Un nuage de gaz brûlant dans l’éruption historique de Vesubio a transformé le cerveau d’un homme en verre | Science

«Le nuage est monté d’une montagne, à une telle distance que nous ne pouvions pas distinguer celui, mais nous savions ensuite que c’était le Vésuvio. Comme je peux décrire sa forme, il ressemble à un pin. Il s’est levé dans le ciel avec un très long tronc dont certaines branches ont germé. » C’était l’an 79 de notre époque, et a ainsi décrit le début de l’une des catastrophes naturelles les plus connues de l’histoire, le seul survivant qui a laissé un témoignage écrit, Pline le jeune homme. Le sort de Pompeya et d’autres populations touchées par l’éruption mortelle est bien connue, ainsi que les célébrités vides dans le plâtre des corps de certains des milliers de victimes.

Mais il y avait un cas unique parmi tous. Quand au XXe siècle, les ruines d’Herculano ont été fouillées, une petite ville côtière qui a été enterrée par l’avalanche ardente de Vesubio, parmi les plus de 300 victimes n’a été trouvée que celle dont le cerveau avait subi un effet de vitrification très rare; Le cerveau s’était transformé en une sorte de verre de type verre. Maintenant, une nouvelle étude explique quel a été le processus qui a créé ce résultat jamais vu auparavant.

C’était aux XVIIIe et XIXe siècles que les grandes fouilles de Pompeya ont été entreprises. Là, les restes de plus de 1 000 personnes ont été trouvés. En 1863, l’archéologue Giuseppe Fiorelli, en charge des œuvres, a commencé à découvrir dans la couche épaisse de cendres calcifiées les lacunes qui avaient laissé la décomposition des corps et ont conçu une méthode pour créer un vidage de gypse à l’aide de cavités comme moules.

À Herculano, en revanche, des squelettes relativement bien préservés ont été trouvés, la majorité a été encombrée dans une douzaine de stands en pierre où les bateaux étaient stockés, à côté de la plage. Les habitants y ont cherché la voie de s’échapper de l’enfer qui les a signé en faisant la mer, mais a trouvé la mort lorsque l’avalanche de cendres expulsée par le volcan a aveuglé les entrées de leurs abris.

Plusieurs chercheurs ont tenté d’expliquer quel était le processus qui a préservé ces restes, par rapport à ceux du Pompéi à proximité. À l’Université Federico II de Naples, l’anthropologue légiste Pier Paolo Petrone a proposé que la chaleur extrême d’environ 400 degrés rapidement vaporisé Les fluides corporels et les tissus mous, laissant des os brûlés, imprégnés de déchets minéraux.

Le gardien solitaire

Mais quelque chose de différent de tout a été trouvé à Collegium Augustalium à Herculano, un bâtiment public dédié au culte de l’empereur Augusto qui était situé sur la rue principale, Decumanus Maximus. C’était un homme dans la vingtaine, on suppose que le gardien de l’enceinte, qui est mort seul, allongé dans son lit, et a été enterré en cendres. De l’intérieur de son crâne, une masse vitreuse et noirâtre a été récupérée: son cerveau vitrifié.

Selon Ils ont publié Petrone et ses collaborateurs en 2020les tissus cérébraux sont rares dans les résultats archéologiques, mais en tout cas, ils souffrent généralement d’un processus de saponification, lorsque les graisses deviennent du savon. Le cerveau de cet homme transformé en verre organique est le seul cas connu. Petrone raconte l’histoire d’un prisonnier anglais pendant la Seconde Guerre mondiale à qui des soldats allemands forcés d’inspecter les abris bombardés. Les corps qui ont trouvé, dit-il, étaient des amalgames osseux et des graisses formant une masse compacte. “Il s’agit d’une situation très similaire à celle que j’ai trouvée lorsque j’ai vu le squelette gardien pour la première fois”, dit-il.

