Algoritmusok ide, szenzorok oda, az állatok még mindig jobbak a természeti katasztrófák előrejelzésében, mint a modern technika

A Qubit a szabad és tájékozott magyar nyilvánosságért dolgozik. Segítsd a munkánkat!

Az 1985-ös berhidai földrengésről az az anekdota járja, hogy a hatását a Balaton környéki falvakban is érezni lehetett, de a nyaralók onnan vették észre, hogy valami nincs rendben, hogy órákkal a rengések előtt elhallgattak a környék madarai, sőt, a természet semmilyen megszokott hangját nem lehetett hallani, csak az autók távoli morajlását.

Rengeteg az ehhez hasonló történet arról, hogy az állatok képesek megérezni és előre jelezni a veszélyt, és ebben az algoritmusok uralta technológiai fejlődés ellenére sem tudta lekörözni őket az ember, legalábbis egyelőre. Néhány tudós érdeklődését  mindenesetre felkeltette a téma, és elkezdték felderíteni, pontosan milyen belső jelzőrendszereken keresztül képesek az állatok észlelni a veszélyt, majd feltették a kérdést: vajon segíthetnék-e a háziállatok, a kígyók vagy éppen a madarak természetes katasztrófa-előrejelzőként az embereket.

Már az ókorban is

Elsőként Thuküdidész görög történetíró jegyezte fel időszámításunk előtt 373-ban azt az anekdotát, hogy a Heliké városát megrázó, hatalmas földrengés előtti napokban a kutyák, a macskák, a kígyók és a menyétek csapatostul hagyták el a várost. Hasonlóan pánikba esetten menekülő állatokról, például lovakról szóló feljegyzések születtek 1906-ban a San Franciscó-i földrengés előtt, az 1805-ös nápolyi földrengés előtti pillanatokban pedig a feljegyzések szerint a szamarak, a birkák, a kutyák és a ludak is kórusban kezdték el hallatni a hangjukat, jelezve, hogy valami készül.

Amikor 2004-ben egy 9,1-es erősségű tenger alatti rengés hatalmas szökőárat indított el Indonézia partjainál, és egy tucatnyi országban mintegy 225 ezer ember halálát okozta, percekkel azelőtt, hogy a kilencméteres árhullám lecsapott a partra, néhány állat megérezte a veszélyt, és menekülésbe kezdett. Szemtanúk beszámolói szerint az elefántok magasabban fekvő területekre kaptattak fel, a flamingók hátrahagyták az alacsonyan fekvő költőhelyeiket, és a kutyák nem voltak hajlandók szabadtérre menni. A thaiföldi Bang Koey tengerparti faluban élők azt mesélték, hogy a parton időző bölények egyszer csak elkezdték nagyon hegyezni a fülüket, kifutottak a tengerre, majd megfordultak, és amilyen gyorsan csak tudtak, felfutottak egy közeli domb tetejére. Néhány perccel ezután lecsapott a cunami.

Ehhez képest a helyiek által használt előrejelző rendszerek, például a földrengésjelző berendezések, az árapályt mérő szenzorok és úgynevezett cunaméterek, vagyis mélytengeri szenzorok hálózatai sem jelezték egyértelműen a veszélyt. Bizonyos területeken a szenzorok karbantartási munkálatok miatt nem működtek, más partszakaszokon semmilyen cunamijelző rendszer nem volt, és ahol sikeresen leadták a figyelmeztető jelzéseket, ott a kidolgozatlan kommunikációs rendszerek és hiányos katasztrófa-elhárítási eljárások okoztak problémát – például nem jutottak időben célba a fenyegetett térségeken élőknek szánt SMS-ek. 

Szardíniákat fotóz egy férfi az acapulcói parton 2011. március 11-én. Ezek a halak ritkán úsznak ki a partra, felbukkanásuk közelgő szökőárat jelezhetett előre.Fotó: PEDRO PARDO/AFP

Ahol a technológia még nem játszik, belépnek az ösztönök

Ez az eset nem egyedi: a szakértők szerint egyelőre a legfejlettebb technológia sem képes megbízhatóan előre jelezni a természeti katasztrófákat. A földrengések esetén például a szeizmikus érzékelők csak akkor lendülnek igazán mozgásba, amikor már javában repedeznek a házfalak, és leng a plafonon a csillár. A megbízható előrejelzésekhez konzisztens előjelekre lenne szükség, a tudósok azonban eddig nem találtak egyetlen olyan szignált sem, ami következetesen jelezte volna a nagy földrengések közeledtét. Emiatt fordult néhány kutató az állatok viselkedésének tanulmányozása felé.

