История

Международная группа ученых описала уникальный случай превращения тканей человеческого мозга в стекло органического происхождения во время извержения Везувия. Фрагменты, внешне похожие на обсидиан, ранее обнаружили в черепе одной из жертв природной катастрофы в древнеримском городе Геркуланум. Как и Помпеи, он был погребен под слоем пирокластических потоков осенью 79 года нашей эры.

Статью об открытии специалистов из Италии и Германии опубликовал журнал Scientific Reports. Предполагается, что погибший, чьи останки стали предметом исследования, был молодым мужчиной примерно 20 лет. Он мог служить охранником в здании Коллегии августалов (жрецов императорского культа) в Геркулануме, где нашли его скелет.

Чтобы удостовериться, что стеклоподобные фрагменты из черепа и позвоночника жертвы извержения Везувия когда-то были человеческим мозгом, ученые детально проанализировали их, используя электронную микроскопию, калориметрию и рамановскую спектроскопию.

Химический состав и присутствие в образцах белков и жирных кислот, характерных для мозговой ткани, подтвердили предположение об их органическом происхождении. Кроме того, исследователи обнаружили хорошо сохранившиеся элементы нейронных структур, включая нервные клетки (нейроны) и их отростки (аксоны).

Также выяснилось, что для превращения в стеклообразное состояние ткани должны были быстро нагреться до температуры в 510 градусов Цельсия, а затем стремительно остыть.

Исследователи смоделировали, как это могло произойти. Вероятно, сначала тело мужчины на непродолжительное время попало под воздействие очень горячего облака пепла. Кости черепа и позвоночника частично защитили мозг от прямого контакта с раскалёнными вулканическими выбросами, не допустив полного испарения тканей.

Когда пепел осел, температура упала, что позволило мозгу «остекленеть». Схожим образом после остывания затвердевает расплавленное жидкое стекло. Позднее тело накрыли пирокластические потоки с температурой до 465 градусов Цельсия.

Говоря о важности исследования, ученые подчеркнули, что это единственный известный случай, когда ткани человеческого мозга сохранились в стекловидной форме. В районе Везувия нашли примерно 2000 тел, но подобных примеров больше не встречалось.

Органика может переходить в стекловидное состояние во время криоконсервации — сверхбыстрого замораживания при температуре -120 градусов Цельсия. В Геркулануме все случилось в экстремальных условиях вулканического извержения и высоких температур, которые, как правило, полностью разрушают мягкие ткани. Это также делает описанный случай исключительным.

Новые открытия ученых дополняют уже имеющиеся знания о том, какие физические процессы происходили во время извержения и как погибали жертвы Везувия.

Ранее несколько научных групп реконструировали события, совместив результаты археологических раскопок с тем, как природную катастрофу описывал Плиний Младший. Ученые сошлись во мнении, что у извержения было несколько фаз. Сначала Везувий выбросил огромный столб пепла и пемзы, которые покрыли местность плотным слоем. Чуть позже сошли пирокластические потоки. Это извержение продолжалось 18-20 часов. Затем, после небольшого затишья, началась третья фаза — пелейское извержение, которое также сопровождалось землетрясением.