這些玻璃狀碎片提取自公元79年維蘇威火山噴發(fā)的受害者的顱腔，那次火山爆發(fā)摧毀了著名的龐貝古城和赫庫蘭尼姆古城。
供圖：PIER PAOLO PATRONE，UNIVERSITY OF NAPLES FEDERICO II
公元79年，當維蘇威火山爆發(fā)時，赫庫蘭尼姆只是被火山灰和火山碎屑流埋沒的幾個城鎮(zhèn)之一。但在挖掘工作開始的三個世紀后，專家們仍然不確定導致這個曾經(jīng)繁華都市的居民死亡的原因。
除了建筑物倒塌、飛濺的碎片、逃難居民的踩踏外，各種研究都將人們的死因歸咎于吸入火山灰和火山氣體、突然的熱 休克，甚至是人體軟組織的蒸發(fā)。
最近，兩項研究又發(fā)現(xiàn)了新的原因。
其中一個結論是，那些躲在鎮(zhèn)上船庫里的人并非被燒死或氣化，而是像在石爐里一樣被烘烤而死。第二個發(fā)現(xiàn)是研究者在城市的另一個地方找到一個受害者，他的大腦似乎在變成玻璃前就已經(jīng)熔化，看起來就像受到了巫術的折磨。
即使這兩個假設被未來的研究證實，這并不意味著我們最終知道這些人的死因。我們只能說，這可能就是他們死亡前后發(fā)生的事情。
由于許多明確的證據(jù)都隨著時間的流逝而消失，“我們可能永遠無法知道他們死亡的終極真相”，華沙大學的骨質考古學者El?bieta Jaskulska說。不過，努力解決這個難題是值得的，不僅僅是因為它填補了一個標志性故事中的缺失章節(jié)。
“火山災害不僅僅發(fā)生在過去，”史密森學會全球火山項目的Janine Krippner說，她沒有參與這項研究。
全球的許多火山都能產(chǎn)生類似的噴發(fā)，這意味著歷史將不斷重演。了解這些火山崩流曾經(jīng)是如何傷害人們的，可以讓急救人員更好地裝備物資以治療那些雖然受傷，但卻在火山爆發(fā)中幸存下來的人。
如果是真的，令人震驚
回到公元79年的那個夏天，熾熱的火山灰和氣體以每小時80公里的速度奔襲，這毫無疑問是維蘇威火山最令人痛心的特征。這些通常被稱為火山碎屑流，但埋沒了赫庫蘭尼姆的更激烈版本則被稱為火山碎屑涌浪。
長期以來，科學家一直認為許多因火山噴發(fā)死亡的遇難者死于灰燼和有毒氣體引起的窒息。在過去20年里，那不勒斯的費德里科二世大學醫(yī)院的古生物學者Pier Paolo Petrone與人合作進行了一系列研究，結果表明氣溫飆升的幅度如此之大，以至于許多人的內臟器官突然停止工作，死于極端的熱休克。
2018年，Petrone和同事們在幾位赫庫蘭尼姆受害者的開裂骨頭上發(fā)現(xiàn)了富含鐵的紅色化合物。他們說，這種紅色物質來自紅細胞的破壞，因為那些灼熱的火山碎屑流蒸發(fā)了受害者的軟組織，比如肌肉、肌腱、神經(jīng)和脂肪。大腦中沸騰的液體也會產(chǎn)生壓力，導致受害者的頭骨爆炸。這些說法遭到了一些專家的質疑，他們指出，在高得多的溫度下火化的遺體都不會蒸發(fā)。
這個爭論仍然沒有得到解決，不過Petrone和其同事本周在《新英格蘭醫(yī)學雜志》上發(fā)表了一項新研究，讓爭論變得更加激烈。
肥皂和玻璃
腦組織在考古發(fā)現(xiàn)中極為罕見。即使發(fā)現(xiàn)了腦組織，它們往往也沒有被保存下來，而是變成了甘油和脂肪酸等化合物組成的肥皂混合物。Petrone決定對其中一個遇難者進行更深入的調查。20世紀60年代，該遇難者被發(fā)現(xiàn)于奧古斯塔利姆學院內，這是一座供奉奧古斯都皇帝的建筑，后者曾于公元前63年-公元14年統(tǒng)治羅馬。
令人意外的是，研究者在死者破裂的頭骨中發(fā)現(xiàn)了一種玻璃狀物質，這很令人吃驚，因為火山噴發(fā)本身并不產(chǎn)生玻璃狀的火山物質。頭骨內的玻璃狀物質中含有大腦中常見的蛋白質和脂肪酸，以及通常存在于人類頭發(fā)油性分泌物中的脂肪酸。附近并沒有這些物質的植物或動物來源。
Petrone解釋說，這些玻璃狀碎片很可能是受害者大腦的殘跡，這也是研究者在任何古代或現(xiàn)代環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的第一例此類碎片。
這種人體組織轉化的玻璃狀物質一定是通過玻璃化過程創(chuàng)造。在玻璃化過程中，一種材料被加熱到一定程度后變成液化，然后非常迅速地冷卻成玻璃，而不是普通的固體。附近燒焦的木頭表明，這棟建筑的溫度可能達到了520℃。這似乎熱到足以點燃人體脂肪，蒸發(fā)軟組織，融化腦組織。大腦物質隨后突然被淬火，但Petrone表示，究竟是什么原因導致種情況發(fā)生目前仍是一個謎。
