацию моделей движения животных с помощью камер, инициируемых движением, в национальном парке Яначага в перуанских Андах за период, который включал землетрясение магнитудой 7,0 в Контамане в 2011 году. «Количество животных, зафиксированных на фотоловушках, начало уменьшаться примерно за 23 дня до землетрясения, при этом сокращение ускорилось за восемь дней до землетрясения», — сказала Грант в своей статье об исследовании 2015 года. «За 10, 6, 5, 3 и 2 дня до землетрясения — и в день землетрясения — движения животных не регистрировались, что очень необычно».

Важно отметить, что Грант также обнаружила доказательства того, что могло вызвать изменения в поведении местных животных, в виде серии сильных возмущений местных атмосферных электрических зарядов каждые две-четыре минуты, начиная с двух недель до землетрясения. Особенно большое колебание было зафиксировано примерно за восемь дней до землетрясения в Контамане, что совпало с началом второй стадии исчезновения животных из поля зрения.

В настоящее время учёные выясняют, могут ли эти электромагнитные возмущения в атмосфере перед землетрясениями быть предупредительным признаком надвигающихся землетрясений, которые могут ощущать животные. Землетрясениям неизменно предшествует период, когда в глубоких породах возникают сильные напряжения - напряжения, которые, как известно, создают электронные заряды. Эти высокомобильные электронные носители заряда могут быстро течь от земной коры к поверхности Земли, где они ионизируют молекулы воздуха над местом их появления. Такая ионизация была отмечена до землетрясений по всему миру. Когда эти заряды текут, они также генерируют сверхнизкочастотные электромагнитные волны, обеспечивая дополнительный сигнал, который некоторые животные могут улавливать. «Предвестники землетрясений недостаточно документированы с научной точки зрения», — говорит Мэтью Блэкетт, доцент кафедры физической географии и стихийных бедствий в Университете Ковентри. Но некоторые учёные предполагают, что у животных мог развиться механизм побега от сейсмических волн, говорит он. «Возможно, они обнаруживают волны давления до начала землетрясений, возможно, они обнаруживают изменения в электрическом поле как линии разлома, когда горная порода начинает сжиматься. В крови животных также содержится много железа, которое чувствительно к магнетизму и электрическим полям».

Такие электронные заряды также могут вызывать появление определенных токсичных химических веществ перед землетрясениями. Например, если они вступают в контакт с водой, они могут вызвать реакции окисления, в результате которых образуется перекись водорода. Химические реакции между носителями заряда и органическими веществами в почве могут вызвать появление других неприятных продуктов, таких как озон.

Между тем, за несколько дней до землетрясения силой 7,7 балла в Гуджарате в Индии в 2001 году спутники зафиксировали всплеск уровня угарного газа в районе площадью 100 квадратных километров с центром в месте, которое оказалось эпицентром возможного землетрясения. Учёные предположили, что угарный газ может быть вытеснен из земли из-за накопления напряжения в горных породах по мере увеличения давления землетрясения.

Можно унюхать неприятные химические вещества, улавливать низкочастотные волны и почувствовать ионизированный воздух по ощущениям в мехе или перьях.

Учитывая, что предвидеть землетрясения так трудно, эти результаты задают вопрос: могут ли люди на самом деле предсказывать землетрясения, наблюдая за животными, и, таким образом, иметь возможность предупреждать о том, что они приближаются?

В статье 2020 года Викельски и его коллеги изложили прототип системы раннего предупреждения о землетрясениях с использованием сайтов мониторинга активности животных на основе данных его исследования в Италии. Он подсчитал, что сельскохозяйственные животные над точкой возникновения надвигающегося землетрясения, которые могли каким-то образом его ощутить, проявят активность за 18 часов до того, как оно произойдет.

Животные, находящиеся на расстоянии 10 км от эпицентра, должны показывать предупреждающие знаки через восемь часов, а животные на фермах в 20 км — ещё через восемь часов. «Если это правда, это будет означать, что землетрясение неизбежно в течение следующих двух часов», — говорит он.

Исследователям потребуется наблюдать за большим количеством животных в течение более длительных периодов времени в различных зонах землетрясений по всему миру, прежде чем их можно будет использовать для прогнозирования землетрясений. Для этого Викельски и другие обращаются к глобальной системе наблюдения за животными Icarus на Международной космической станции, чтобы собирать данные о перемещениях животных по всему миру.

Icarus (Международное сотрудничество в области исследований животных с использованием космоса) — это инициатива, созданная в результате глобального сотрудничества учёных в 2002 году. Она направлена на создание точной глобальной системы наблюдения за множеством помеченных мелких животных (например, птиц) для предоставления данных и подсказок о взаимодействии между животной жизнью планеты и её физическими системами.

