驚奇！火山爆發將人腦變成玻璃

科學家在發生于公元79年意大利南部維蘇威火山爆發導致的一名遇難者頭骨內發現了一些黑色碎片。這些黑色碎片像小塊的黑曜石，光滑閃亮。研究認為，這些碎片是這名遇難者玻璃化的大腦殘骸組織。

這項于2020年報告的發現令人振奮，因為人類大腦從未以玻璃態這種形態被發現。如今研究這具遺骸的科學家們認為，他們已查明這些玻璃態碎片形成的更多細節：該男子曾暴露于超過500攝氏度的高溫環境中，隨后經歷急速冷卻。這種極端條件也使得他大腦內部的微小結構與細胞得以保存。

“這是一項非凡的發現。”英國利物浦約翰摩爾斯大學的法醫人類學家馬泰奧·博里尼評價道，“它揭示了大腦在極端條件下可能產生的驚人保存方式。”

閃耀的遺存

羅馬古城赫庫蘭尼姆被火山灰掩埋了數百年。過去幾個世紀的考古發掘中，保存完好的尸體、建筑、家具、藝術品甚至食物不斷給考古學家們帶來驚喜，幫助考古學家拼湊古羅馬人的生活圖景。如今，這座古城仍在帶來新的發現。

約5年前，意大利那不勒斯費德里科二世大學的考古學家皮埃爾·保羅·佩特羅內正在研究20世紀60年代出土的一具疑似20歲男性的遺骸。該男子被發現于一座疑似神廟的建筑內，考古學家推測他可能是建筑守衛。遺體呈俯臥狀躺在一張木床上。

當佩特羅內在臺燈下記錄男子焦黑的骨骼時，他注意到異常現象。“我突然看到頭骨內填充的火山灰中有玻璃狀碎屑閃爍。”他告訴《麻省理工科技評論》，“這些黑色物質表面閃亮，酷似黑曜石。但不同于黑曜石的是，它們極其脆弱易碎。”

樣本分析表明，這些玻璃狀殘骸是保存下來的腦組織。當佩特羅內團隊用顯微鏡觀察時，甚至能辨認出神經元結構。“我當時非常激動，因為意識到這是前所未有的獨特發現。”他表示，“這種情況在任何考古或法醫記錄中都未曾出現過。”

羅馬第三大學的火山學家圭多·焦爾達諾指出，接下來的關鍵問題是：此人的大腦為何會玻璃化？

極端條件的杰作

為解開謎團，研究團隊將毫米級的玻璃化腦碎片置于實驗室極端溫度下，旨在測定其“玻璃轉化態”——即材料從脆性轉為柔軟狀態的臨界溫度。焦爾達諾解釋稱，實驗表明這些物質確實屬于玻璃（形態），其形成過程需要經歷510攝氏度以上的高溫后急速冷卻至室溫。“高溫階段必須短暫，否則組織會被‘煮熟’而徹底消失。”他補充道，這解釋了為何赫庫蘭尼姆其他遇難者的大腦未能保存。

研究人員推測，極短時間的高溫暴露可能源自火山噴發后瞬間籠罩城市的超熱火山氣體與數厘米厚的火山灰。數小時后，致密的火山碎屑流才抵達，此時大腦可能已完成快速冷卻。“火山灰云溫度可達500—600攝氏度，但會迅速消散。”焦爾達諾在發表于《科學報告》的論文中強調，“這種驟冷條件正是形成玻璃的關鍵。”

獨一無二的案例

關于為何唯獨這名青年的大腦形成玻璃碎片，學界尚無定論。焦爾達諾認為可能因其身處建筑內部受到庇護。據信當時赫庫蘭尼姆多數居民都涌向了海岸尋求救援。

對于男子俯臥床榻的姿勢，英國埃克塞特大學法醫考古學家卡爾·哈里森提出不同解讀：“火災中人們常因濃煙遮蔽誤入陌生房間，火山爆發時可能類似——遇難者最終姿態往往出人意料。”他參與研究的土耳其遺址曾出土8000年前的呈木炭狀的“碳化”古人類大腦。

目前部分玻璃化腦碎片仍保存在赫庫蘭尼姆遺址，其余由有關實驗室保管以供后續研究。佩特羅內計劃進一步分析樣本蛋白質成分。“測驗這些碎片時感覺超現實，”焦爾達諾感慨道，“有時我會停下思緒：‘我正握著某位古人的腦組織’——這種體驗令人動容。”