维苏威火山喷发将受害者的大脑变成了玻璃。方法如下。
一个在近 2,000 年前的维苏威火山灾难性喷发中丧生的人似乎找到了一种独特的方法来摆脱这个致命的线圈。
对他的遗骸的新分析显示,一块在他的头骨中嘎嘎作响的深色玻璃曾经是他的大脑。陶瓷在一组极其罕见的情况下,我们只知道发生过一次——公元 79 年的赫库兰尼姆城。
“我们对公元 79 年维苏威火山喷发埋在赫库兰尼姆的人体头骨中采样的材料进行了全面的化学和物理表征,”由火山学家 Guido Giordano 领导的团队写道意大利罗马特雷大学(Roma Tre University)的报告指出,“有力的证据证明这些是人类的大脑遗骸,由在高温下形成的有机玻璃组成,这种保存过程以前从未记录过人类或动物组织,无论是大脑还是任何其他种类的组织。
理论上,任何能够融化的东西都可以变成玻璃......但是,在现实中,有机物发生这种情况的条件是如此罕见,以至于赫库兰尼姆遗骸是有史以来唯一一次被看到的标志。
当遗骸几年前透露,研究人员发表了一封关于它的信件——也就是说,在一封写给新英格兰医学杂志——只能得出一个解释,为什么一个男人的头骨里可能有一块玻璃。
他们收到了来自其他科学家的大量怀疑,尤其是缺乏分析或方法。好吧,Giordano 和他的同事现在已经进行了这项分析,他们的结论保持不变。不仅如此,他们还发现了一种可能发生玻璃化的方法。
有机材料玻璃化的主要问题是,在硬化材料有机会将其原子排列成晶体结构之前,它需要快速加热和快速冷却。玻璃是我们所说的非晶态固体,其中的原子被设置在杂乱无章.
研究人员从大力兰尼姆受害者的头骨和脊柱中取出玻璃样本,并对其进行了多种分析技术,包括扫描电子显微镜 (SEM)、差示扫描量热法 (DSC) 和能量色散 X 射线光谱法 (EDS)。
研究人员说,在 SEM 下,样品产生了保存完好的神经元、轴突和其他神经结构,这与早期的发现一致2020 年出版.
DSC 是一种确定给定材料在加热时热转变的技术,它揭示了研究人员在一系列实验中将样品加热到熔点以上时制造玻璃所需的温度。其他技术还揭示了材料的良好结构,帮助研究人员重建其加热方式的信息,以及温度变化的演变。
他们确定,该男子的大脑必须迅速加热到至少 510 摄氏度(950 华氏度)的温度,并在不久之后迅速冷却。这意味着喷发中流出的火山碎屑——火山气、灰烬和其他物质的快速移动、高密度混合物——不可能是玻璃化的原因,因为它们的最高温度仅为 465 摄氏度。
然而,还有另一种火山碎屑流出可能产生玻璃脑。根据对现代火山喷发的观察,火山喷发的第一个破坏性事件可能是从维苏威火山扩散并在几分钟内消散的过热火山灰云,在它前进时抓住了不幸的受害者。
研究人员说,这种云可能已经超过了使受害者的大脑玻璃化而不完全摧毁它所需的 510 度阈值,然后消散得足够快,以便快速冷却——从而留下了埋在赫库兰尼姆灰烬下的这组罕见情况的证据。
事实上,这与A 2023 论文发现袭击赫库兰尼姆的初始温度是大约 500 到 555 摄氏度之间。
“这里研究的脑组织是唯一已知的人体组织玻璃化处理案例,这是加热到非常高的温度后冷却的结果。”研究人员写道.
“这是在地质或考古记录中保存这种玻璃类型的唯一方法,并解释了为什么这是一种独特的现象并保留了大脑的超精细神经结构。”
他们的研究结果已发表在科学报告.