Чоловік, який загинув під час катастрофічного виверження Везувію майже 2000 років тому, здається, знайшов унікальний спосіб покинути цей світ. Нове дослідження його останків показує, що шматок темного скла, який гримотить у його черепі, колись був його мозком – він перетворився на скло внаслідок надзвичайно рідкісного процесу, що відбувся лише одного разу, наскільки нам відомо, – у місті Геркуланум у 79 році н.е.
“Наше всебічне хімічне та фізичне дослідження матеріалу, взятого з черепа людини, похованої в Геркуланумі під час виверження Везувію в 79 році н.е., дає переконливі докази того, що це залишки людського мозку, перетвореного на органічне скло під впливом високих температур – процес збереження, який раніше ніколи не було зафіксовано ні для людських, ні для тваринних тканин”, – пише команда під керівництвом вулканолога Гвідо Джордано з Університету Рома Тре в Італії.
Теоретично будь-який матеріал, який здатний плавитися, може перетворитися на скло… Але в реальності умови, за яких це можливо для органічної речовини, настільки рідкісні, що рештки з Геркулануму – єдиний відомий випадок такого явища. Коли ці останки були виявлені кілька років тому, науковці, які дослідили їх, опублікували коротку кореспонденцію в журналі The New England Journal of Medicine, у якій припустили, що єдиним поясненням наявності скла в черепі чоловіка є саме процес вітрифікації (перетворення на скло).
Ця гіпотеза зустріла значний скептицизм з боку інших вчених, зокрема через відсутність детального аналізу та методології. Однак тепер Джордано та його колеги провели повноцінне дослідження, і їхній висновок залишився незмінним. Ба більше, вони знайшли можливе пояснення того, як саме відбулася вітрифікація. Основна проблема вітрифікації органічних матеріалів полягає в тому, що процес має відбуватися дуже швидко: нагрівання має бути стрімким, а потім повинно відбутися швидке охолодження, щоб атоми не встигли утворити кристалічну структуру. Скло – це аморфний твердий матеріал, у якому атоми розташовані в хаотичному порядку.
Дослідники взяли зразки скла з черепа та хребта жертви з Геркулануму та піддали їх ряду аналітичних методів, включаючи скануючу електронну мікроскопію (SEM), диференціальну скануючу калориметрію (DSC) і рентгенівську спектроскопію з енергодисперсією (EDS).
SEM показала добре збережені нейрони, аксони та інші нейронні структури, що підтверджує попередні дослідження, опубліковані у 2020 році. DSC, яка визначає температури фазових переходів матеріалу, допомогла встановити, що мозок загиблого нагрівся до щонайменше 510°C (950°F), а потім швидко охолов. Це означає, що звичайні пірокластичні потоки, які досягали лише 465°C, не могли спричинити цей процес. Однак є ще один тип пірокластичного потоку, який міг перетворити мозок на скло. Спостереження сучасних вивержень показують, що першим руйнівним ефектом могло бути надзвичайно гаряче хмарове викидання попелу, яке поширилося від Везувію та розсіялося за лічені хвилини, охопивши жертву.
Ця хмара могла перевищити поріг у 510°C, необхідний для вітрифікації мозку, не знищивши його повністю, і потім швидко охолонути – залишивши унікальний доказ цього рідкісного явища, похований під попелом у Геркуланумі. Це узгоджується з дослідженням 2023 року, яке показало, що початкові температури у Геркуланумі досягали від 500 до 555°C.
“Досліджені тут зразки мозкової тканини є єдиним відомим випадком збереженої вітрифікації людських тканин внаслідок швидкого охолодження після нагрівання до надзвичайно високих температур”, – пишуть дослідники.
“Це єдиний можливий механізм, за допомогою якого такий тип скла може бути збережений у геологічному або археологічному контексті, і пояснює, чому це явище є унікальним і зберігає ультратонку нейронну структуру мозку.” Результати дослідження були опубліковані в журналі Scientific Reports.