Der sechste Sinn der Tiere: Ein Frühwarnsystem für Erdbeben

Experten uneinig darüber, ob Erdbeben genau vorhergesagt werden. Dennoch scheinen Tiere die drohende Gefahr Stunden im Voraus zu spüren. Zum Beispiel gibt es Berichte, dass wilde Tiere ihre Schlaf- und Nistplätze unmittelbar vor dem starken Beben verlassen und dass Haustiere unruhig werden. Doch oft ist diese anekdotischen Konten stehen nicht zur wissenschaftlichen Prüfung auf, weil die Definition von ungewöhnlichem Verhalten ist oft zu unklar und der Beobachtungszeitraum zu kurz. Andere Faktoren können auch das Verhalten der Tiere erklären.

Um für Erdbeben zu können Tieraktivitätsmuster als eine Art Frühwarnsystem nutzen, müßten die Tiere messbare Verhaltensänderungen zeigen. Außerdem, wenn sie zu schwach körperlichen Veränderungen in die Tat reagieren unmittelbar vor einem Erdbeben, sollten sie stärker, je näher sie an das Epizentrum des Bebens reagieren.

In einem internationalen Kooperationsprojekt haben Forscher des Max-Planck-Institut für Tierverhalten in Radolfzell / Konstanz und das Zentrum für die Advanced Study kollektives Verhalten, ein Exzellenzcluster an der Universität Konstanz, haben untersucht, ob die Tiere dies wirklich tun. Auf einem italienischen Bauernhof in einem erdbebengefährdeten Gebiet, befestigt sie Beschleunigungsmesser an den Kragen von sechs Kühe, fünf Schafe und zwei Hunde, die schon ein ungewöhnliches Verhalten vor Erdbeben angezeigt. Die Forscher dann nahmen ihre Bewegungen kontinuierlich über mehrere Monate. Während dieser Zeit berichteten Behörden über 18.000 Erdbeben in der Region. Neben vielen kleinen und kaum spürbar Beben gab es auch 12 Erdbeben mit einer Stärke von 4 oder höher auf der Richterskala.

Die Forscher dann die bebt ausgewählt, die statistisch relevante Erdbewegungen auf dem Bauernhof ausgelöst. Dazu gehörten starke Beben bis zu 28 km sowie schwächere Beben, die Epizentren davon waren ganz in der Nähe der Farm. Anstatt jedoch ausdrücklich für abnormes Verhalten in der Zeit vor diesen Ereignissen suchen, wählten die Forscher einen vorsichtigeren Ansatz. Sie zuerst alle Verhaltensänderungen der Tiere gekennzeichnet, die ungewöhnlich waren nach objektiven, statistischen Kriterien. „Auf diese Weise stellen wir sicher, dass wir nicht nur Korrelationen im Nachhinein festzustellen, sondern auch, dass wir für Vorhersagen verwendet werden können wirklich ein Modell zu tun haben, die“, sagt Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Tierverhalten und Principal Investigator am Zentrum für die Advanced Study kollektiven Verhaltens.

Die Daten, wie Körperbeschleunigung jedes landwirtschaftlichen Nutztieren gemessen (was anzeigt, Aktivitätsgrad) wurden unter Verwendung statistischer Modelle aus Finanzökonometrie gezogen bewertet. „Weil jedes Tier unterschiedlich in Größe, Geschwindigkeit reagiert und nach Arten, die Tierdaten Daten auf heterogene Finanzinvestoren ähneln“, erklärt Co-Autor Winfried Pohlmeier, Professor für Ökonometrie an der Universität Konstanz und Principal Investigator am Zentrum für Fortgeschrittene Studium der kollektiven Verhaltens. Die Wissenschaftler auch andere Störfaktoren wie natürliche Veränderungen in der Tieraktivitätsmuster über den Tag betrachtet.

Auf diese Weise haben die Forscher entdeckt ungewöhnliche Verhaltensmuster bis zu 20 Stunden vor einem Erdbeben. „Je näher die Tiere des Epizentrum des drohenden Schocks waren, desto früher änderten sie ihr Verhalten. Das ist genau das, was man erwarten würde, wenn körperliche Veränderungen häufiger im Epizentrum des drohenden Erdbebens auftreten und schwächer mit zunehmender Entfernung“, erklärt Wikelski. Dieser Effekt war jedoch nur klar, wenn die Forscher bei allen Tieren zusammen sehen. „Gemeinsam die Tiere scheinen Fähigkeiten zu zeigen, die nicht so leicht auf individueller Ebene anerkannt“, sagt Wikelski.

Es ist noch unklar, wie Tiere können drohende Erdbeben spüren. Die Tiere können die Ionisation der durch den großen Felsen Druck in Erdbebengebieten mit ihrem Fell verursacht Luft spüren. Es ist auch denkbar, dass die Tiere aus Quarzkristallen vor einem Erdbeben freigesetzten Gase riechen können.

Echtzeitdaten von den Forschern gemessen und aufgezeichnet seit Dezember 2019 zeigen, was für ein Tier Erdbeben Frühwarnsystems aussehen könnte: ein Chip auf dem Kragen alle drei Minuten die Bewegungsdaten an einen Zentralrechner sendet. Dies löst ein Warnsignal, wenn es eine signifikant erhöhte Aktivität der Tiere für mindestens 45 Minuten registriert.

Die Forscher haben einmal eine solche Warnung erhalten. „Drei Stunden später ein kleines Beben die Region erschütterte“, sagt Wikelski. „Das Epizentrum lag direkt unter den Stallungen der Tiere.“

Bevor jedoch das Verhalten von Tieren verwendet werden können, Erdbeben vorherzusagen, müssen die Forscher auf der ganzen Welt eine größere Anzahl von Tieren, die über längere Zeiträume in verschiedenen Erdbebengebieten beobachten. Dazu wollen sie die globale Tierbeobachtungssystem Icarus auf der Internationalen Raumstation ISS nutzen, die ihren wissenschaftlichen Betrieb in wenigen Wochen beginnen.

Icarus, ein wissenschaftliches Projekt unter der Regie von Martin Wikelski, ist ein gemeinsames Projekt finanziert und vom Deutschen Zentrum für Luft- und (DLR) und die russische Raumfahrtbehörde Roskosmos durchgeführt und wird von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) unterstützt.

Quelle: Max-Planck-Gesellschaft. "The sixth sense of animals: An early warning system for earthquakes?." ScienceDaily. ScienceDaily, 6 July 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200706101837.htm>.