Những loài vật có khả năng dự báo thảm họa

• Norman Miller
• BBC Future

5 giờ trước

Vào năm 2004, một trận sóng thần được kích hoạt bởi đợt động đất mạnh 9,1 độ dưới biển ngoài khơi Indonesia, phá hủy phần lớn các khu dân cư ven biển Ấn Độ Dương, làm thiệt mạng ít nhất 225.000 người ở hơn mười quốc gia.

Con số thiệt mạng khủng khiếp một phần do các khu dân cư không nhận được cảnh báo kịp thời.

Các hệ thống cảnh báo sớm ở đia phương, như cảm biến động đất và thủy triều, đã không đưa ra được những lời khuyên cụ thể.

Nhiều cảm biến không hoạt động do vấn đề bảo trì, trong khi các khu vực ven biển thiếu hệ thống báo hiệu sóng thần.

Thông tin về cảnh báo thiên tai cũng không hiệu quả, ở các khu vực bị sóng thần đe dọa, nhiều tin nhắn đã không gửi đi được hoặc không được đọc.

Vậy nhưng trong vài phút và hàng giờ trước khi những bức tường sóng cao đến 9m (30ft) đổ sập xuống ven biển, một số loài vật dường như đã cảm nhận được tai họa đang đến gần và tìm đường lánh nạn.

Theo các nhân chứng, voi chạy lên vùng đất cao, hồng hạc rời bỏ khu vực làm tổ ở vùng thấp, còn chó thì không chịu ra khỏi nhà.

Tại ngôi làng ven biển Bang Koey ở Thái Lan, người dân địa phương cho hay họ thấy cả đàn trâu nước gần bãi biển đột nhiên dựng đứng tai, nhìn chằm chằm ra biển, sau đó chạy rầm rập lên đỉnh một ngọn đồi gần đó chỉ ít phút trước khi sóng thần đánh vào bờ.

\”Những người sống sót cũng cho hay họ thấy các loài vật như bò, dê, mèo và chim, đều di chuyển về phía sâu trong đất liền chỉ một lúc sau khi có động đất và trước khi sóng thần ập đến,\” Irina Rafliana, người từng tham gia nhóm tư vấn cho chương trình Chiến lược Quốc tế về rủi ro thiên tai của Liên Hợp Quốc (UNISDR) và hiện giờ là nhà nghiên cứu cho Viện Phát triển Đức ở Bonn, nói. \”Rất nhiều trong số những người sống sót đã bỏ chay cùng những con vật này hoặc ngay lập tức chạy theo sau chúng.\”

Rafliana điểm lại các câu chuyện tương tự trong chuyến đi thực địa thiên tai khác của bà, ví dụ như trận sóng thần năm 2010 gây ra bởi động đất dưới đáy biển gần Sumatra, làm thiệt mạng gần 500 người trên Quần đảo Mentawai.

Tuy nhiên, điều tương tự cũng xảy ra ở đây. Tin tức nói một vài loài vật như voi đã phản ứng như thể chúng biết trước chuyện gì sẽ xảy ra.

Chỉ vài ngày trước đó, một loài rùa mới được thả về lại với biển đã ngay lập tức quay đầu hai ngày trước vụ phun trào núi lửa hồi tháng một ở Tonga.

Nhiều khu vực thường xuyên gánh chịu thiên tai không hề có các hệ thống cảnh báo sớm. Vào năm 2017, Tổ chức Khí hậu Thiên văn Thế giới cho biết chính phủ của khoảng 100 quốc gia vẫn thiếu các hệ thống cảnh báo sớm các thiên tai mà họ thường phải gánh chịu.

Nhưng các báo cáo về hành vi một số loài vật trước thiên tai đã khiến một số nhà nghiên cứu dành sự quan tâm đặc biệt đến giả thuyết động vật sở hữu một cơ chế sẵn có, giúp cảnh báo các thảm họa thiên nhiên cận kề. Điều này làm dấy lên một câu hỏi thú vị – liệu động vật có thể đóng vai trò là hệ thống cảnh báo sớm tự nhiên cho loài người?

Ghi chép lâu đời nhất về hành vi bất thường của động vật trước thảm họa thiên nhiên có từ năm 373 trước Công nguyên, khi sử gia người Hy Lạp Thucydides thuật lại hiện tượng chuột, chó, rắn và chồn rời bỏ thành phố Helice vài ngày trước trận động đất thảm khốc.

