امیدی جدید برای پیش‌بینی زلزله
مشاهدات واكنش‌های اولیه حیوانات به زمین لرزه در طول تاریخ بسیار رایج و در متون تاریخی آمده است.
دنیای قلم - مهدی زارع: مقاله‌ای جدید در یكی از مجلات نیچر در 28 نوامبر 2023 - 7 آذر 1402 - از پژوهشگران آلمانی و امریكایی نشان می‌دهد كه زلزله‌شناسان هشت ماه قبل از زلزله مخرب تركیه-سوریه در 6 فوریه 2023 سیگنال‌های لرزه‌ای منحصربه‌فردی پیدا كرده‌اند كه امیدها را برای پیش‌بینی زمین لرزه‌های بزرگ افزایش داد.
زلزله مزبور (در 17 بهمن 1401) با بیش از 60 هزار كشته و بیش از 100 هزار مجروح موجب خسارت زیادی به 4 میلیون ساختمان از جمله تخریب حدود 345000 آپارتمان شد. این مطالعه افزایش سیگنال‌های لرزه‌ای و انتشار انرژی را در حدود 60 كیلومتری كانون زمین‌لرزه حدود هشت ماه قبل از زلزله شناسایی كرده است. این سیگنال‌ها روی یك گسل ثانویه ظاهر می‌شوند كه اغلب در ارزیابی‌های لرزه‌ای نادیده گرفته می‌شوند. با تغییرات در فرآیندهای هسته‌زایی زلزله در رویدادهای مختلف امكان پیش‌بینی قطعی بسیار كم و هشدارهای فوری را در حال حاضر غیرقابل دسترس می‌سازند. قبل از وقوع زلزله‌ها، فرآیندهای ژئوفیزیكی در مقیاس‌های زمانی و مكانی متفاوت رخ می‌دهند، برخی از آنها اثر خود را بر محیط سطحی مختلف برجای و حتی بر یونوسفر اثر می‌گذارند. گزارش‌های مربوط به تغییرات پیش‌نشانگری در رفتار حیوانات به دلیل ماهیت توصیفی و «حكایتی» بسیاری از شواهد و عدم توافق بر سر سازوكار‌های مسبب احتمالی، مورد استقبال چندانی از سوی جامعه علمی قرار نگرفته است.
در یك پژوهش تغییرات فراوانی پستانداران و پرندگان در یك دوره 30 روزه با دوربین‌های متحرك در پارك ملی یاناچاگا، پرو، قبل از زلزله با بزرگای 7.0 در سال 2011 پایش شده است. آشفتگی‌های یونوسفر در داده‌های فاز فركانس بسیار كم (vlf) شبانه در امتداد مسیرهای انتشار كه از ناحیه كانونی عبور می‌كنند، ثبت شده است. فعالیت حیوانات در یك دوره 3 هفته‌ای قبل از زلزله در مقایسه با دوره‌های فعالیت لرزه‌ای كم به‌طور قابل توجهی كاهش یافت. آشفتگی‌های فازی یونوسفر شبانه سیگنال‌های vlf در بالای ناحیه كانونی - با چند دقیقه نوسان - از 2 هفته قبل از زلزله شروع شد. مشاهده همزمان دو پدیده اولیه كاملا متفاوت و ظاهرا نامرتبط بسیار جالب توجه است: شارژ الكتریكی در پوسته زمین و جریان آنها به سطح زمین از طریق فعالیت حیوانی قبل از زلزله m=7 در پرو در فركانس خیلی پایین (ulf) نوسان داشته و در نتیجه تابش الكترومغناطیسی ساطع كرده و به یونیزاسیون هوا در سطح مشترك زمین به هوا انجامیده است. تزریق مقادیر زیادی از یون‌های مثبت معلق در هوا برای حیوانات قابل تشخیص است.
