لغز الدماغ الزجاجي: كيف حوّل بركان فيزوف دماغًا بشريًا إلى زجاج

تحول دماغ شاب إلى زجاج منذ ما يقرب من 2000 عام، وهي ظاهرة يعتقد العلماء أنها حدثت،

 عندما اجتاحت سحابة رماد ساخنة من ثوران بركان جبل فيزوف، المدن المحيطة به. واقترح باحثون إيطاليون هذه النظرية مؤخرًا لشرح الحالة الغريبة لدماغ الروماني القديم، وهو النسيج البشري الوحيد المعروف على الإطلاق، أنه تحول بشكل طبيعي إلى زجاج. إذ يمكن لهذا الدماغ الزجاجي الفريد، أن يعيد كتابة قصة واحدة من أشهر الكوارث الطبيعية في التاريخ. ويساعد في حماية الناس من هذه الظاهرة غير المفهومة. أثناء الانفجارات البركانية المستقبلية.

الدماغ الزجاجي: علم تزجيج الدماغ

يعد تشكل الزجاج، أو التزجيج، ظاهرة نادرة في الطبيعة تتطلب ظروفًا غير عادية. ولفهم كيفية تحول دماغ الروماني القديم إلى الدماغ الزجاجي، بحث العلماء في العلم الأساسي وراء هذه العملية. يحدث التزجيج عندما تبرد المادة المنصهرة بسرعة. مما يؤدي إلى احتجاز بنيتها الجزيئية في حالة غير متبلورة وغير منتظمة “وهي سمة من سمات الزجاج”. يمنع هذا التبريد السريع تكوين البلورات، والتي هي اللبنات الأساسية للمواد الصلبة. وفي العالم الطبيعي، يمكن أن يحدث التزجيج من خلال أحداث متطرفة مثل تأثيرات النيزك. أو ضربات البرق، أو الانفجارات البركانية، والتي تولد درجات حرارة ساخنة بما يكفي لإذابة الصخور ثم تبريدها بسرعة. ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بالأنسجة البشرية، فإن احتمالية التزجيج منخفضة للغاية بسبب محتواها العالي من الماء. حيث تتكون أنسجة المخ، على وجه الخصوص، من حوالي 75% من الماء. مما يجعل من غير المرجح أن تتحول إلى زجاج. وهكذا بقي المجتمع العلمي يتساءل: كيف تحدى دماغ الروماني القديم الصعاب وخضع لعملية التزجيج؟

الكشف عن السياق التاريخي لغضب فيزوف

يعد ثوران بركان جبل فيزوف القديم عام 79 بعد الميلاد أحد أكثر الكوارث الطبيعية شهرة في تاريخ البشرية. وقد دفن هذا الحدث الكارثي المدينتين الرومانيتين بومبي وهركولانيوم. تحت طبقة سميكة من الرماد البركاني والصخور. مما أدى إلى الحفاظ على الحياة اليومية للرومان القدماء لقرون عديدة. في حين أن بومبي قد حظيت بمزيد من الاهتمام بسبب حالتها المحفوظة بشكل أفضل. فإن هيركولانيوم تحمل أسرارها الخاصة. بما في ذلك الحالة الغامضة للدماغ الزجاجي.

وتشير السجلات التاريخية إلى أن جبل فيزوف كان خامدًا لعدة قرون قبل ثوران البركان. مما دفع الرومان القدماء إلى الاعتقاد بأنه كان بركانًا خامدًا. أدى عدم وجود علامات تحذيرية والثوران المفاجئ وغير المتوقع إلى مفاجأة سكان بومبي وهيركولانيوم. مما أدى إلى خسارة مأساوية لآلاف الأرواح.

يلُقي اكتشاف الدماغ الزجاجي في هيركولانيوم ضوءًا جديدًا على الأحداث التي سبقت الانفجار. إذ يقترح العلماء أن سحابة الرماد الساخن، التي سبقت تدفق الحمم البركانية، كانت السبب الرئيسي لوفاة سكان هركولانيوم. وهذا يتحدى الاعتقاد السائد منذ فترة طويلة بأن تدفق الحمم البركانية كان السبب الرئيسي. كما أن الطبقة الرقيقة من الرماد الموجودة في المدينة. والتي ترسبت قبل وقت قصير من تدفق الحمم البركانية، تدعم هذه النظرية.

القصة الغامضة وراء اكتشاف الدماغ الزجاجي

يكتنف الغموض اكتشاف الدماغ الزجاجي، وكان على العلماء تجميع الأدلة لكشف الأحداث التي أدت إلى هذه الظاهرة غير العادية. كما أثارت ملاحظة عالم الأنثروبولوجيا الإيطالي بيير باولو بتروني في عام 2018 سلسلة من ردود الفعل للتحقيقات. وأثارت البقايا المتفحمة للرجل البالغ من العمر 20 عامًا والتي تم العثور عليها على سرير خشبي في هيركولانيوم الفضول. خاصة عندما لاحظ بيتروني شيئًا لامعًا في الجمجمة المحطمة. وكشف المزيد من الفحص عن شظايا من الزجاج الأسود اللامع. والتي تم الكشف عنها لاحقًا على أنها شظايا من دماغ الرجل.