Az egyik legfontosabb, 2020-ban publikált tanulmány Martin Wikelskihez, a németországi Max Planck Állatviselkedés-tani Intézet kutatójához és munkatársaihoz köthető. Ők öt évvel korábban tehenek, birkák, kutyák és más háziállatok mozgását kezdték vizsgálni jeladós nyomkövetéssel egy földrengés sújtotta olasz régióban, Marche területén. Az állatok néhány percenként rögzített mozgását 2016 októbere és 2017 áprilisa között mérték. A hivatalos statisztikák ebben az időszakban 18 ezer földrengést jegyeztek fel, 0,4-es erősségű, aprócska rezgésektől kezdve 4-es vagy nagyobb erősségű rengésekig, beleértve a Norcia városát sújtó, 2016-os pusztító földrengést is. A kutatók azt figyelték meg, hogy a háziállatok már 20 órával a földrengés előtt elkezdték megváltoztatni a viselkedésüket, és ez annál előbb megtörtént, minél közelebb voltak az epicentrumhoz. Amikor az állatok több mint 45 percen keresztül kollektíven mozgékonyabbak, aktívabbak lettek, a kutatók 4-es vagy annál is erősebb földrengést valószínűsítettek – nyolc esetből hétszer helyesen.

Rachel Grant viselkedésökológus, a London South Bank Egyetem kutatója hasonló eredményekre jutott Dél-Amerikában. Grant a perui Alpokban, a Yanachaga Nemzeti Park hegységeiben vadon élő állatok mozgását figyelte a 2011-es 7-es erősségű földrengést is magába foglaló időszakban. A 2015-ben közölt kutatási eredményekben Grant azt írja, hogy az állatok mozgása 23 nappal a földrengés előtt ritkulni kezd, majd bizonyos napokon, két-három nappal a rengés előtt és aznap már semmilyen állati mozgás nem tapasztalható. 

Elektromágneses zavarok és mérgező vegyi anyagok

A kutató a viselkedésváltozásra is talált lehetséges magyarázatot: már két héttel a földrengés előtt észlelni lehetett a helyi légköri elektromosság komoly zavarait. Nyolc nappal a földmozgás előtt különösen nagy ingadozást észleltek – Grant szerint éppen akkor, amikor az állatok eltűnésének második nagy hulláma kezdődött. A tudósok jelenleg vizsgálják, hogy a légköri elektromágneses zavarokat lehetne-e a földrengésekre figyelmeztető jelekként érzékelni.

Fotó: JEAN-CLAUDE MALAUSA/Biosphoto via AFP

A földrengéseket kivétel nélkül megelőzi ugyanis egy olyan szakasz, amikor a mélyrétegekben nyomás keletkezik, ez pedig úgynevezett pozitív lyukat, vagyis elektronhiányt hoz létre. Ezek a lyukak nagyon gyorsan a Föld felszínére jutnak, ahol ionizálják a levegőmolekulákat. Ezt a fajta ionizációt már jól dokumentálták a tudósok. A pozitív lyukak mozgása ultra-alacsony frekvenciás elektromágneses hullámokat is generál, ezt a jelet pedig szintén észlelhetik az állatok. 

Ez a folyamat bizonyos toxikus vegyi anyagok megjelenését is okozhatja. Az 1995-ös japán földrengés előtt például megnövekedett a radonkoncentráció a talajvízben. Ha ugyanis a pozitív lyukak vízzel kerülnek kapcsolatba, ez oxidációs reakciókat válthat ki, ami hidrogén-peroxidot hoz létre, míg a töltéssel bíró részecskéknek a talajban lévő más, szerves anyagokhoz való kapcsolódása egyéb kellemetlen végtermékeket, például ózont termelhet. A 2001-es 7,7-es erősségű indiai földrengés előtti napokban a későbbi rengés epicentrumában, mintegy 100 négyzetkilométeren a szén-monoxid-szint emelkedését figyelték meg a műholdak. A tudósok úgy gondolják, hogy a kőzetekben felgyülemlő nyomás a felszínre hajtja a szén-monoxidot. Mivel pedig az állatoknak nagyon érzékeny a természetes jeleket érzékelő rendszerük, hiszen az életük múlik ezen, valószínűleg kiszagolják a kellemetlen vegyi anyagokat, meghallják az alacsony frekvenciájú hullámokat, és a bőrükön érzik az ionizált levegőt. 