مشاهدات واكنش‌های اولیه حیوانات به زمین لرزه در طول تاریخ بسیار رایج و در متون تاریخی آمده است. سر و صدای مقدماتی قرقاول قبل از زلزله‌ها (در ایران باستان) و واكنش‌های گربه ماهی ژاپنی و سپس وقوع زمین‌لرزه‌ها از آن جمله است. یك نظریه دلیل این واكنش‌ها را آئروسل‌هایی می‌داند كه به صورت سویه‌های پیش‌نشانگر از زمین تولید می‌شوند و علاوه بر این، سیستم سروتونین نیز در حیوانات به این مواد حساس است. وجود سطوح بالاتر رادون 222 را قبل از زلزله گزارش كرده‌اند. rn-222 پایدارترین ایزوتوپ رادون است كه نیمه عمر آن تقریبا 3.8 روز است. با این حال به نظر می‌رسد هیچ مقاله‌ای وجود ندارد كه نشان دهد حیوانات قادر به تشخیص گاز رادون هستند. تشخیص تغییرات ژئومغناطیسی با واسطه وقوع مگنتیت شناخته شده در بافت‌های حیوانات را به عنوان یكی از پیش‌نشانگر‌های احتمالی زلزله می‌شناسند. دانشمندان چینی متقاعد شدند كه اثرهای مادون صوت علت واكنش حیوانات است و سامانه‌های پیش‌بینی زلزله آنها مثلا شامل ثبت خودكار واكنش‌های عصبی طوطی است. حیوانات به سیگنال‌های صوتی غیرقابل شنیدن برای انسان واكنش نشان می‌دهند.
زلزله كوبه (هانشین آواجی ژاپن) در (5.47 صبح، 17 ژانویه 1995) با بزرگای 6.9 بیش از 6000 كشته برجای گذاشت. بسیاری از مردم در منطقه زلزله در گزارش‌هایی به محققان گفتند كه حدود ساعت 5 صبح آن روز - و حدود 45 دقیقه قبل از زلزله از خواب بیدار شده‌اند. نتایج یكسری آزمایشات مستقیم طولانی مدت روی حیوانات و پاسخ آنها به ulf نشان می‌دهد در اكثر حیوانات این موضوع باعث خارش و/یا رفتار اضطرابی به‌ویژه برای گربه ماهی ژاپنی می‌شود گربه ماهی چنین اختلالاتی را حتی از میدان‌های كوچك ایجاد شده توسط حركت ماهیچه‌های طعمه تشخیص می‌دهد. موش‌ها اختلالات ریتم شبانه‌روزی از جمله الگوهای خواب را نشان داده‌اند. الگوی خواب زمستانی مارها و سوسك‌های مختل شده و حتی آزمایش اثرات مستقیم ulf روی قلب قورباغه جدا شده نشان داده شده است. از این تحقیقات به نظر می‌رسد كه حیوانات كوچك‌تر احتمال بیشتری برای رفتارهای پیش‌نشانگرانه از خود ندارند. حساسیت گربه ماهی نشان داده است كه ذرات معلق در هوا دخیل نیستند، زیرا نمی‌توانند بر گونه‌های آبزی اثر بگذارند. البته این احتمال وجود دارد كه گونه‌های غیرآبزی به ذرات معلق در هوا یا هوای یونیزه شده پاسخ دهند.
ضمنا بوهای غیرمعمول نیز مدت‌ها قبل از برخی زمین‌لرزه‌ها گزارش شده‌اند و گاهی اوقات به عنوان «بوی مثل گوگرد» گزارش می‌شوند (مثلا زمین‌لرزه‌های كرایست‌چرچ، نیوزیلند، 2010) كه احتمالا به معنای سولفید هیدروژن است، اما بوهای كمتر قابل تعریف دیگری نیز گزارش شده‌اند. از آنجایی كه حواس بویایی انسان بسیار كمتر از حیوانات است، طبیعی است كه فرض كنیم حیوانات می‌توانند انواع گازهای كمیاب را حس كنند كه انسان نمی‌تواند. مدت‌ها تصور می‌شد كه ممكن است قبل از گسیختگی، تغییرات دما در یك ناحیه گسلی وجود داشته باشد و نظریه دیگر اینكه حیوانات این تابش مادون قرمز را تشخیص می‌دهند در حالی كه انسان ممكن است این تابش را تشخیص ندهد . ذرات معلق در هوا یا سازوكار‌های مشابه ممكن است مسوول باشند. سنگ‌های تحت فشار از طریق گسیختگی در سنگ، چنین یون‌هایی را به هوای اطراف ساطع می‌كنند.
پیش‌بینی‌های خاصی هم برای زمان و فاصله پیش‌نشانگرها (از جمله رفتار حیوانات) و هم برای وقوع زلزله بدین‌ترتیب ارایه می‌شود. اندازه‌گیری‌های ماهواره‌ای از زلزله ناهنجاری‌های الكترومغناطیسی برخی از آنها در خود یونوسفر هستند. سازوكار‌های متعددی برای چگونگی اثر شرایط زمین بر یونوسفر پیشنهاد شده، اما هنوز هیچ یك مورد توافق جهانی قرار نگرفته است.