科學家表示動物能夠在地震即將發生前感知到地下水發生的化學變化，從而預測地震。在2009年意大利拉奎拉地震發生前幾天，當地的蟾蜍紛紛離開池塘。觀察到這一現象之后，科學家開始對這種化學效應進行研究。研究結果表明我們可以通過觀察動物出現的異常行為預測地震。

研究小組在論文中描述了這樣一種現象：地殼中受壓的巖石釋放出帶電粒子并與地下水發生反應。生活在地下水中或者附近的動物對其發生的任何化學變化非常敏感，可能在巖層斷裂并引發地震前幾天就預感到將有地震發生。

此項研究由美國宇航局的弗萊德里曼-弗倫德和英國開放大學的雷切爾-格蘭特領導。他們希望自己的研究發現能夠促使生物學家和地質學家展開密切合作，通過研究動物的行為識別地震即將發生前出現的一些難以捉摸的征兆。

拉奎拉的蟾蜍并不是在地震發生前動物行為出現異常的第一個例子。歷史上曾多次出現這種現象的報告。地震發生前，一些爬行動物、兩棲動物和魚類的行為都出現異常。在1975年的中國海城，很多人發現蛇鉆出巢穴，一個月后，這座城市遭受大地震襲擊。這是一個特別奇怪的現象，因為當時正值冬季，蛇正在冬眠。蛇洞外的溫度低于零度，冒險離開蛇洞對這些冷血動物來說無疑是一種自殺性為。

然而，無論是爬行動物從冬眠中蘇醒，兩棲動物逃離池塘還是深海魚類游到海面，都只是個別現象。由于大地震較為罕見，對動物進行深入研究，通過觀察其行為變化預測大地震很難做到。這也正是拉奎拉蟾蜍的特殊性所在。作為博士項目的一部分，身為開放大學生物學家的格蘭特當時一直對蟾蜍群落進行監視。她回憶說：“非常具有戲劇性。所監視的96只蟾蜍幾乎在短短3天內變成零。”在《動物學雜志》上，格蘭特公布了她的觀察發現。她在接受英國廣播公司采訪時說：“在此之后，美國宇航局與我取得聯系。”

宇航局科學家當時一直對巖石受到強大壓力時的化學變化進行研究。他們希望確定這種變化是否與蟾蜍大批撤離有關。他們在實驗室進行的測試表明，蟾蜍的撤離確與化學變化之間存在聯系，地殼能夠直接影響蟾蜍生活和繁殖后代的池塘的化學特征。

宇航局地球物理學弗倫德指出，在受到強大壓力時——例如地震發生前的巨大構造力——巖石會釋放出帶電粒子。這些帶電粒子進入周圍的巖石。在抵達地表時，它們與空氣發生反應，將空氣中的分子轉變成帶電粒子——離子。他說：“空氣中帶正電的離子會導致人出現頭疼和惡心反胃癥狀，同時也會導致動物血液中的應激激素5-羥色胺水平升高。”此外，離子也會與水發生反應，將水變成過氧化氫。一系列的化學反應影響了溶解在池塘中的有機物，將無害的有機物變成對水生動物具有毒性的物質。

這是一個非常復雜的機制，科學家指出需要進行全面徹底的測試和研究。格蘭特表示，這是科學家發現的第一個令人信服的潛在地震預測機制，水生、半水生和穴居動物可能感知到地震即將發生并作出反應。她說：“巖層在地震前發生一系列變化，如果動物不在一定程度上受到影響，那才是怪事。”弗倫德指出可能預測地震的現象很多，動物出現的怪異行為只是其中之一。他在接受英國廣播公司采訪時說：“我們需要了解這些信號之間如何發生聯系，如果發現幾個信號都指向同一個方向，我們便可以得出將會發生地震的結論。”

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