Тем временем Китай уже создал систему оповещения о землетрясениях на базе своего бюро землетрясений в Наньнине, которая отслеживает поведение животных, находящихся гораздо ближе к земле, в частности, змей на фермах в обширном регионе, подверженном землетрясениям.

Змеи обладают мощным набором сенсорных механизмов, предназначенных для обнаружения крошечных изменений в аспектах окружающей их среды, и отчасти внезапные изменения в поведении змей и других животных побудили власти эвакуировать китайский город Хайчэн в 1975 году, незадолго до того, как произошло крупное землетрясение, что спасло бесчисленное количество жизней. «Из всех существ на земле змеи, пожалуй, наиболее чувствительны к землетрясениям», — сказал China Daily в 2006 году Цзян Вейсон, тогдашний директор бюро Наньнина.

Землетрясения — не единственные экологические опасности, о которых животные предупреждают заранее. Птицы всё чаще находятся в центре внимания из-за того, что они, по-видимому, способны обнаруживать другие приближающиеся природные опасности. В 2014 году учёные, отслеживающие златокрылых певчих птиц в США, зафиксировали поразительный пример того, что известно как эвакуационная миграция. Птицы внезапно взлетели со своего места размножения в горах Камберленд в восточном Теннесси и улетели на 700 км — несмотря на то, что они только что пролетели 5000 км из Южной Америки. Вскоре после того, как птицы улетели, ужасающий рой из более чем 80 торнадо обрушился на этот район, убив 35 человек и причинив ущерб на сумму более 1 миллиарда долларов.

Предположение казалось ясным — птицы каким-то образом почувствовали смерчи, летящие с расстояния более 400 км. «Метеорологи и физики десятилетиями знали, что ураганы издают очень сильный инфразвук, который может распространяться на тысячи километров от урагана», — сказал в то время Генри Стреби, биолог дикой природы из Калифорнийского университета в Беркли. Он также отметил, что инфразвук от сильных штормов распространяется с частотой, на которую птицы были бы хорошо настроены. Обнаружение изменений в инфразвуке также считается механизмом, с помощью которого мигрирующие птицы, по-видимому, могут уклоняться от штормов при переходе через обширные океаны — идея, которая в настоящее время проверяется в ходе продолжающегося исследования Киви Куака в Тихом океане.

Это исследование было вдохновлено радиопрограммой, которую слушал французский морской офицер Жером Шардон о птице малый веретенник, которая каждый год мигрирует на 14 000 км между Новой Зеландией и Аляской. Как опытный координатор спасательных операций в Юго-Восточной Азии и Французской Полинезии, Шардон знал, насколько коварным будет это путешествие. Свирепые штормы часто обрушиваются на Тихий океан и его диаспору изолированных островных сообществ. Так как же малые веретенники могли совершать свои ежегодные путешествия, не встречая препятствий в виде вездесущих штормовых опасностей?

В проекте, запущенном в январе 2021 года, участвует команда из Национального музея естественной истории Франции, оснастившая 56 птиц пяти разных видов GPS-трекерами, чтобы отслеживать их маршруты через океан. Международная космическая станция обеспечивает надзор, получая сигналы от птиц во время их полета и наблюдая за тем, как они реагируют на стихийные бедствия в пути. Их теги также собирают метеорологические данные, чтобы помочь улучшить моделирование климата и прогнозирование погоды в Тихом океане.

Киви Куака также рассмотрит, может ли поведение птиц предупреждать о менее частых опасностях, таких как цунами, которые, как известно, генерируют характерные инфразвуковые паттерны, опережающие настоящие волны.

В настоящее время команда занимается получением GPS-меток на кроншнепах, чтобы выяснить, реагировали ли они на инфразвуковую волну, зарегистрированную французскими метеорологическими зондами в Тихом океане через несколько часов после недавнего извержения вулкана в Тонге.

Саманта Патрик, морской биолог из Ливерпульского университета, также изучает инфразвук как метод, с помощью которого птицы могут обнаруживать природные опасности и избегать их, а также, возможно, предупреждать людей. Патрик в настоящее время изучает, предпочитают ли альбатросы районы с высоким или низким инфразвуком, хотя анализ ещё не завершен.

Не все эксперты считают, что системы раннего предупреждения о животных являются жизнеспособным вариантом для прогнозирования бедствий. И даже если они помогут, одних движений животных вряд ли будет достаточно: людям нужно будет полагаться на комбинацию сигналов раннего предупреждения, чтобы получить полную картину. Тем не менее, хотя мы ещё не можем разговаривать с животными, возможно, пришло время уделять больше внимания их предупреждениям.