Các tin tương tự cũng có rải rác trong lịch sử. Chỉ vài phút trước trận động đất ở Naples vào năm 1805, bò, cừu, chó và ngỗng được cho là đã đồng loạt kêu cứu, trong khi ngựa dường như đã hoảng loạn bỏ chạy ngay trước trận động đất ở San Francisco vào năm 1906.

Ngay cả với công nghệ tiên tiến ngày nay, vẫn rất khó để phát hiện các thảm họa thiên nhiên đang đến gần.

Ví dụ như trường hợp các trận động đất, cảm biến địa chấn chỉ rung lắc khi các cơn địa chấn đang thực sự xảy ra. Dự đoán chính xác động đất cần đến các tín hiệu báo trước, và cho đến giờ các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra bất cứ tín hiệu nhất quán nào trước các trận động đất lớn. Điều này lý giải xu hướng các nhà khoa học sẵn lòng cân nhắc các tín hiệu cảnh báo không chính thống – như hành vi động vật.

\”Ngay cả với tất cả công nghệ hiện có ngày nay, chúng ta vẫn không thể dự đoán một cách chính xác động đất hay hầu hết các thiên tai thảm khốc,\” Charlotte Francesiaz, người đứng đầu một nhóm nghiên cứu loài chim tại Phòng Đa dạng Sinh học nước Pháp (OFB), và là một phần thuộc dự án Kivi Kuaka chuyên tìm hiểu cách các loài chim di trú tránh bão và các mối nguy hiểm khác trong hành trình vượt qua Thái Bình Dương, nói.

Một trong những cuộc điều tra quan trọng nhất về việc động vật có thể dự đoán thảm họa như thế nào được thực hiện 5 năm trước bởi một nhóm do Martin Wikelski từ Viện Nghiên cứu Hành vi Động vật Max Planck ở Đức dẫn đầu.

Nghiên cứu này ghi nhận lại các kiểu chuyển động từ các loại động vật khác nhau (bò, cừu và chó) – quy trình này thường được gọi là ghi chép sinh học (biologging) – tại một trang trại trong khu vực hay bị động đất của Marches, miền trung nước Ý. Các con vật được cho đeo vòng cổ có gắn chip, loại chip này truyền dữ liệu về chuyển động của chúng về máy tính vài phút một lần, từ tháng 10/2016 đến tháng 4/2017.

Trong khoảng thời gian này, thống kê chính thức ghi nhận được hơn 18.000 trận động đất trong khu vực, từ các dao động nhỏ chỉ khoảng 0,4 độ đến hơn chục trận động đất từ 4 độ trở lên – bao gồm cả trận động đất 6,6 độ, tàn phá nghiêm trọng khu vực Norcia.

Các nhà nghiên cứu tìm thấy bằng chứng về vật nuôi trong trang trại bắt đầu thay đổi hành vi khoảng 20 giờ trước một trận động đất. Mỗi lần các con vật trong trang trại đồng loạt tăng động hơn 50% liên tục trong hơn 45 phút, các nhà nghiên cứu dự đoán được một trận động đất trên 4 độ. Đã có bảy trong số tám trận động đất mạnh đã được dự đoán chính xác bằng cách này.

\”Các con vật càng ở gần tâm chấn bao nhiêu, chúng càng thay đổi hành vi sớm bấy nhiêu,\” Wikelski cho biết vào năm 2020 khi nghiên cứu được công bố. \”Đây chính xác là điều mà bạn trông đợi khi các thay đổi chuyển động xảy ra thường xuyên hơn ở tâm chấn trận động đất và trở nên yếu hơn khi khoảng cách gia tăng.\”

Một nghiên cứu khác được thực hiện bởi Wikelski theo dõi chuyển động của dê trên sườn ngọn núi lửa Etna ở Sicily cũng cho thấy các con vật dường như dự cảm được Etna chuẩn bị phun trào.

Ở Nam Phi, nhà sinh thái học hành vi Rachel Grant – hiện làm việc cho Đại học London South Bank – cũng đạt được các kết quả tương tự.

Bà đã thực hiện việc ghi chép sinh học các kiểu chuyển động của động vật bằng camera cảm biến bên trong Công viên Quốc gia Yanachaga thuộc dãy Andes của Peru trong suốt khoảng thời gian xảy trận động đất 7 độ ở Contamana vào năm 2011.

