維蘇威火山罹難者「玻璃腦」成因揭曉

該名罹難男子遺骸被發現時的姿態。路透社

在意大利維蘇威火山爆發時遭摧毀的赫古拉尼翁(Herculaneum)古城遺址,出土的一名男子遺骸,腦部呈現「玻璃化」,是全球唯一人腦轉化為玻璃的案例。近日發表的一份研究,揭開這個罕見過程的機制,是極度高溫和快速降溫的共同作用,造成大腦玻璃化卻又能完整保存內部軟組織。
這具遺骸在1960年代被發現,但是科學家直到2018年重新檢測,才在其顱骨內發現類似黑曜石、但是質地更脆弱的碎片。意大利拿坡里腓特烈二世大學法醫人類學家佩特隆尼(Pier Paolo Petrone)和羅馬第三大學火山學家喬達諾,根據他們2020年確認其腦部玻璃化的研究,進一步解開此罕見機制。
報告指,火山爆發後數小時,炙熱的火山碎屑岩流撲向赫古拉尼翁,伴隨而來的火山灰雲,使這名男子暴露在超過攝氏510度高溫下瞬間被炙燒;火山灰雲在數分鐘內散去,溫度迅速降低,提供適合發生玻璃化作用的環境。研究人員也認為,厚厚的頭骨首當其衝,直接接觸火山灰雲,或許發揮保護作用,防止內部腦組織被完全蒸發。
路透社引述佩特隆尼說法,「這段過程導致(大腦)玻璃化,腦組織的生物物質和微結構被保存下來」;赫古拉尼翁和龐貝曾發現木材被玻璃化的案例,但是「全世界從未發現其他有機人體或動物被玻璃化的例子」。之前的分析顯示,這具玻璃化的腦部遺骸中,保存了大腦組織中的蛋白質與脂肪酸,也可見中樞神經系統的軸突結構網,這些都是前所未見的發現。
喬達諾說,毀滅赫古拉尼翁的「殺手」,是火山爆發後初期衝擊該城的火山灰雲,城市被掩埋則是發生在較後期階段。佩特隆尼指出,從遺骸的姿勢來看,「所有罹難者都在瞬間死亡,甚至沒有時間察覺或感受到痛苦」。

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