Kínában kígyók jelzik a földrengéseket

Wikelski és kollégái egy 2020-ban megjelent tanulmányukban felvázoltak egy olyan földrengés-előrejelző rendszert, ami az állatok mozgásának követésén alapul. A kutatócsoport úgy becsülte, hogy a háziállatok a földrengés epicentrumában már 18 órával a rengések előtt észlelik a közelgő veszélyt, és megváltoztatják a viselkedésüket. Ha 10 kilométerrel távolabb vannak, akkor 10 órával előtte, ha 20 kilométerrel, akkor pedig 2 órával előtte jelzik a veszélyt. Ezeket az adatokat azonban más földrengések sújtotta térségekben, több állattal le kell tesztelni, mielőtt használhatóvá válna egy ilyen rendszer.

Eközben Kína már létrehozott egy földrengés-előrejelző rendszert Nanningban, amelyik kígyókra támaszkodik, a hüllők ugyanis rendkívül érzékenyek a földrengésekre. Olyan érzékelőkkel rendelkeznek, amelyek képesek észlelni a környezet apró változásait. Amióta 1975-ben Hajcseng városának rengeteg lakóját sikerült megmenteni azáltal, hogy időben észrevették az állatok furcsa viselkedését – a kígyók százasával jöttek elő a januári hidegben odúikból annak ellenére, hogy halálra fagyhattak, a kutyák éjjel-nappal ugattak, a macskák nem voltak hajlandók beltéren tartózkodni, és a környékbeli vadállatok csapatostul menekültek a térségből – a kínaiak elkezdték komolyan venni az állatok jelzéseit. A nanningi földrengés-előrejelző iroda napi 24 órában kamerákkal figyeli a helyi kígyófarmokon a hüllők viselkedését, és azt mondják, hogy a nagy földrengések készülődésekor az állatok még hidegben is elhagyják fészkeiket, és akár a fejüket a kerítésekbe verve is megpróbálnak menekülni.

Fotó: PETER PARKS/AFP

A madarak és az infrahangok

Nem a földrengés az egyetlen veszélyes természeti jelenség, amit észlelnek az állatok: a madarak például a környezeti katasztrófák lakmuszpapírjainak számítanak. 2014-ben furcsa jelenséget dokumentáltak az aranyszárnyú hernyófaló csapatokat monitorozó tudósok. Annak ellenére, hogy éppen befejezték Dél-Amerikából a Tennessee-től keletre található költési helyükre való vándorlásukat, 5000 kilométeres repülés után felkerekedtek az Appalache-hegységből, és 700 kilométerre délre, a Mexikói-öbölbe repültek. Miután elhagyták a terepet, több mint 80 tornádó csapott le a térségre, 35 ember halálát okozva.

A madarak észlelték a 400 kilométerrel messzebbről érkező tornádókat, és tudósok szerint ez annak köszönhető, hogy érzékelik az infrahangokat, az emberi hallással nem fogható, alacsony frekvenciájú háttérzajokat. A fizikusok és meteorológusok már évtizedek óta tudják, hogy a tornádók nagyon erős infrahangokat bocsátanak ki, amelyek akár több ezer kilométerre is elhallatszanak. Az infrahangok változásainak észlelésén keresztül lehetnek képesek a madarak arra is, hogy hosszú, óceánok feletti repüléseik során kikerüljék a viharokat. Egy kutatócsoport a Csendes-óceánon jelenleg a Kivi Kuaka nevű kezdeményezés keretében éppen ezt igyekszik felmérni. A projekt 2021 januárjában kezdődött, és a francia Természettudományi Múzeum egyik csapata 56 madarat látott el GPS-nyomkövetőkkel, amelyek meteorológiai adatokat is gyűjtenek; a Nemzetközi Űrállomás begyűjti a madarak adatait, és elemzi őket. A tudósok igyekeznek feltárni, hogy segíthetnek-e a madarak a cunamik vagy a vulkánkitörések előrejelzésében is. 

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: