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(kù)蘭尼姆古城。
供圖：PIER PAOLO PATRONE，UNIVERSITY OF NAPLES FEDERICO II
公元79年，當(dāng)維蘇威火山爆發(fā)時(shí)，赫庫(kù)蘭尼姆只是被火山灰和火山碎屑流埋沒(méi)的幾個(gè)城鎮(zhèn)之一。但在挖掘工作開始的三個(gè)世紀(jì)后，專家們?nèi)匀徊淮_定導(dǎo)致這個(gè)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(xiàng)研究又發(fā)現(xiàn)了新的原因。
其中一個(gè)結(jié)論是，那些躲在鎮(zhèn)上船庫(kù)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(gè)發(fā)現(xiàn)是研究者在城市的另一個(gè)地方找到一個(gè)受害者，他的大腦似乎在變成玻璃前就已經(jīng)熔化，看起來(lái)就像受到了巫術(shù)的折磨。
即使這兩個(gè)假設(shè)被未來(lái)的研究證實(shí)，這并不意味著我們最終知道這些人的死因。我們只能說(shuō)，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(shí)間的流逝而消失，“我們可能永遠(yuǎn)無(wú)法知道他們死亡的終極真相”，華沙大學(xué)的骨質(zhì)考古學(xué)者El?bieta Jaskulska說(shuō)。不過(guò)，努力解決這個(gè)難題是值得的，不僅僅是因?yàn)樗钛a(bǔ)了一個(gè)標(biāo)志性故事中的缺失章節(jié)。
“火山災(zāi)害不僅僅發(fā)生在過(guò)去，”史密森學(xué)會(huì)全球火山項(xiàng)目的Janine Krippner說(shuō)，她沒(méi)有參與這項(xiàng)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(lái)的人。
如果是真的，令人震驚
回到公元79年的那個(gè)夏天，熾熱的火山灰和氣體以每小時(shí)80公里的速度奔襲，這毫無(wú)疑問(wèn)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(méi)了赫庫(kù)蘭尼姆的更激烈版本則被稱為火山碎屑涌浪。
長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家一直認(rèn)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(guò)去20年里，那不勒斯的費(fèi)德里科二世大學(xué)醫(yī)院的古生物學(xué)者Pier Paolo Petrone與人合作進(jìn)行了一系列研究，結(jié)果表明氣溫飆升的幅度如此之大，以至于許多人的內(nèi)臟器官突然停止工作，死于極端的熱休克。
2018年，Petrone和同事們?cè)趲孜缓諑?kù)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(shuō)，這種紅色物質(zhì)來(lái)自紅細(xì)胞的破壞，因?yàn)槟切┳茻岬幕鹕剿樾剂髡舭l(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(huì)產(chǎn)生壓力，導(dǎo)致受害者的頭骨爆炸。這些說(shuō)法遭到了一些專家的質(zhì)疑，他們指出，在高得多的溫度下火化的遺體都不會(huì)蒸發(fā)。
這個(gè)爭(zhēng)論仍然沒(méi)有得到解決，不過(guò)Petrone和其同事本周在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上發(fā)表了一項(xiàng)新研究，讓爭(zhēng)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(jiàn)。即使發(fā)現(xiàn)了腦組織，它們往往也沒(méi)有被保存下來(lái)，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(duì)其中一個(gè)遇難者進(jìn)行更深入的調(diào)查。20世紀(jì)60年代，該遇難者被發(fā)現(xiàn)于奧古斯塔利姆學(xué)院內(nèi)，這是一座供奉?yuàn)W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(zhì)，這很令人吃驚，因?yàn)榛鹕絿姲l(fā)本身并不產(chǎn)生玻璃狀的火山物質(zhì)。頭骨內(nèi)的玻璃狀物質(zhì)中含有大腦中常見(jiàn)的蛋白質(zhì)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(méi)有這些物質(zhì)的植物或動(dòng)物來(lái)源。
Petrone解釋說(shuō)，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(zhuǎn)化的玻璃狀物質(zhì)一定是通過(guò)玻璃化過(guò)程創(chuàng)造。在玻璃化過(guò)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(dá)到了520℃。這似乎熱到足以點(diǎn)燃人體脂肪，蒸發(fā)軟組織，融化腦組織。大腦物質(zhì)隨后突然被淬火，但Petrone表示，究竟是什么原因?qū)е路N情況發(fā)生目前仍是一個(gè)謎。
