

公元79年,维苏威火山的爆发以多种可怕的方式摧毁了周围的古罗马社区:坠落的瓦砾、倒塌的建筑、过热的火山灰流造成的窒息等。虽然人们的注意力常常集中在庞贝及其数千名遇难者的毁灭上,但附近的赫库兰尼姆的命运也好不到哪里去。根据对从海滨考古遗址回收的独特样本进行的最新分析,维苏威火山的爆发甚至导致一名人的大脑瞬间被烤成一种罕见的有机玻璃。
这项发表在2月27日《Scientific Reports》杂志上的研究提出的理论,是基于对2020年在赫库兰尼姆(当时一个约有5000人的小港口城镇)一名遇难者头骨和脊柱内发现的微小碎片进行的检查。据信,这名遇难者是一名大约20岁的男子,他曾是罗马皇帝奥古斯都神庙(一个供奉罗马皇帝奥古斯都的公共建筑)的一名守卫。然而,在他死时,这名守卫正躺在床上——正是这种环境可能促成了大脑和脊髓液玻璃化的极端特殊条件。

虽然玻璃如今是许多行业的基础组成部分,但它只在罕见情况下自然产生。这是因为玻璃只有在液体状态冷却足够快,以防止其凝固过程中结晶时才能形成。要做到这一点,物质本身与其环境之间必须存在巨大的温差。不仅如此,液体材料还必须在其周围环境温度高得多的温度下凝固。由于大多数有机物质主要由水组成,鉴于其冰点,条件很少能允许自然玻璃形成。
“因此,在达到数百摄氏度的火山沉积物中发现有机玻璃将是不可能的,”研究的作者写道。
通过X射线分析和电子显微镜,研究小组确认,这名守卫的大脑只有在被加热到“远高于”950华氏度(510摄氏度)然后迅速冷却的情况下才能变成玻璃。但火山爆发的大多数已知后果无法解释大脑和脊髓液的玻璃化。例如,火山爆发的火山碎屑流温度不超过869℉(465℃),并且冷却速度太慢,无法形成玻璃。
因此,研究作者得出结论,“身体暴露在一次短暂、稀释且更热的火山碎屑流的经过和消失中”,这提供了早期、快速的闪热,然后是随后的快速冷却。
“由如此独特的工艺形成的玻璃,完美地保存了大脑及其微观结构,”他们写道,并补充说,这现在是地球上已知的“唯一此类事件”。根据该研究的首席作者、意大利罗马三大学的Guido Giordano的说法,他们不太可能很快找到另一个例子。
“原则上是可能的。现代城市下方还有待挖掘的区域,可能会保存类似的事件,”Giordano告诉《环球科学》。“然而,条件必须非常、非常特殊,因为有机组织必须经历足够快的加热,才不会完全摧毁它(这是最常见的情况),然后快速冷却才能变成玻璃。”
Giordano认为,守卫去世的建筑和房间提供了恰当的条件。但如果还要发现大脑玻璃,那也会在赫库兰尼姆的废墟中,而不是庞贝。
“当庞贝还在火山灰的沉降下时,一股[如此]炙热的火山灰云在夜间袭击了赫库兰尼姆,”他说。“早期的火山碎屑流在一夜之后才抵达并掩埋了庞贝,但温度较低。”