公元79年维苏威火山爆发，不仅摧毁了庞贝和赫库兰尼姆等古城，还造就了人脑在极高温度下玻璃化的奇特现象。研究人员在赫库兰尼姆遗址发现的玻璃状物质，被证实是遇难者大脑在超过510摄氏度的高温和快速冷却过程中形成的有机玻璃。这一罕见案例完整保存了人脑的细胞结构，为理解火山灾难下的极端环境效应提供了宝贵的考古和科学证据，也揭示了即使躲在室内也难逃高温致命伤害的严峻事实。

🧠 **人脑玻璃化现象的发现与解析**：在公元79年维苏威火山喷发后，意大利赫库兰尼姆遗址中发现的遇难者遗骸，其大脑组织在极高温度（超过510摄氏度）和快速冷却的双重作用下，发生了前所未有的玻璃化过程，形成了类似黑曜石的有机玻璃状物质。这一发现得到了扫描电子显微镜等先进成像技术的支持，并识别出了其中的神经元组织，为大脑玻璃化提供了直接证据。

🔥 **极端高温与快速冷却的形成条件**：人脑玻璃化需要极为苛刻的环境条件，即有机物首先经历极高的温度快速加热，随后又以更快的速度冷却。维苏威火山喷发时，短暂出现的高温火山碎屑流，可能通过稀释的火山灰云浪，以一种既能加热又不会完全摧毁大脑的方式作用于遇难者，随后快速冷却使其发生了玻璃化，并可能因大脑受损破碎而利于热交换。

⚠️ **室内避难也难逃高温致命威胁**：研究表明，即使躲藏在室内建筑中，公元79年维苏威火山喷发所产生的超高温火山碎屑流（最高可达550摄氏度以上）也能迅速夺走生命。这与人们普遍关注的火山碎屑流机械冲击不同，高温效应是室内遇难者的主要死因，为评估火山风险提供了新的重要考量，尤其对当前仍受维苏威火山威胁的那不勒斯地区具有警示意义。

公元79年，位于罗马帝国的维苏威火山喷发，巨大的喷发柱高耸入云，浮石从天而降，四下散落。而后，伴随着喷发柱的崩塌，超高温度的火山碎屑流顺着山坡急速倾泻，给周围甚至十公里开外的居民都带来灭顶之灾。

在意大利赫库兰尼姆的遗址中，一名遇难者俯卧在床上，头骨等骨骼已经完全烧焦裂开了，周围是火山灰。维苏威火山的喷发将古城的一切都埋在地下。 Pier Paolo Petrone|图

这场灾难最终还导致庞贝、赫库兰尼姆等邻近古城被深埋地下，使它们几乎以灾难发生时的姿态沉寂了一千多年，而这样罕见的自然条件不仅意外完整地保留了当时城市的面貌，也造就并保存了一些奇特的自然现象。2025年2月，意大利多个机构的研究人员利用分析和实验数据，详细解析了维苏威火山爆发中出现的人脑变玻璃的现象。

根据研究分析，在赫库兰尼姆发现的像玻璃一样的材料，正是一个人的大脑在极高温度下辅以特定条件发生的玻璃化。这一绝无仅有的变化案例需要的温度超过510摄氏度，火山碎屑流短暂地出现和消逝，意外地让一具人体暴露在快速加热又迅速冷却的自然环境中，由此造就了来自人脑的有机玻璃。相关研究发表在《科学报告》，而这个事情的发现还要追溯到1960年代。

超高温下的即刻死亡

当时人们在对赫库兰尼姆的一处供奉崇拜奥古斯都的宗教场所遗址进行考古发掘的过程中，发现一个小房间里面有一个遇难者俯卧在床上，头骨等骨骼已经完全烧焦裂开了，周围是火山灰。出于就地保护的目的，这个遗体没有被移动过，一直保持着第一次被发现时的样子。然而正是得益于此，将近六十年后，在一次研究清理工作中，意大利那不勒斯费德里科二世大学的法医人类学家皮尔·保罗·佩特罗内（Pier Paolo Petrone）有了新奇的发现。

“我突然看到在填满头骨的火山灰中，细小的玻璃状残留物闪闪发光。取出其中的一块碎片来看，它有着黑色的外观和闪亮的表面，与黑曜石非常相似。黑曜石是一种天然的火山玻璃，同样漆黑而有光泽，其形成是由于熔岩的快速冷却。”皮尔·保罗·佩特罗内告诉南方周末记者，“从最初在受害者头骨内发现这种玻璃状材料开始，我就感到非常兴奋，因为我知道这是非常独特的东西，在任何其他考古或法医环境中都从未见过。”

而对这名受害者骨骼的人类学分析表明，他是一名年轻的成年男性，很可能是这个宗教场所的管理人员，大概是在午夜时分，当他躺在床上睡觉时，被第一波进入城市的火山云吓了一跳。不过，与赫库兰尼姆的其他居民一样，他没有受什么苦，因为在火山云经过时释放的极高温度下，他们都即刻死去了，但与其他死者不同的是，他的遗体留下了玻璃一样的物质。

正是因为这一发现，从2020年起，皮尔·保罗·佩特罗内和一些研究人员不断取得科学进展，一步步揭示了这个漆黑锃亮的材料究竟是什么。在《新英格兰医学杂志》发表的一个简短的报告中，他们首先根据材料特定的位置，以及脑相关蛋白质和脂肪酸等证据，推测这些罕见的材料是脑组织在热环境下发生的玻璃化。