“這么高的溫度會(huì)將大腦變成玻璃，這既令人驚訝又令人恐懼，” 國(guó)家地理學(xué)會(huì)的生物人類學(xué)者M(jìn)iguel Vilar說(shuō)。
不過(guò)，上述的玻璃化過(guò)程還沒(méi)有完全弄清楚，而且由于目前還不確定為什么這個(gè)受害者的大腦在火山受害者中是獨(dú)一無(wú)二的，所以不能肯定這是真正的玻璃化大腦物質(zhì)。
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(duì)發(fā)現(xiàn)于赫庫(kù)蘭尼姆海濱的遇難者的遺骸進(jìn)行研究之后，得出了一個(gè)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(zhǎng)期以來(lái)，受害者的骨頭一直被視為殘存的遺骸。不過(guò)，在過(guò)去的十年里，新的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)能夠分析燒焦的人體碎片，為了解這些人的死亡時(shí)間提供線索。
英國(guó)提塞德大學(xué)的應(yīng)用生物人類學(xué)者Tim Thompson說(shuō)：“我們可以從一個(gè)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(shù)應(yīng)用到維蘇威火山的遇難者身上呢？
研究小組對(duì)12個(gè)石舫的6個(gè)中的152具遺骸的肋骨進(jìn)行了檢查。他們調(diào)查了膠原蛋白的質(zhì)量，膠原蛋白是一種在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能保持穩(wěn)定的重要蛋白質(zhì)，但在高溫等情況下仍然會(huì)變質(zhì)。
一個(gè)研究小組在參觀龐貝遺址時(shí)，對(duì)庫(kù)力普特波爾蒂克宅邸中的人體石膏殘骸進(jìn)行了研究。除了如今這個(gè)靠近那不勒斯的城市，公元79年，港口城市赫庫(kù)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(gè)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(shí)間的推移而分解。此外，還有實(shí)驗(yàn)證明，骨骼的結(jié)晶程度與高溫環(huán)境之間也存在關(guān)聯(lián)。研究小組發(fā)現(xiàn)，這些受害者的骨頭結(jié)晶程度很低。
Jaskulska說(shuō)，這兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn)都令人信服地表明，石舫的受害者在死亡時(shí)或死后不久，并沒(méi)有暴露于火山碎屑的高溫之下。
許多研究溫度對(duì)物質(zhì)磁性改變以及對(duì)石膏、木材和灰漿等的破壞進(jìn)行了深入調(diào)查，進(jìn)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(shí)際情況。即使在更低的溫度下，受害者的骨頭也會(huì)受到更多破壞。這些骨頭沒(méi)有受到更嚴(yán)重的破壞，意味著尸體有額外的保護(hù)免受火山碎屑流的侵襲。
考慮到這些人被發(fā)現(xiàn)時(shí)離得很近，完整的石舫墻可能會(huì)減少他們受到的熱損傷。膨大的外部組織和長(zhǎng)骨周圍的內(nèi)部積水也意味著骨骼曾遭到烘烤而不是被燒著。
至關(guān)重要的是，受害者不是被放在柴堆上點(diǎn)燃。實(shí)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(shuō)，軟組織蒸發(fā)并未發(fā)生。即使在超過(guò)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。火山碎屑涌浪無(wú)法復(fù)制這些條件。
Thompson說(shuō)：“作為一種觀點(diǎn)，這根本站不住腳。”
Petrone也認(rèn)為，擠在一起的物體可以更好地防止熱損傷。不過(guò)，他不同意石舫內(nèi)部溫度較低的觀點(diǎn)，他指的是奧古斯塔利姆學(xué)院內(nèi)的玻璃化大腦的受害者，其骨骼被燒焦并碎裂，看起來(lái)似乎因火山碎屑流的高溫而爆炸。
拋開科學(xué)分歧不談，沒(méi)有人懷疑這些人生命的最后時(shí)刻遭遇了噩夢(mèng)般的體驗(yàn)，Thompson說(shuō)。他們?cè)诤诎抵谐錆M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(yuǎn)處觀察了那次火山噴發(fā)，并在一封信中回憶說(shuō)，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(rèn)為，世界上已經(jīng)沒(méi)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(guò)來(lái)又能幫助今天的科學(xué)家預(yù)測(cè)和減輕未來(lái)的火山災(zāi)害。實(shí)際上，在赫庫(kù)蘭尼姆的居民死去的2000年后，他們依然可以幫助保護(hù)其他人的生命。
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