Чоловік, який загинув під час катастрофічного виверження Везувію майже 2000 років тому, схоже, знайшов унікальний спосіб залишити цей світ.
Новий аналіз його останків показав, що грудка темного скла, знайдена у його черепі, колись була його мозком. Він перетворився на скло за надзвичайно рідкісних обставин, які зафіксовані лише один раз — у місті Геркуланум під час виверження у 79 році нашої ери.
“Наш комплексний хімічний та фізичний аналіз матеріалу, взятого з черепа людського тіла, похованого в Геркуланумі внаслідок виверження Везувію у 79 році нашої ери, показує переконливі докази того, що це залишки людського мозку, який перетворився на органічне скло за високих температур — процес, який ніколи раніше не був зафіксований ні для людських, ні для тваринних тканин, ані для мозку, ані для будь-яких інших органів”, — пише команда під керівництвом вулканолога Гвідо Джордано з Римського університету Тре в Італії.
Теоретично, все, що може розплавитися, здатне перетворитися на скло… Але на практиці умови, за яких це може статися з органічними тканинами, настільки рідкісні, що рештки з Геркулануму — єдиний відомий випадок.
Коли ці останки були виявлені кілька років тому, дослідники опублікували коротку замітку про знахідку в журналі The New England Journal of Medicine, припускаючи, що єдина можлива причина появи грудки скла у черепі людини — це скловаріння мозку.
Ця гіпотеза викликала чимало скепсису серед науковців, особливо через відсутність детального аналізу та методології. Однак Джордано з колегами провели комплексне дослідження, і їхній висновок залишився незмінним. Більше того, вчені змогли визначити механізм, який зробив таке перетворення можливим.
Основна проблема скловаріння органічних матеріалів у тому, що нагрівання має бути дуже швидким, а охолодження — миттєвим, перш ніж структура встигне кристалізуватися. Скло — це аморфний твердий матеріал, у якому атоми розташовані хаотично.
Дослідники взяли зразки скла з черепа та хребта жертви у Геркуланумі й дослідили їх за допомогою різних методів, зокрема сканувальної електронної мікроскопії (SEM), диференційної сканувальної калориметрії (DSC) та енергетично-дисперсійної рентгенівської спектроскопії (EDS).
Під мікроскопом дослідники побачили добре збережені нейрони, аксони та інші нервові структури, що підтвердило попередні висновки, опубліковані у 2020 році.
Тепловий аналіз DSC показав, за якої температури утворюється скло — вчені нагрівали зразки до точки плавлення в серії експериментів. Інші методи допомогли реконструювати, як змінювалася температура та відбувалося охолодження.
Вони визначили, що мозок загиблого нагрівся до щонайменше 510 градусів Цельсія, а потім різко охолов. Це означає, що причина не в пірокластичних потоках, які під час виверження досягали лише 465 градусів.
Однак є інший вид пірокластичних викидів, який міг створити скляний мозок. На основі спостережень за сучасними виверженнями, першим руйнівним фактором могла бути перегріта хмара попелу, яка розповсюдилася від Везувію й розсіялася за кілька хвилин, накривши жертву.
Ця хмара могла перевищити поріг у 510 градусів, необхідний для скловаріння мозку, але розсіятися настільки швидко, щоб тканини встигли охолонути — саме це залишило унікальні докази під шарами попелу у Геркуланумі.
Це відповідає даним дослідження 2023 року, яке показало, що перші температурні хвилі в Геркуланумі сягали 500-555 градусів Цельсія.
“Досліджені нами тканини мозку є єдиним відомим випадком збереженого скловаріння людських тканин унаслідок швидкого охолодження після нагрівання до надвисоких температур”, — пишуть дослідники.
“Це єдиний спосіб збереження такого скла у геологічному або археологічному контексті, що пояснює унікальність цього випадку та надзвичайно добре збережену нервову структуру мозку.”
Їхні висновки були опубліковані в Scientific Reports.