\”Số lượng các loài động vật được ghi nhận bằng camera bắt đầu giảm đi ở khoảng 23 ngày trước trận động đất – với mức độ giảm lớn dần khoảng tám ngày trước trận động đất,\” Grant nói trong nghiên cứu năm 2015. \”Vào ngày thứ mười, sáu, năm, ba và hai trước trận động đất – và vào ngày xảy ra động đất – không có bất cứ chuyển động nào của động vật được ghi lại, một điều vô cùng bất thường.\”

Điều tối quan trọng là Grant tìm ra bằng chứng về thứ có thể kích hoạt sự thay đổi hành vi của các loài vật bản địa, dưới dạng một loạt các xáo trộn mạnh trong điện khí quyển khu vực mỗi hai đến bốn phút, bắt đầu từ hai tuần trước trận động đất. Sự nhiễu động lớn một cách bất thường được ghi nhận vào khoảng tám ngày trước trận động đất Contamana – trùng hợp với thời điểm bắt đầu giai đoạn hai của việc các loài động vật biến mất khỏi tầm quan sát.

Các nhà khoa học hiện đang tìm hiểu phải chăng các nhiễu động điện từ trong không khí trước động đất có phải là tín hiệu cảnh báo động đất sắp xảy ra mà các loài vật có thể cảm nhận được hay không.

Động đất thường xảy ra sau một giai đoạn ứng suất nghiêm trọng từ các tầng đá sâu – các loại ứng suất này tạo ra điện tích hay còn được gọi là \”lỗ trống dương\”.

Điện tích có thể di chuyển nhanh chóng từ vỏ Trái Đất lên bề mặt, tại đây chúng ion hóa các phân tử không khí. Sự ion hóa như vậy đã được ghi nhận trước các trận động đất khắp nơi trên thế giới.

Khi các lỗ trống dương này di chuyển, chúng đồng thời sản sinh ra sóng điện tích tần số siêu thấp, trở thành tín hiệu bổ sung mà một số loài động vật có khả năng nhận biết.

\”Các dấu hiệu báo trước động đất đang không được ghi chép lại một cách khoa học,\” Matthew Blackett, phó giáo sư địa lý-vật lý và các hiểm họa tự nhiên tại Đại học Coventry, nói. Nhưng một số các nhà khoa học đưa ra giả thuyết các loài động vật có thể đã phát triển cơ chế chạy trốn điạ chấn, ông cho hay.

\”Có lẽ chúng đã phát hiện ra sóng áp suất trước khi động đất xảy ra, cũng có thể chúng nhận ra thay đổi trong điện trường do sự hình thành các đường đứt gãy khi tầng đá sâu bị nén lại. Cơ thể động vật cũng chứa nhiều sắt khiến chúng nhạy cảm với từ trường và điện trường.\”

Các lỗ trống dương cũng có thể khiến một số hóa chất độc hại xuất hiện trước khi xảy ra động đất. Ví dụ khi gặp nước, lỗ trống dương có thể kích hoạt phản ứng ô-xi hóa tạo ra hydrogen peroxide có tính tẩy rửa. Phản ứng hóa học giữa chất mang điện tích và chất hữu cơ trong đất có thể tạo ra các chất không mấy dễ chịu, ví dụ như ozone.

Trong khi đó, vài ngày trước trận động đất 7.7 độ ở Gujarat, Ấn Độ vào năm 2001, vệ tinh ghi nhận được sự gia tăng đột biến nồng độ carbon monoxide trên khắp khu vực có diện tích 100 cây số vuông; khu vực này cũng là tâm chấn của trận động đất xảy ra sau đó. Các nhà khoa học cho rằng khí carbon monoxide có thể đã bị phóng thích ra khỏi vỏ Trái Đất do sự tích tụ ứng suất của các lớp đá khi áp lực của trận động đất lớn dần.

Nhiều loài động vật, dĩ nhiên, được trang bị cơ quan cảm ứng \’đặc biệt tối tân\’ có thể thu nhận được một dãy các tín hiệu tự nhiên, điều có thể giúp chúng sống sót trong thảm họa – do đó việc một số loài vật có khả năng nhận diện các dấu hiệu tiền động đất là điều hoàn toàn có thể.

Các hóa chất mùi khó chịu có thể được ngửi thấy, sóng tần suất thấp có thể cảm nhận được, và việc ion hóa không khí có thể được phát hiện thông qua cơ chế cảm ứng trên bộ lông động vật.

Với việc quá khó để dự đoán động đất, những kết quả nghiên cứu này đặt ra câu hỏi cấp thiết: liệu con người có thể dự đoán động đất bằng việc quan sát hành vi của động vật, và do đó có thể cảnh báo thiên tai sắp xảy ra?

