آتشفشان وزوو Vesuvius، یکی از خطرناک‌ترین و مشهورترین آتشفشان‌های جهان، در جنوب ایتالیا و در نزدیکی شهر ناپل قرار دارد. این آتشفشان که همچنان فعال است، به دلیل فوران ویرانگر خود در سال ۷۹ میلادی مشهور است، زمانی که شهرهای پمپئی Pompeii و هرکولانیوم Herculaneum را به کلی نابود کرد. این فوران یکی از مرگبارترین رویدادهای آتشفشانی تاریخ بود که هزاران نفر را در کمتر از چند ساعت به کام مرگ کشاند.

فوران وزوو نه‌تنها با ریزش مقادیر عظیمی از خاکستر، گازهای داغ و مواد مذاب همراه بود، بلکه موجی از جریان‌های آذرآواری pyroclastic flows را ایجاد کرد که با سرعتی سرسام‌آور بر سر ساکنان شهرها فرود آمد. این جریان‌ها که از ترکیب گازهای سمی و ذرات داغ تشکیل شده بودند، دمایی بالاتر از ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد داشتند و در کمتر از چند لحظه، هر موجود زنده‌ای را که در مسیرشان بود، تبخیر کردند.

در حالی که پمپئی به‌دلیل حجم گسترده خاکستر و گازهای سمی مدفون شد، شهر هرکولانیوم شرایط متفاوتی را تجربه کرد. به دلیل نزدیکی بیشتر این شهر به آتشفشان، اولین موج مواد آذرآواری به آن اصابت کرد و موجب شد که دمای شهر به‌شدت افزایش یابد. این شرایط منحصربه‌فرد بود که بعدها منجر به پدیده‌ای شد که دانشمندان را شگفت‌زده کرد: تبدیل مغز یک انسان به شیشه!

کشف بی‌سابقه‌ای از بافت انسانی شیشه‌ای‌شده

برای نخستین‌بار در تاریخ، محققان بقایای مغزی یک انسان را یافته‌اند که در اثر انفجار وزوو در سال ۷۹ میلادی، به شیشه تبدیل شده است. این پدیده خارق‌العاده در درون جمجمه یک مرد جوان کشف شد که در شهر هرکولانیوم در بستر خود، جان سپرده بود. اگرچه بقایای این مغز شیشه‌ای برای نخستین‌بار در سال ۲۰۲۰ مشاهده شد، اما تا امروز تأیید علمی قطعی در مورد ماهیت آن انجام نشده بود.

پژوهشگران در بررسی‌های خود به شواهدی قوی دست یافتند که نشان می‌دهد این ماده سیاه و براق که ظاهری شبیه به شیشه ابسیدین obsidian دارد، در حقیقت بقایای مغزی انسانی است که تحت حرارت بالا به شیشه تبدیل شده است. به گفته آن‌ها، این نخستین نمونه ثبت‌شده از تبدیل بافت مغزی – یا هر نوع بافت انسانی و حیوانی دیگر – به شیشه است.

هرکولانیوم: شهری که در میان خاکستر مدفون شد

هرکولانیوم، که در فاصله ۱۷ کیلومتری پمپئی و در دامنه وزوو قرار داشت، در جریان این فوران عظیم به‌طور کامل نابود شد. بسیاری از ساکنان شهر در زیر لایه‌های ضخیم خاکستر برای نزدیک به دو هزار سال مدفون ماندند.

یکی از شگفتی‌های علمی این کشف، شرایط خاصی است که منجر به فرایند شیشه‌ای شدن (ویتریفیکاسیون vitrification) شده است. این فرایند زمانی رخ می‌دهد که ماده‌ای به سرعت از حالت مایع به جامد تبدیل شود، بدون آنکه بلوری‌شدن crystallization در آن اتفاق بیفتد. چنین شرایطی معمولاً در طبیعت رخ نمی‌دهد، چرا که مواد آلی معمولاً پیش از تبدیل شدن به شیشه، می‌سوزند و از بین می‌روند.

مغزی که در گرما ذوب و در سرما شیشه شد

جسد این مرد جوان در حالی کشف شد که در بستر خود آرمیده بود. بر اساس بررسی‌های باستان‌شناسی، او احتمالاً نگهبان معبدی به نام «کالج آگوستالیوم Collegium Augustalium» بوده است که برای پرستش امپراتور آگوستوس Augustus ساخته شده بود. مطالعات اولیه نشان داد که ماده شیشه‌ای درون جمجمه او شامل شبکه‌های عصبی، آکسون‌ها axons و دیگر ساختارهای مغزی به‌شکل کاملاً سالم است.

برای تأیید علمی این کشف، پژوهشگران آزمایش‌های حرارتی متعددی انجام دادند و دریافتند که مغز این فرد زمانی به شیشه تبدیل شده است که در ابتدا در معرض دمایی بیش از ۵۱۰ درجه سانتی‌گراد (قرار گرفته و سپس به‌سرعت تا دمای محیط سرد شده است. این در حالی است که برآوردها نشان می‌دهند که جریان‌های مواد آتشفشانی که شهر را پوشاندند، دمایی در حدود ۴۶۵ درجه سانتی‌گراد (۸۶۹ درجه فارنهایت) داشته‌اند. بنابراین، یک مرحله گرمایی اولیه و بسیار شدید، که به‌سرعت فروکش کرده، باید وجود داشته باشد.

لحظه مرگ: موج مرگبار گرما و خاکستر

پژوهشگران معتقدند که وقوع یک موج اولیه از خاکستر داغ، که دمایی بیش از ۵۱۰ درجه سانتی‌گراد داشته است، باعث مرگ سریع ساکنان شده است. این موج تنها برای مدت کوتاهی ادامه داشته و پس از آن دما به‌سرعت کاهش یافته است، در نتیجه شرایطی ایجاد شده که بافت مغز فرصت داشته است تا بدون سوختن، در دمای مناسب تبدیل به شیشه شود.

سپس، همان‌طور که در توصیفات تاریخی آمده است، هرکولانیوم به‌تدریج در زیر لایه‌های ضخیم جریان‌های خاکستر مدفون شده، اما این لایه‌های بعدی دمایی پایین‌تر داشته‌اند و همین مسئله موجب شده که مغز شیشه‌ای‌شده در وضعیت دست‌نخورده باقی بماند.

چرا این مرد فرار نکرد؟

در حالی که بیشتر قربانیان در نزدیکی بندر پناه گرفته بودند و احتمالاً در انتظار کمک دریایی بودند، این مرد جوان در بستر خود جان باخته بود. یکی از محققان در این رابطه اظهار داشت: «نمی‌دانیم که او مست بوده، بیهوش بوده، یا به هر دلیلی از جای خود تکان نخورده است، اما او تنها کسی بود که در شهر و در بستر خود باقی مانده بود.»

محققان معتقدند که موقعیت خاص مکانی این مرد نسبت به دیگران، موجب شده است که شرایط شیمیایی لازم برای بقایای مغزی او فراهم شود. به همین دلیل، برخلاف اکثر قربانیان که تنها بقایای اسکلتی آن‌ها باقی مانده، از این فرد نمونه‌ای از بافت نرم مغزی به‌صورت شیشه‌ای‌شده برجای مانده است.

این کشف بی‌سابقه نه‌تنها نگاهی دقیق‌تر به لحظات وحشتناک فوران وزوو ارائه می‌دهد، بلکه اطلاعات مهمی درباره شرایط حرارتی و محیطی این فاجعه در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.

منبع: Scientific Reports