Lorsque Petrone a examiné le matériau du crâne du gardien, “l’analyse protéomique a révélé plusieurs protéines et acides gras hautement exprimés dans le tissu cérébral humain”, dit-il. Dans Une autre étude ultérieure Depuis la microscopie, son équipe a découvert la conservation des structures cérébrales: “Nous montrons la découverte d’un système nerveux central entier exceptionnellement conservé dans le cerveau et la moelle épinière, représenté par des neurones interconnectés par un réseau de axones dense, dans lequel nous pourrions distinguer même les gaines de myéline.”

Mais quel genre de processus était celui qui a travaillé la transformation du cerveau de la garde? Dans Une nouvelle œuvre publiée dans Rapports scientifiquesdu groupe nature, Petrone et ses collaborateurs expliquent que, dans la nature, la vitrification ne se produit qu’en raison d’un gel très rapide et d’une très basse température, ce qui solidifie le matériau évitant la formation de cristaux. Dans le cas des tissus biologiques, composés principalement d’eau, il peut être réalisé par immersion dans l’azote liquide, une méthode utilisée pour la cryoconservation.

Un chauffage et un refroidissement rapides

En analysant les propriétés du matériau et en simulant le processus, les chercheurs prouvent que la vitrification nécessitait que le cerveau se réchauffe au-dessus de 510 degrés, puis refroidisse rapidement, et l’os a évité la destruction complète du tissu. Mais puisque l’écoulement pyroclastique – l’avalanche des matériaux volcaniques – n’aurait pas dépassé 465 degrés et aurait refroidi lentement, conclue que la première attaque du volcan était un nuage très chaud mais peu dense, dissipé en quelques minutes. Le corps a ainsi été exposé à la température ambiante et le refroidissement soudain a vitrifié le tissu. La rapidité du processus, selon Petrone, “autorisé à définir et à préserver la plupart des structures cérébrales intactes”, avant que la coulée pyroclastique n’ait enterrée Herculano et conserve ces rares pièces pour l’histoire.

Petrone justifie que rien de tout cela ne s’est produit avec les victimes de Pompeya en raison de la différence de distance par rapport au volcan et aux températures, ce qui explique la disparité dans les restes. “Un Pompeya n’est pas arrivé les trois premiers flux pyroclastiques, dont le premier était le plus chaud”, dit-il, ajoutant que la décharge brûlante et éphémère sur Herculano a surpris le gardien dans sa chambre. Lorsque le nuage a poursuivi son chemin vers la mer pour détruire les hangars où les habitants avaient protégé, “la température était déjà descendu, à la fois pour l’impact avec l’eau de mer et par la vaporisation des tissus mous”.

L’anthropologue et bioarchéologue à l’Université d’Indianapolis Christopher Schmidt, qui n’a pas participé à l’étude, mais a analysé les squelettes d’Herculano, convient que la situation particulière de la garde pourrait faire une différence: elle est située loin des salles de stockage où la plupart des victimes apparaissaient. Cela semble être seul dans la pièce, donc il n’a pas été protégé par d’autres personnes. Peut-être qu’il a été exposé à des températures plus élevées. » Schmidt a déjà proposé en 2015 l’idée d’un premier nuage chaud avant le flux pyroclastique, donc l’hypothèse de Petrone semble plausible. D’un autre côté, il s’oppose: “Je ne sais pas si la justification de la vitrification est convaincante, en particulier pour des raisons comme celle-ci ne semblent pas se produire dans les crémations ou d’autres contextes de corps incinérés.”

Pour sa part, le volcanologue Guido Giordano, de l’Université Roma Tre et le premier auteur de l’œuvre, commente que «la crémation est un processus brûlé, tandis que la vitrification est un processus de refroidissement; La crémation ne peut pas produire de verre. Près de 2 000 ans plus tard, ces deux jours où le jeune Pline pensait que c’était “la dernière nuit sans fin pour le monde” continue de révéler des secrets surprenants.