赫库兰尼姆死者头骨内发现的有机玻璃碎片。图片来源:uux.cn/Pier Paolo Petrone
(神秘的地球uux.cn)据《大众科学》(劳拉・贝萨斯):公元79年维苏威火山的爆发为周围的古罗马社区带来了许多可怕的死亡方式:坠落的碎片、倒塌的建筑物、过热的尘羽窒息等。虽然人们的注意力往往集中在庞贝城及其数千名受害者的毁灭上,但附近赫库兰尼姆的命运也好不到哪里去。根据最近对海边考古遗址发现的独特样本的分析,维苏威火山爆发甚至导致一个人的大脑被炸成一种罕见的有机玻璃。
2月27日发表在《科学报告》杂志上的一项研究提出了这一理论,该理论基于2020年在赫库兰尼姆一个人的头骨和脊柱内发现的微小碎片的检查,赫库兰尼姆是一个当时人口约5000人的小港口城镇。据信,受害者是一名大约20岁的男子,他在奥古斯都学院担任警卫,这是一座专门供奉奥古斯都皇帝的公共建筑。然而,在他去世时,警卫躺在床上――正是这种环境可能培养了大脑和脊髓液玻璃化所需的极其特殊的条件。
Herculaneum Augustalium学院床上死者遗体的注释图像。这是已发表文章中图1的一部分。图片来源:uux.cn/Guido Giordano等人/科学报告
虽然玻璃是当今许多行业的基础组件,但它只在极少数情况下自然出现。这是因为玻璃只有在其液态冷却得足够快以防止其固化时结晶时才会产生。为了实现这一点,物质本身与其环境之间必须存在很大的温差。不仅如此,液体材料还必须在比周围环境高得多的温度下固化。由于大多数有机物主要是水,因此考虑到其冰点,条件很少允许天然玻璃形成。
该研究的作者写道:“因此,不可能在达到几百摄氏度的火山沉积物中找到有机玻璃。”
通过X射线分析和电子显微镜,研究小组证实,只有当警卫的大脑在快速冷却之前被加热到“远高于”950华氏度(510摄氏度)时,它才能变成玻璃。但是,大多数已知的火山喷发后遗症都不能解释大脑和脊髓液玻璃化。例如,火山喷发的火山碎屑流不超过869H(465℃),冷却速度太慢,无法形成玻璃。
因此,该研究的作者得出结论,“身体暴露在一种短暂、稀薄、更热的火山碎屑流的通过和消失中”,这种流在随后的快速冷却之前提供了早期、快速的闪光加热。
他们写道:“通过这种独特的过程形成的玻璃达到了大脑及其微观结构的完美保存状态”,并补充说,这是目前地球上已知的“唯一这样的现象”。根据意大利罗马第三大学该研究的主要作者Guido Giordano的说法,他们不太可能很快找到另一个例子。
“原则上,这是可能的。在现代城市下面还有更多的东西有待挖掘,可能保存了类似的遗迹,”佐丹奴告诉《大众科学》。“然而,条件必须非常非常具体,因为有机组织必须经历足够快的加热,不会完全破坏它(这是最常见的情况),然后快速冷却变成玻璃。”
佐丹奴认为,警卫死亡的建筑和房间提供了合适的条件。但如果要发现更多的脑玻璃,它将在赫库兰尼姆的废墟中,而不是庞贝古城。
他说:“当庞贝城仍处于浮石的沉降之下时,如此热的火山灰云在夜间袭击了赫库兰尼姆。”。“早期的火山碎屑流在第二天到达并掩埋了庞贝古城,但温度较低。”
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