从赫库兰尼姆一名遇难者头骨中取出的玻璃样材料，有着黑色的外观和闪亮的表面。 Pier Paolo Petrone|图

随后，随着对样本研究的深入，扫描电子显微镜等成像工具还表明，这些材料中确实发现了神经元组织，而且很好地保存了人脑中枢神经系统不同区域的神经细胞，进一步证明了玻璃化的材料可能是由人脑等组织转变而来，并且火山引发的这种独特的自然玻璃化过程，可以很好地锁定古老中枢神经系统的细胞结构，为神经结构的保存提供了一个稀有的考古案例。

意外的迅速冷却

不过，自从人脑变玻璃的简单报告发布开始，也有一些质疑的声音，认为考古中生物分子的污染和误解，是个老问题，而人脑的玻璃化缺乏详细的实验和分析数据以及方法，加上软组织的玻璃化甚为少见，因此相关结论令人难以置信。而继人脑玻璃化保存有神经元的影像证据之后，2025年的最新研究通过分析和实验数据还原了从人脑变玻璃的详细过程，为相关论断提供了新的证据。

“正如最新的研究所揭示的，玻璃化大脑材料的分析表明，大脑的玻璃化是通过一个独特的过程进行的，即首先在非常高的温度下快速暴露有机物，然后以更快的速度冷却。这一过程形成的玻璃物质使得大脑生物微观结构得以完整保存。”参与了这项研究的皮尔·保罗·佩特罗内分析，在低温生物学领域，细胞物质的玻璃化过程是通过浸泡在液氮中，从室温到零下196摄氏度的瞬间发生的，考虑到玻璃化过程发生在从初始温度到最终温度的急剧显著冷却过程中，导致赫库兰尼姆居民即刻死亡的首波火山碎屑灰云的初始温度，很可能远高于将相关液体转化为玻璃态所需的510摄氏度临界值。

至于为什么超高温能瞬间降下来，而没有完全将有机物质摧毁，研究人员根据实验情况推测，这可能是因为恰好出现一股分离的、非常稀释的火山灰云浪，短暂经过了遇难者的房间。而大脑在加热的过程中，虽然没有被完全毁掉，但也四分五裂，严重受损，化为一些小的碎片，这有助于它们在冷却时进行热交换，快速地降温。而且，头骨等骨骼在外，直接接触炽热的火山灰云，可能也对脑组织起到了一定的保护作用，以使其不至完全挥发，但又能在快速冷却时接触到足够的热量，使残留的部分脑组织实现玻璃化。

这一过程也体现在玻璃状材料的特点上，比如，根据研究人员取自现场头骨中的样本，这些材料都很微小，尺寸仅分布在0.5至5毫米之间，而且整体上看，就是一些形状不规则的角状碎屑，印证了它的破碎。尽管这些颜色呈黑色至深灰色的材料，在自然光或人造光照射下具有光泽，但用显微镜放大来看，其实非常粗糙，不仅有贝壳状、阶梯状的断面，以及尖角，还有各式各样组合的微米级球形孔隙，也表明了其接近玻璃的属性，暗示脑组织曾经历极端高温的变化过程。

躲在房间里也逃不掉

“对赫库兰尼姆和庞贝遇难者遗骸的现场及实验室研究都表明，面对像公元79年维苏威火山喷发这类灾难性喷发事件，即使你躲在室内建筑中，能免受时速高达数百公里的火山碎屑流的机械冲击，却依然无法逃脱500摄氏度甚至更高的强烈热效应的伤害。”在皮尔·保罗·佩特罗内看来，结合首波火山灰涌入城市与建筑物的其他实证，这些在赫库兰尼姆遇难者遗骸上发现的证据，将成为解读公元79年维苏威火山普林尼式喷发事件的关键因素，对评估和减轻火山风险也有重要的意义，在这点上，对于现在仍威胁着那不勒斯三百万居民的维苏威火山而言尤为如此。

关于其在公元79年喷发事件的启示，罗马第三大学等机构的研究人员，曾专门研究过这起灾难所引发的新的风险考量，相比人们更关注的高浓密火山碎屑流，他们研究发现，这起备受世人关注的喷发，第一股涌进城的碎屑流实际上并不浓密，只在地上留下了一层很浅的灰烬。虽然这股分离自高浓度流体的稀释灰云浪，裹挟的固体物质并不多，且只是短暂停留，但温度够高，最高可能超过550摄氏度，因此也立刻造成了人的死亡。

后续的火山碎屑流虽然大都浓度更高，但温度却相对较低，最终层层覆盖，将赫库兰尼姆、庞贝等古城，以及城中早已死去的遇难者埋在了地下。这也说明，温度在评估低浓度火山碎屑流的生命威胁方面，是个关键的指标，值得引起关注，而碎屑流的浓度和火山喷发量等因素则主要影响了整体上的灾难情况。

2025年1月，《地质学会杂志》的一项研究通过重建火山喷发时间表，认为这次喷发共产生了17股火山碎屑流，前期是由普林尼式喷发柱部分坍塌造成的，坍塌后则由更具持续性的火山碎屑喷泉产生，而后一阶段估计都持续了约12小时之久，足见影响之深。人脑相关的玻璃样材料作为这场灾难中留下的一个罕见的遗迹，更透露了被掩埋古城中潜在的未解之谜或许还有不少。

“对公元79年维苏威火山喷发遇难者的研究，已证明是不可替代的信息来源，不仅对考古学和人类学如此，也与这场灾难性自然事件的喷发背景特征有关。”皮尔·保罗·佩特罗内告诉南方周末记者，“这一独特的事件使人们有史以来首次得以研究一座罗马城市的居民群体，他们如同被时代快照定格般‘冻结’于瞬间死亡的状态。正如持续进行的研究所显示的，对这些遇难者的继续研究预计还将带来更多新的发现。”

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