Trong một bài nghiên cứu đăng hồi 2020, Wikelski và các đồng nghiệp đã đề ra bản mẫu hệ thống cảnh báo sớm động đất thông qua giám sát hoạt động động vật tại chỗ, dựa trên dữ liệu từ nghiên cứu ở Ý.

Ông ước tính động vật trong trang trại khi ở ngay trên điểm khởi đầu của trận động đất sắp xảy ra và nếu chúng có thể cảm nhận được thảm họa theo một cách nào đó, chúng sẽ có một số hoạt động nhất định khoảng 18 tiếng trước khi động đất xảy ra. Các con vật ở cách tâm chấn 10 km (6,2 dặm) có biểu hiện cảnh báo muộn hơn tám tiếng, với những trang trại cách 20 km (12,4 dặm) sẽ cần thêm tám tiếng nữa. \”Nếu đúng, điều này cho biết động đất sẽ xảy ra trong vòng 2 tiếng nữa,\” ông nói.

Các nhà nghiên cứu cần phải quan sát một lượng lớn động vật trong suốt nhiều khoảng thời gian dài ở các khu vực động đất khác nhau trên khắp thế giới trước khi chúng có thể được sử dụng để dự báo động đất. Để làm điều này, Wikelski và một số nhà nghiên cứu khác đề cập đến hệ thống quan sát động vật toàn cầu Icarus đặt trên Trạm Không gian Quốc tế để thu thập dữ liệu chuyển động của các loài động vật trên khắp thế giới.

Icarus (Hợp tác Quốc tế về Nghiên cứu Động vật từ Không gian) là sáng kiến từ nỗ lực hợp tác toàn cầu của các nhà khoa học vào năm 2002. Sáng kiến này nhằm cung cấp hệ thống quan sát toàn cầu một cách chính xác các loài động vật nhỏ (ví dụ như chim) đã được gắn thiết bị phát sóng để cung cấp dữ liệu và manh mối về tương tác giữa đời sống động vật và hệ thống vật chất trên hành tinh.

Trong khi đó, Trung Quốc đã tạo ra hệ thống cảnh báo động đất đặt tại văn phòng về động đất tại Nam Ninh, để theo dõi hành vi các loài động vật bò sát – đặc biệt là rắn từ các trang trại trong khu vực dễ bị động đất.

Rắn sở hữu cơ chế giác quan mạnh mẽ giúp chúng phát hiện những thay đổi nhỏ từ môi trường xung quanh, và những thay đổi hành vi đột ngột của rắn và các loài động vật khác phần nào giúp nhà chức trách sơ tán kịp thời thành phố Hải Thành vào năm 1975, ngay trước khi trận động đất chính xảy ra – nhờ đó cứu sống được rất nhiều sinh mạng.

\”Trong tất cả sinh vật trên Trái Đất, rắn có lẽ là loài nhạy cảm nhất với động đất,\” Jiang Weisong, khi đó là giám đốc văn phòng Nam Ninh, nói với tờ China Daily năm 2006. \”Khi động đất chuẩn bị xảy ra, rắn sẽ trườn ra khỏi ổ, kể cả trong thời tiết giá lạnh của mùa đông.\”

Động đất không phải là thiên tai duy nhất mà động vật có thể báo trước. Các loài chim đang ngày càng được chú ý hơn vì khả năng phát hiện các hiểm họa thiên nhiên khác.

Vào năm 2014, các nhà khoa học theo dấu chim chích cánh vàng ở Mỹ ghi nhận một ví dụ giật mình về sơ tán vì thảm họa.

Chúng đột ngột cất cánh khỏi nơi làm tổ trên mặt đất ở dãy núi Cumberland phía đông bang Tennessee và bay cách xa 700 km (435 dặm) – bất chấp việc vừa mới bay 5.000 km (3.100 dăm) đến đây từ Nam Mỹ.

Không lâu sau khi đàn chim rời đi, một đợt đổ bộ khủng khiếp của hơn 80 cơn lốc xoáy xé nát khu vực, làm chết 35 người và gây thiệt hại hơn 1 tỷ đô la Mỹ.

Dấu hiệu này khá rõ ràng – loài chim bằng cách nào đó cảm nhận được lốc xoáy đang đến từ vùng cách xa hơn 400km (250 dặm). Để xác định lý do khiến chúng cảm nhận được thảm họa, lúc đầu người ta chú ý đến sóng hạ âm – loại âm thanh nền có tần số thấp mà con người không thể nghe được nhưng hiện diện khắp nơi trong môi trường tự nhiên.