“這么高的溫度會將大腦變成玻璃，這既令人驚訝又令人恐懼，” 國家地理學會的生物人類學者Miguel Vilar說。
不過，上述的玻璃化過程還沒有完全弄清楚，而且由于目前還不確定為什么這個受害者的大腦在火山受害者中是獨一無二的，所以不能肯定這是真正的玻璃化大腦物質。
烘烤而非燃燒
在本周發(fā)表于《古物》雜志上的另一篇新論文中，研究者對發(fā)現(xiàn)于赫庫蘭尼姆海濱的遇難者的遺骸進行研究之后，得出了一個不同的發(fā)現(xiàn)。男人們聚集在海灘上，可能是試圖向海洋逃散，而婦女和兒童大多躲在石舫里。所有人都死了，到目前為止，該地區(qū)已經(jīng)挖掘出340具遺骸。
長期以來，受害者的骨頭一直被視為殘存的遺骸。不過，在過去的十年里，新的科學技術已經(jīng)能夠分析燒焦的人體碎片，為了解這些人的死亡時間提供線索。
英國提塞德大學的應用生物人類學者Tim Thompson說：“我們可以從一個人的火化遺骸中了解他一生中的大量信息?！币虼?，他和同事們不禁思考，為什么不把這些技術應用到維蘇威火山的遇難者身上呢？
研究小組對12個石舫的6個中的152具遺骸的肋骨進行了檢查。他們調查了膠原蛋白的質量，膠原蛋白是一種在長時間內能保持穩(wěn)定的重要蛋白質，但在高溫等情況下仍然會變質。
一個研究小組在參觀龐貝遺址時，對庫力普特波爾蒂克宅邸中的人體石膏殘骸進行了研究。除了如今這個靠近那不勒斯的城市，公元79年，港口城市赫庫蘭尼姆和維蘇威火山附近的許多其他遺址都被火山碎屑流掩埋。
攝影：DAVID HISER，NAT GEO IMAGE COLLECTION
在這152人中，只有12人的膠原蛋白高度退化。這12個人中大多數(shù)都是兒童，他們的骨骼礦化程度較低，因此膠原蛋白更容易隨著時間的推移而分解。此外，還有實驗證明，骨骼的結晶程度與高溫環(huán)境之間也存在關聯(lián)。研究小組發(fā)現(xiàn)，這些受害者的骨頭結晶程度很低。
Jaskulska說，這兩項發(fā)現(xiàn)都令人信服地表明，石舫的受害者在死亡時或死后不久，并沒有暴露于火山碎屑的高溫之下。
許多研究溫度對物質磁性改變以及對石膏、木材和灰漿等的破壞進行了深入調查，進而估算出了蘇威火山噴發(fā)的火山碎屑流的溫度范圍：240℃—800℃。
新研究表明，最低溫度更符合實際情況。即使在更低的溫度下，受害者的骨頭也會受到更多破壞。這些骨頭沒有受到更嚴重的破壞，意味著尸體有額外的保護免受火山碎屑流的侵襲。
考慮到這些人被發(fā)現(xiàn)時離得很近，完整的石舫墻可能會減少他們受到的熱損傷。膨大的外部組織和長骨周圍的內部積水也意味著骨骼曾遭到烘烤而不是被燒著。
至關重要的是，受害者不是被放在柴堆上點燃。實際上，火山碎屑流加熱了他們周圍的空氣，這在破壞人體組織方面效果比火差。
黑暗中的死亡
Thompson說，軟組織蒸發(fā)并未發(fā)生。即使在超過650℃的受控火化研究中，人體組織完全被破壞也至少需要40分鐘?；鹕剿樾加坷藷o法復制這些條件。
Thompson說：“作為一種觀點，這根本站不住腳?！?/p>
Petrone也認為，擠在一起的物體可以更好地防止熱損傷。不過，他不同意石舫內部溫度較低的觀點，他指的是奧古斯塔利姆學院內的玻璃化大腦的受害者，其骨骼被燒焦并碎裂，看起來似乎因火山碎屑流的高溫而爆炸。
拋開科學分歧不談，沒有人懷疑這些人生命的最后時刻遭遇了噩夢般的體驗，Thompson說。他們在黑暗中充滿驚恐的死去，死于極度高溫或窒息。Pliny the Younger是一名羅馬律師和作家，他從遠處觀察了那次火山噴發(fā)，并在一封信中回憶說，有些人被火山噴發(fā)嚇壞了，甚至祈禱死亡。他寫道，許多人祈求諸神的幫助，但更多的人認為，世界上已經(jīng)沒有神，最后的永恒之夜已經(jīng)降臨地球。
Krippner指出，盡管令人毛骨悚然，但他們的死亡方式可以揭示火山碎屑流的重要特征，而這些特征還未被完全理解。這反過來又能幫助今天的科學家預測和減輕未來的火山災害。實際上，在赫庫蘭尼姆的居民死去的2000年后，他們依然可以幫助保護其他人的生命。
【維蘇威火山噴發(fā)有多恐怖？遇難者大腦竟被燒成“玻璃”】相關文章：
★ 徐霞客
★ 水星發(fā)現(xiàn)新火山繼續(xù)保持活躍狀態(tài)
★ 吳傳鈞
★ 什么是丹霞地貌
★ 徐松