واستخدم فريق البحث، بقيادة عالم البراكين جويدو جيوردانو، مجهرًا إلكترونيًا لفحص الأجزاء الزجاجية. وقد كان ما وجدوه مذهلاً. فقد تم الحفاظ على شبكات معقدة من الخلايا العصبية والمحاور العصبية وأجزاء أخرى. يمكن التعرف عليها من دماغ الرجل والحبل الشوكي في الزجاج.

اقترح العلماء أن الدماغ لا بد أن يكون قد تعرض لدرجات حرارة عالية للغاية. تتجاوز 510 درجة مئوية (950 فهرنهايت)، يليها تبريد سريع. ولكن كيف حدث هذا؟ تحول الباحثون إلى السجل الجيولوجي للعثور على إجابة. ووجدوا طبقة رقيقة من الرماد استقرت في المدينة قبل وقت قصير من وصول تدفق الحمم البركانية. مما يشير إلى انفجار ساخن أولي من سحابة الرماد المنبعثة من فيزوف. وقد غيرت هذه النظرية السرد حول كيفية وفاة الناس في هيركولانيوم.

كشف النتائج الرئيسية: الحرارة الشديدة والتبريد السريع

لكن الحرارة وحدها لا تكفي لصنع الزجاج. ويحتاج الدماغ أيضًا إلى التبريد السريع، وهي عملية تستغرق عادةً ساعات أو حتى أيامًا. ومع ذلك، فإن شظايا الزجاج الموجودة في الجمجمة تشير إلى أن عملية التبريد حدثت بشكل فوري تقريبًا. ويعد هذا التبريد السريع أمرًا بالغ الأهمية في منع التبلور. الذي كان من شأنه أن يحول الدماغ إلى مادة صلبة غير شفافة بدلاً من الزجاج.

يعد الجمع بين الحرارة الشديدة والتبريد السريع أمرًا نادرًا في الطبيعة، مما يجعل الدماغ الزجاجي اكتشافًا فريدًا حقًا. ويقترح العلماء أن السيناريو الوحيد الممكن هو أن سحابة الرماد المنبعثة من فيزوف. تسببت في انفجار ساخن أولي قبل أن تتبدد بسرعة، مما يسمح بحدوث التبريد السريع.

ولا تزال الظروف الدقيقة التي أدت إلى ظهور الدماغ الزجاجي يكتنفها الغموض. لكن النتائج التي توصل إليها الباحثون. توفر لمحة رائعة عن القوى المتطرفة التي لعبت دورًا أثناء الثوران القديم. من خلال كشف أسرار هذا الحدث الاستثنائي. يمكن للعلماء الحصول على رؤى قيمة حول التهديدات التي تشكلها الانفجارات البركانية. وتطوير استراتيجيات جديدة لحماية الناس من هذه الأحداث المميتة.

الحماية من التهديد المميت لسحب الرماد الساخن

إن اكتشاف الدماغ الزجاجي له آثار بعيدة المدى تتجاوز الظاهرة العلمية نفسها. إذ يسلط الضوء على التهديد غير المفهوم والمتمثل في سحب الرماد الساخن. والتي يمكن أن تكون مميتة أثناء الانفجارات البركانية. ويمكن أن يؤدي هذا الاختراق إلى تغييرات حيوية في كيفية الاستعداد لهذه الكوارث الطبيعية والاستجابة لها.

تخيل أنك قادر على إنقاذ الأرواح من خلال تصميم المنازل التي يمكنها تحمل الحرارة الشديدة. أو إنشاء أنظمة إنذار مبكر تكتشف اقتراب سحابة الرماد الساخن. وتشير نتائج الدراسة إلى أن هناك “نافذة للبقاء” خلال هذه الأحداث. مما يعني أن الإجراء الفوري يمكن أن يحدث فرقا حاسما.

ويأمل علماء البراكين مثل جويدو جيوردانو أن يؤدي هذا البحث إلى زيادة الوعي حول المخاطر التي تشكلها سحب الرماد الساخنة. والتي غالبًا ما تترك أثرًا ضئيلًا خلفها، وبالتالي يصعب دراستها. كما أن الوفاة المأساوية لعالمي البراكين الفرنسيين كاتيا وموريس كرافت، فضلا عن مقتل 215 شخصا خلال ثوران بركان فويغو في غواتيمالا عام 2018. هي بمثابة تذكير صارخ بالتأثير المدمر لهذه الظواهر.

ومن خلال التعلم من الماضي، يمكننا الاستعداد بشكل أفضل للمستقبل. حيث يوفر اكتشاف الدماغ الزجاجي فرصة فريدة لإعادة النظر في نهجنا تجاه الانفجارات البركانية. وتطوير استراتيجيات أكثر فعالية لحماية الأشخاص الذين يعيشون بالقرب من البراكين النشطة. ومع استمرار العلماء في كشف أسرار هذا الحدث القديم. فقد يكشفون عن رؤى مهمة يمكن أن تساعد في إنقاذ الأرواح في السنوات القادمة.

المصادر:

phys.org