\”Các nhà khí tượng học và nhà vật lý từ hàng thập kỷ trước đã biết đến sóng hạ âm phát ra bởi các trận bão lốc và có thể đi xa hàng ngàn cây số từ cơn bão,\” Henry Streby, nhà sinh học động vật hoang dã tại đại học Califorina ở Berkeley cho hay. Ông cũng ghi nhận thêm rằng sóng hạ âm từ những cơn bão dữ dội truyền đi ở tần số mà các loài chim có thể nghe được.

Phát hiện dao động sóng hạ âm cũng được cho là cơ chế giúp các loài chim di trú tránh bão khi bay qua đại dương rộng lớn – ý tưởng này đang được kiểm tra bởi một nghiên cứu của Kivi Kuaka hiện vẫn đang được tiến hành ở Thái Bình Dương.

Nghiên cứu này được truyền cảm hứng bởi một chương trình phát thanh radio mà sĩ quan hải quân người Pháp Jérôme Chardon thường nghe, về hành trình di trú giữa New Zealand và Alaska dài 14.000 km (8.700 dặm) mỗi năm của loài chim choắt mỏ thẳng đuôi vằn.

Là một điều phối viên cứu hộ đầy kinh nghiệm dọc tuyến Đông Nam Á và quần đảo Polynesia thuộc Pháp, Chardon biết hành trình này nguy hiểm thế nào. Những cơn bão dữ dội thường xuyên ập vào Thái Bình Dương và cộng đồng dân di cư sống biệt lập trên đảo. Vậy làm thế nào chim choắt mỏ thẳng đuôi vằn có thể thực hiện các chuyến di trú thường niên mà không bị ảnh hưởng bởi những cơn bão luôn rình rập?

Được thành lập vào tháng 1/2021, dự án này tập hợp một nhóm đến từ Bảo tàng Quốc gia về Lịch sử Tự nhiên của Pháp, nhóm dự án gắn thiết bị định vị cho 56 con chim thuộc năm loài chim khác nhau để theo dõi hành trình vượt đại dương của chúng.

Trạm Không gian Vũ trụ Quốc tế thực hiện nhiệm vụ giám sát từ trên cao, nhận tín hiệu khi chúng bay – và quan sát cách chúng phản ứng với hiểm họa thiên nhiên trên đường bay. Thiết bị định vị cũng thu thập dữ liệu khí tượng giúp cải thiện mô hình dự báo thời tiết và khí hậu trên Thái Bình Dương.

Kivi Kuaka đồng thời xem xét khả năng hành vi loài chim có thể cảnh báo các hiểm họa bất thường như sóng thần, sóng thần sản sinh ra loại sóng hạ âm đặc biệt truyền đi nhanh hơn tốc độ di chuyển của cơn sóng.

Dự án hướng đến việc kiểm tra khả năng các loài chim có thể đóng góp vào hệ thống cảnh báo sớm sự xuất hiện của sóng thần hay bão nhiệt đới, Francesiaz nói.

Nhóm dự án hiện đang thu thập lại thiết bị định vị gắn trên chim dẽ để xem liệu chúng có phản ứng với sóng hạ âm mà các khinh khí cầu khí tượng của Pháp ghi nhận được trên Thái Bình Dương một vài tiếng sau vụ phun trào núi lửa gần đây ở Tonga.

Samatha Patrick, nhà sinh học hải dương tại Đại học Liverpool, cũng đang nghiên cứu việc các loài chim phát hiện và tránh các hiểm họa thiên nhiên thông qua sóng hạ âm – và, mở rộng ra, có lẽ có thể cảnh báo con người.

\”Tôi nghĩ có thể chim cảm nhận được thay đổi trong sóng hạ âm,\” bà nói. Patrick hiện cũng đang xem xét liệu chim hải âu ưa thích các khu vực có sóng hạ âm ở tần số cao hay thấp, tuy nhiên phân tích này chưa hoàn thành.

Không phải tất cả chuyên gia đều nghĩ rằng hệ thống cảnh báo sớm từ động vật là phương án khả thi để dự báo thảm họa. Và kể cả khi điều này có tác dụng phần nào, chỉ riêng chuyển động của động vật là không đủ để cảnh báo: con người cần dựa vào sự kết hợp các tín hiệu cảnh báo sớm khác để có được bức tranh toàn cảnh.

Dù vậy, trong khi chúng ta chưa thể trò chuyện được với động vật, có lẽ cũng đã đến lúc chú ý nhiều hơn đến các dấu hiệu cảnh báo của chúng.

Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Future.