Специалисты начали исследовать химические изменения перед природным катаклизмом после того, как в 2009 году в итальянском городе Аквила из пруда исчезла целая колония жаб — за несколько дней до разрушительного землетрясения.
Теперь ученые пытаются использовать поведение животных для прогнозирования землетрясений. Выводы исследователей опубликованы в журнале International Journal of Environmental Research and Public Health. Ученые описывают механизм взаимодействия грунтовых вод с элементами, которые появляются в результате сдавливания горных пород в земной коре.
Животные, живущие в естественных водоемах или рядом с ними, очень чувствительны к изменениям в химическом составе воды, и потому могут чувствовать приближение подземного толчка за несколько дней до того, как он произойдет.
Исследователи во главе с Фредеманном Фройндом из американского аэрокосмического агентства НАСА и Рейчел Грант из британского Открытого университета надеются, что их гипотеза подтолкнет биологов и геологов к совместной работе над выяснением точного механизма, который позволил бы при помощи животных выявить признаки землетрясения.
Лягкушки Аквилы — не единственный пример странного поведения животных перед крупным сейсмическим событием. История знает немало случаев, когда рептилии, земноводные и рыбы начинали вести себя необычно перед подземным толчком.
В 1975 году в китайском городе Хайчен, по словам очевидцев, змеи стали массово выползать из своих нор за месяц до того, как произошло крупное землетрясение.
Такое поведение было тем более странно, что происходило все во время зимы при минусовых температурах, когда змеи должны были находиться в спячке, и, выползая наружу, фактически обрекали себя на верную смерть.
Однако каждый из этих фактов — с выползающими из нор змеями, покидающими пруд земноводными и глубоководными рыбами, выплывающими на поверхность океана, — относился к отдельному событию.
Крупные землетрясения очень редки, и потому практически невозможно подробно изучить обстоятельства, которыми они сопровождались. И вот здесь случай с жабами Аквилы играет особую роль.
Биолог Открытого университета Рейчел Грант наблюдала за колонией жаб в рамках своей докторской диссертации. Она вспоминает, что все 96 жаб, населявшие пруд, исчезли в течение трех дней. Грант опубликовала свои наблюдения в научном журнале Journal of Zoology. "После этого мне позвонили из НАСА", — сказала она Би-би-си.
Ученые из аэрокосмического агентства США изучали химические изменения, возникающие в ситуации, когда каменные породы подвергаются высокому давлению. Они хотели выяснить, не связаны ли эти изменения с массовым исходом жаб.
Лабораторные опыты показали, что эти два процесса могут быть взаимосвязаны, а земная кора непосредственно воздействует на химический состав воды в пруде, где живут и размножаются жабы.
Геофизик НАСА Фредеманн Фройнд рассказал, что, когда скальные породы подвергаются большому давлению тектонических сил, обычно незадолго до землетрясения, они выделяют заряженные частицы.
Заряженные частицы, объяснил доктор Фройнд, достигают поверхности Земли, и, взаимодействуя с молекулами воздуха, превращают их в ионы. "Известно, что положительно заряженные ионы воздуха вызывают головную боль и тошноту у людей, а также рост уровня серотонина, гормона стресса, в крови у животных", — сказал он. Ионы также могут взаимодействовать с молекулами воды, превращая их в перекись водорода.
Подобные химические реакции могут влиять на органические вещества, растворенные в грунтовых водах, превращая их в ядовитые смеси, токсичные для животных, живущих в воде. Ученые признают, что механизм взаимодействия очень сложен и нуждается в тщательной проверке.
Однако, по словам Рейчел Грант, впервые появилась возможность выяснения признаков приближающегося землетрясения, которые могут уловить и на которые могут среагировать различные животные. В свою очередь доктор Фройнд полагает, что поведение животных может стать частью процесса прогнозирования землетрясений.
"Когда мы выясним, как все эти сигналы связаны между собой, если мы увидим четыре из пяти сигналов, указывающие в (одном и том же) направлении, мы сможем сказать: окей, сейчас что-то произойдет", — сказал Фройнд Би-би-си.